Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Development of 30-Tonf LOx/Kerosene Rocket Engine Combustion Devices(II) - Gas Generator

추력 30톤급 액체산소/케로신 로켓엔진 연소장치 개발(II)-가스발생기

  • 최환석 (한국항공우주연구원 발사체추진기관개발실) ;
  • 서성현 (한국항공우주연구원 발사체추진기관개발실) ;
  • 김영목 (한국항공우주연구원 발사체추진기관개발실) ;
  • 조광래 (한국항공우주연구원 발사체연구본부)
  • Published : 2009.10.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The development process of a gas generator for a 30-tonf pump-fed space liquid rocket engine is described. Starting from the development of an injector, followed by subscale and full-scale test specimens, the development of LOx/kerosene fuel-rich gas generator has been concluded successfully. Various analytical methods have been utilized in the course of design and the performance requirements have been verified experimentally through ignition tests, combustion performance and stability assessment tests and duration tests. The gas generator has proven its workability and stability within a defined operation window of varying chamber pressure and mixture ratio and demonstrated compliance to the performance and life time requirements.

추력 30톤급 펌프공급방식 액체로켓엔진을 위한 가스발생기 개발 과정에 관하여 기술하였다. 액체산소와 케로신을 추진제로 연료 과농 조건에서 작동하는 가스발생기의 개발을 위해 분사기 개발에서부터 시작하여 축소형, 실물형 개발시제를 거쳐 가스발생기 단품 개발을 성공적으로 완료하였다. 가스발생기 설계 과정에서 다양한 해석적 방법을 적용하였으며 점화 시험, 연소성능 및 연소안정성 평가시험, 내구성 평가시험 등을 통해 가스발생기의 성능요구사항을 시험적으로 검증하였다. 개발된 가스발생기는 연소압 및 혼합비 운용 영역 내에서 안정적으로 작동하며 성능 및 수명 요구조건을 만족시킴을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 최환석, 설우석, 이수용, “KSR-III 액체추진제 로켓 엔진 개발”, 한국추진공학회지, 제8권 제3호, 2004, pp. 75-86.
  2. Huzel, D. K. and Huang, D. H., “Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines”, Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 147, 1992.
  3. Douglass, H. W., Schmidt, H. W., Levinson, L., “Liquid Propellant Gas Generators”, NASA SP-8081, 1972
  4. 김승한, 한영민, 서성현, 문일윤, 이광진, 김종규, 설우석, “충돌형 가스발생기 탈설계점 연소 시험”, 항공우주기술, 제3권 제2호, 2004, pp. 81-90.
  5. 안규복, 서성현, 이광진, 한영민, 최환석, “분사기 설계에 따른 실물형 가스발생기 연소특성 비교”, 한국추진공학회 제27회 추계학술대회 논문집, 2006, pp. 309-315.
  6. 문일윤, 이광진, 임병직, 서성현, 한영민, 최환석, “연료 과농 가스발생기의 분사기 손상에 관한 연구”, 한국추진공학회 제26회 춘계학술대회 논문집, 2006, pp. 197-201.
  7. 서성현, 이광진, 한영민, 김승한, 김종규, 문일윤, 설우석, “다종의 동축 스월형 단일 분사기 연소 특성에 관한 실험적 연구”, 한국추진공학회지, 제8권 제2호, 2004, pp. 85～94.
  8. 안규복, 서성현, 이광진, 한영민, 최환석, “분사기 설계에 따른 실물형 가스발생기 연소특성 비교”, 한국추진공학회 제27회 추계학술대회 논문집, 2006, pp. 309-315.
  9. 안규복, 서성현, 임병직, 김종규, 이광진, 한영민, 최환석, “분사기 수에 따른 실물형 가스발생기 연소특성”, 항공우주기술, 제6권 제1호, 2007, pp. 128-135.
  10. 김홍집, 김성구, 한영민, 최환석, “비행 가스발생기 모사배관 도출 및 연소불안정 제어를 위한 음향해석”, 한국추진공학회지, 제9권 제3호, 2005, pp. 1-9
  11. MARC Genernal Purpose Finite Element Program, MARC Analysis Research Corporation, Palo Alto, Vol. A-D, 2001
  12. 류철성, 김홍집, 최환석, “재생냉각형 가스 발생기 챔버 구조해석”, 대한기계학회지 A권, 제 31권 제10호, 2007, pp. 1046-1052. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2007.31.10.1046
  13. 서성현, 안규복, 임병직, 김종규, 이광진, 한영민, 류철성, 김홍집, 최환석, “액체로켓용 연료 과농 가스발생기 개발”, 한국추진공학회지, 제11권 제4호, 2007, pp. 38-45.
  14. 서성현, 한영민, 김성구, 최환석, “연료 과농 가스발생기의 연소 가스 물성치에 관한 연구”, 한국항공우주학회지, 제34권 제10호, 2006, pp. 56-60.
  15. Harrje, D. T. and Reardon, F. H. (eds.), Liquid Propellant Rocket Combustion Instability, NASA SP-194, 1972.
  16. 이광진, 김홍집, 서성현, 문일윤, 김형모, 이수용, 고영성, “연소안정성 평가시험 기법을 위한 펄스건 압력파 유도장치 개발 시험”, 한국항공우주학회지, 제33권 제3호, 2005, pp. 99~106.
  17. 서성현, 한영민, 최환석, “연료 과농 가스 발생기의 연소 안정성 특성 연구”, 한국추진공학회 2007년 추계학술대회 논문집, 2007, pp. 119-124.