터보펌프 공급식 액체 로켓엔진의 시동 과도 해석

There are two definite objects for developing the startup transient of liquid rocket engine. One is to achieve the repeatability of startup to ensure higher reliability, and the other is to reduce the time of the startup transient. Typically in the initial phase of engine development as we are currently opposing, it is hard to estimate engine startup time due to the lack of experiences. In this work, a startup transient analysis tool was developed with the introduction of the mathematical model for each component of pump-fed liquid rocket engine system. Startup transient was investigated for a 25 ton class gas generator cycle engine to find necessary time for reaching steady state from startup and this enabled to reveal dynamic characteristics of the engine.

액체로켓 엔진시스템 개발에 있어서 시동부터 정상상태까지의 시동특성은 안정된 시동의 재현성을 확보하여 신뢰도를 높이는 것과 과도상태의 시간을 단축하는 두 가지 목표를 만족하는 방향으로 전개된다고 할 수 있다. 특히 우리나라와 같이 액체로켓 엔진 개발의 초기단계에서는 엔진시스템 시험의 경험이 없어, 시동에서 정상상태까지 과연 어느 정도의 시간이 필요할 것인가에 대한 예측이 힘들 수밖에 없다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 액체로켓 엔진의 각 구성품의 모델을 구성하여 시동 과도 해석을 수행할 수 있는 프로그램을 완성하였다. 이 프로그램을 이용하여 25톤급 가스발생기 사이클 엔진에 대한 시동 특성을 조사하여 시동에서 정상상태에 이르는 시간을 계산하였으며, 비정상 상태의 엔진시스템의 동특성을 밝힐 수 있었다.