이온성 액체 추진제 추력기 설계 및 성능 평가

Design and Performance Evaluation of Ionic Liquid Propellant Thruster

단일 추진제로써 널리 사용되는 하이드라진은 높은 성능을 가지나 그 맹독성으로 인해 하이드라진을 대체할 새로운 친환경 추진제가 연구되고 있다. 친환경 추진제의 후보군들 중 이온성 액체 추진제는 하이드라진에 비해 낮은 독성과 더불어 높은 비추력, 밀도를 가진다. 이온성 액체 추진제중 하나인 Hydroxylamine Nitrate (HAN)을 사용한 추력기를 설계하기 위해서는 주어진 추진제 유량을 충분히 분해시킬 수 있는 촉매 베드 크기를 구할 필요가 있다. 본 연구에서는 HAN 추진제를 사용한 소형 추력기를 설계하고 추력기의 추진제 분해성능을 특성속도 효율 등으로 평가함으로써 HAN 추력기 설계에 있어 기준점을 제시하고자 한다.

Hydrazine which has been used as monopropellant shows high performance, but because of its high toxicity research for new green propellant that could replace hydrazine is going on. Ionic liquid propellant that is one of the green propellant has lower toxicity, higher specific impulse, and higher density than hydrazine. To design the thruster which use Hydroxylamine Nitrate (HAN), one of ionic liquid propellant, as a propellant, a quantity of catalyst for full decomposition of a propellant is needed. In this study, reference point for HAN thruster design could be suggested through a design of a small scale thruster which used HAN propellant, and propellant decomposition capability evaluation with characteristic velocity efficiency.