Abstract
Pogo is the instability resulting from the interaction between rocket structure and propulsion system of liquid propellant rocket. The coupling of structure and propulsion system can lead to severe problem in rocket. For the analysis of pogo, a time-invariant linearized mathematical model is developed for a selected flight time. Propulsion system is modeled using element representations for each components. Rocket structure is modeled using FEM. Form the results of modal analysis of structure, the behavior of structure can be represented. System equations for coupling structure and propulsion system are composed. The stability in obtained by the eigen solution of system matrix. The optimization of the design variables such as size, place of accumulator for suppressing pogo instability in carried out. This article of study can be used to determine the degree of stability, and guide the design of pogo suppression system.
포고(pogo)는 액체추진 로켓에서 로켓 구조와 추진기관 사이의 상호작용에 의해 발생하는 불안정성을 말한다. 이러한 불안정성은 경우에 따라 로켓에 심각한 문제를 야기할 수 있으므로 액체추진 로켓 설계시 반드시 고려되어야 할 사항이다. 본 연구세어는 추진기관의 구성품을 선형화된 전달함수로 구성하고, 로켓 구조는 유한요소법을 이용하여 모델하였다. 양 시스템이 공유하는 변위, 가속도, 힘을 이용하여 구조-추진 연계 시스템을 구성하였다. 연계시스템의 고유치 해석을 통하여 포고현상의 발생 여부를 예측할 수 있으며, 안정도 여유(stability margin)를 구할 수 있다. 완충기(accumulator)를 사용하여 포고현상을 제어할 수 있는 방법을 제시하였으며 완충기의 위치와 크기를 설계변수로 두어 시스템의 안정도 여유를 크게 하기 위해 최적화 과정을 수행하였다.
