초록
고고도 추진 기관으로 개발되고 있는 항공우주연구원의 30톤급 액체 로켓 엔진 노즐 성능의 신뢰성 있는 성능 예측을 위하여 화학적 동결 및 평형 유동 해석을 수행하였다. 해석은 이전의 연구에서 개발된 해석 코드를 보완하여 수행하였다. 비평형 해석이 가장 신뢰할 만한 방법이기는 하지만 수렴특성과 불확실성을 고려할 때 연계된 동결 및 평형 해석이 비용측면에서 효율적인 방법임을 확인 할 수 있었다. 이 해석으로부터 노즐 유동의 팽창 과정에서 나타나는 화학적 재결합 효과에 의한 열 및 운동에너지의 회복 및 점성 효과를 고려한 신뢰성 있는 성능 예측을 할 수 있었다.
Nozzle flow analyses of $30\;ton_f$-class KARI liquid rocket engine for high altitude propulsion are carried out using a chemically frozen and equilibrium flow analysis code developed previously. It is considered that the combined frozen- and shifting- equilibrium analysis is cost-effective regarding the convergence characteristics and modeling uncertainties, though the non-equilibrium analysis is most reliable approach. A dependable performance prediction could be attainable through the present analyses that account for the recombination process and thermal and kinetic energy recovery during the expansion process with viscous effects.
