• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.109-116
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• 2024

본 연구에서는 단열 시험 결과를 기반으로 해석 결과의 유효성 검증을 수행하였으며, 공통격벽에서 발생하는 기화 질량을 산출하여 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 평가하였다. 과도 열전달 해석 결과와 단열 시험 결과를 비교하여 해석 결과의 유효성을 검증하였다. 이후 추진제 탱크에서 발생하는 내부 열전도와 외기로 인한 자연 대류 열전달을 고려하여, 공통격벽 추진제 탱크에 대한 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이를 통해, 공통격벽에서 발생하는 열 유속을 추출하고, 단열 성능의 정량적 지표인 기화 질량을 산출하였다. 그 결과 공통격벽 추진제 탱크의 단열 설계 기준인 0.12 kg 보다 낮은 0.09 kg의 기화질량이 산출되어 단열 성능 기준에 부합함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.70-75
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• 2024

본 연구에서는 단열재 두께에 따른 소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 분석하였다. 단일 파트로 이루어진 공통격벽 추진제 탱크는 탱크 연결부가 불필요하여 추진제 탱크의 경량화 설계가 가능하다. 그러나 산화제와 연료의 온도차로 인한 열전달에 의하여 추진제의 손실과 점화 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산화제 탱크와 연료 탱크를 구분하는 공통격벽 구조의 단열 성능 확인이 필수적이다. 본 연구에서는 기화 질량(boil- off mass)을 이용한 단열 성능 분석을 위하여 단열재 두께가 50, 55, 60, 65, 70 mm인 추진제 탱크에 대해 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이어서 추진제 탱크의 1단 비행시간 동안 발생하는 산화제의 기화 질량을 도출하였다. 그 결과, 단열재 두께가 증가할수록 기화 질량이 감소하여 단열 성능이 향상되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권3호
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• pp.10-21
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• 2022

우주 발사체 구조인 추진제 탱크는 지상운송, 발사대기, 이륙 및 비행 과정 동안 다양한 정적 및 동적 하중이 작용하여 이에 대해 구조건전성을 보유해야 하며 더불어 추진제를 많이 싣기 위해서 크고 가벼워야 한다. 이런 특성으로 본 연구의 구조 대상인 추진제 탱크 실린더는 얇은 두께를 가지게 되어 실린더 설계에서 압축하중에 의한 좌굴이 중요하게 고려된다. 하지만 기존의 수립된 NASA 및 유럽 등의 좌굴 설계 기준은 상당히 보수적인 값으로 최신 설계 및 제작 기술을 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 초기 결함이 반영된 다양한 해석 모델을 이용하여 비선형 좌굴 해석을 수행하고 실린더 구조의 새로운 좌굴 설계 기준 수립 방안을 제시한다. 결론적으로 공통격벽 추진제 탱크 실린더 구조의 효과적인 경량 설계가 구현될 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2007년도 특별논문집
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• pp.135-141
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• 2007

CSR(Common Structure Rules) enter into force on $1^{st}$ April 2006. Generally for double hull tankers of less than 150m in length, the Rules of the individual Classification Society are to be applied. Where high tensile stresses act through an intermediate plate, increased fillet welds or penetration welds are to be used longitudinal/transverse bulkhead primary support member end connections to the double bottom. If workers have begun to make used of established procedures between corrugated BHD and lower stool joint, first to welding on groove of face and then it has to gouging to blow on groove of root. So amount of man-hour increased, productivity secreased.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.62-80
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• 2021

차세대 추진기관에 대한 요구조건과 좋은 추진제의 조건을 정리하였다. 국내외에서 주로 관심을 받고 있는 연료인 케로신, 수소, 메탄의 특성과 효용성을 상호비교하였다. 비교 결과 메탄이 신뢰성, 비용, 재사용성, 유지보수, 친환경, 안전성, 수명, 기술적 난이도, 엔진 사이클 선택, 공통격벽, 무분해 조립 납품 등에서 다른 연료보다 더 유리한 것으로 평가되었다. 그리고 성능 면에서도 케로신보다 비추력이 높아서 발사체의 효율을 증가시킬 수 있다. 메탄은 친환경, 낮은 연소온도, 긴수명, 유지보수의 편의성을 가지고 있어서 재사용과 다목적 엔진 개발에 장점이 있다.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2011년도 특별논문집
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• pp.21-24
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• 2011

Oil Tight Bulkhead (O. T. Bulkhead) is one of the most important structural members of oil tankers in the views of vessel's strength and safety. Therefore O.T. bulkhead's strength should be sufficient against relevant loadings, which is normally verified by local scantling requirement and structural strength analysis defined in CSR (Common Structure Rules for Double Hull Oil Tankers). However, there is a weak-able situation when the vertical stiffeners are cut due to the penetration of cargo pipes through O. T. Bulkhead. In addition, CSR does not define how to prove the strength of this case. Therefore it is necessary to verify the structural adequacy in case that several vertical stiffeners are discontinued. This article intends to prove the strength of O. T. Bulkhead with five (5) vertical stiffeners discontinued due to pipes' penetration using the grillage analysis and the finite element analysis and to provide proper reinforcement.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.54-63
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• 2022

500 kg의 페이로드를 500 km 태양동기궤도에 이송가능한 소형발사체의 상단에 사용될 3톤급 액체로켓엔진을 설계하고 있다. 소형발사체의 1단에는 비행시험으로 검증된 75톤급 엔진을 사용한다. 상단용 엔진은 액체산소와 액체메탄을 연료로 사용되는데, 이 추진제 조합은 공통격벽탱크를 적용하여 무게 감소가 가능하고 비추력도 높다. 상단엔진의 사이클로는 저압으로 운용되어 신뢰성이 높은 팽창식 사이클을 채택했으며, 노즐 확대비 120이상에서 360초를 상회하는 비추력 성능을 보일 것으로 평가되었다. 엔진의 주요구성품인 연소기와 터보펌프는 목표 비용을 맞추기 위하여 적층제조된다. 엔진은 자가증기가압과 롤추력제어를 위하여 가열된 증기메탄을 제공하고, 이러한 기능을 가진 상단 추진기관시스템은 심우주탐사 등 다양한 임무에 확대 적용 가능할 것으로 기대된다.