큰 초기 연소면적을 가지는 고체 모타의 침식 연소 및 연소 불안정

Erosive burning and combustion instability of the solid rocket motor with large initial burning surface area

초기 추력을 증가시키기 위하여 넓은 초기 연소 면적을 가지는 고체 로켓 모타를 설계하고 지상연소 시험을 수행하였다. 그 결과 연소 거리에 따른 연소 면적 변화를 고려한 내탄도 성능 예측에 비하여 초기 압력과 추력이 낮게 측정되었다. 연소실 내부 유속과 연소 거리에 따른 연소 속도 변화를 검토한 결과 압력에 의하여 결정되는 연소 속도 대비 연소 속도가 감소하는 negative erosive burning이 발생함을 확인하였다. 또한 8개의 대칭형 fin 형상을 적용하여 radial mode의 연소 불안정이 발생함을 확인하였으며 fin의 배치를 변경하여 대칭성을 제거함에 따라 연소 불안정이 억제되었음을 확인하였다.

In order to obtain high thrust at the beginning of the flight, the solid rocket motor with large initial burning surface area was designed and tested. From the static firing test, lower initial thrust was obtained compared with the expected thrust based on the internal ballistic prediction due to the negative erosive burning effect which reduced the burning rate estimated by APN Law. In addition, the radial mode combustion instability was observed with 8 fins grain configuration. This instability was removed after the odd number of fins were used.