• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1057-1059
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• 2017

액체로켓엔진 개발에서 엔진 짐벌링 시 산화제라인의 벨로우즈 극저온 단열 방법을 연구하였다. 극저온 산화제의 열단열과 엔진구성품의 고온으로부터의 열차폐는 엔진 추진성능과 효율에 중요하다. 엔진 짐벌링중 고압배관과 재순환라인(예냉라인)이 단열부위로 기존의 극저온 단열과는 차별화된 디자인과 소재가 필요하다. 엔진 짐벌링중에 벨로우즈의 극저온 단열재가 열단열과 열복사를 고려하여 새로운 디자인으로 마찰력과 작동반경을 고려하여 PTFE소재의 단열재가 적용된다. 향후 엔진 시험을 통하여(짐벌링과 TVC) 새로운 벨로우즈 단열재가 향상되고 디자인 변경이 요구된다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.66-73
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• 2005

액체로켓 추진시스템에서 가압시스템은 발사체 추진제 탱크의 얼리지 공간에 제어된 가스를 공급하는 것이다. 가압시스템에서 고온 가스 열교환기를 적용하는 데는 가압제의 비체적을 증가시켜 전체 발사체 시스템의 중량을 감소시키는 장점이 있다. 가압시스템 성능에 있어서 주목할 만한 개선점은 극저온 시스템에서 얻어질 수 있다. 이러한 경우 가스 공급은 극저온 탱크 내부에 저장되어 진다. 본 연구에서는 극저온 추진제를 모의(模擬)하기 위하여 액체 질소를 사용하였다. 극저온 가압제의 온도 특성은 가압시스템에서 구성 단품을 개발하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 SINDA/FLUINT를 이용한 이론적 해석과 PTF에서 수행된 실험 결과에 대하여 비교 분석이 수행되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.62-65
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• 2011

액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관 기술 개발을 위해 시제품을 제작하였다. 기술 개발 시제품은 체결용 플랜지, 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구로 구성하였다. 액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관은 터보펌프에서 토출된 고압의 극저온 산화제를 연소기로 공급하는 경로이므로 극저온, 고압의 작동환경에서 구조적 안정성을 가져야 한다. 따라서 본 제작공정 개발에서는 극저온을 고려한 구조해석을 수행하여 적합한 소재를 선정하였으며, 공정개발과 특수공정을 적용하여 시제품을 제작한 후 구조강도 시험을 수행하였다. 본 개발을 통해 액체로켓엔진에 적용되는 극저온 산화재 고압배관을 위한 기술적 기반과 소재 응용기술, 향후 고성능 대형 액체로켓엔진에 적용하기 위한 공정개발을 완료하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.391-397
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• 2010

액체질소를 작동유체로 한 극저온 시험설비를 이용하여 산화제펌프의 성능시험을 수행하였다. 설계회전수의 30~55%영역에서 시험을 수행하였으며, 그 결과를 작동유체로 물을 이용한 상온수류시험의 결과와 비교/분석하였다. 수력성능에 있어서는 회전수에 대한 상사성을 만족시킴으로써, 설계회전수인 20000rpm에서의 성능예측을 가능하게 했다. 펌프의 극저온 흡입성능에서는 설계유량에서 극저온 임계 캐비테이션 수가 0.012으로 나타났으며, 상온수류시험의 경우는 0.024를 보이면서, 모든 시험회전수와 시험유량영역에서 수류시험의 경우보다 향상된 결과를 보였다. 이러한 향상된 극저온 환경에서의 흡입성능은 극저온 유체에서 펌프의 열역학적인 효과로부터 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.363-367
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• 2009

산화제로 액체산소를 사용하고 산화제 탱크 내부에 가압제 용기가 설치된 액체추진기관의 가압시스템에서는 가압제 용기에서 극저온으로 토출되는 가압제가 가스발생기 후단의 열교환기를 통과하여 극저온에서 고온으로 온도가 상승되어 추진제 탱크의 얼리지로 공급된다. 이러한 가압시스템을 개발하기 위해서는 열교환기를 모사할 수 있는 가열장치를 적용하여 인증시험을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 가압시스템 개발시험에 적용할 수 있는 극저온 헬륨가스 가열장치를 개발하였고 이에 대한 가열시험을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.63-68
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• 2011

산화제로 액체산소를 사용하고 산화제 탱크 내부에 가압제 용기가 설치된 액체추진기관의 가압시스템에서는 가압제 용기에서 극저온으로 토출되는 가압제가 가스발생기 후단의 열교환기를 통과하여 극저온에서 고온으로 온도가 상승되어 추진제 탱크의 얼리지로 공급된다. 이러한 가압시스템을 개발하기 위해서는 열교환기를 모사할 수 있는 가열장치를 적용하여 인증시험을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 가압시스템 개발시험에 적용할 수 있는 극저온 헬륨가스 가열장치를 개발하였고 이에 대한 가열시험을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.133-144
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• 2005

기존 발사체 시스템의 성능을 향상시키는 방법의 하나로 액체산소와 액체수소와 같은 극저온 추진제를 고밀도화하는 기술이 최근 활발히 개발되고 있다. 극저온 추진제 고밀도화를 통하여 발사체에서 추진제의 질량분율을 높임으로 보다 큰 유상하중을 괘도에 진입시킬 수 있다. 본 논문에서는 극저온 추진제 고밀도화의 원리 및 최근 기술동향을 소개한다. 주로 액체산소의 고밀도화에 초점을 맞추어 여러 고밀도화 방법들에 대해서 소개하였다. 고밀도화된 극저온 추진제를 탑재한 발사체의 엔진 및 발사체 전체 성능해석 결과를 통하여, 발사체 시스템의 성능 향상을 정량적으로 소개하였다 또한 향후 극저온 추진제 고밀도화 기술의 국내 위성발사체 적용을 위한 방안을 간략히 제시하였다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.205-212
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• 2004

본 연구에서는 액체로켓의 극저온 추진제 공급부에서 요구되는 추진제의 공급 온도를 맞추기 위한 헬륨 가스 분사 냉각에 대한 수류 실험을 수행하여, 헬륨가스 분사에 의한 온도 저감에 대한 실험적 연구를 통한 온도 저감 특성을 고찰하였다. 수류 실험에 사용된 극저온 액체는 액체 질소를 사용하였으며, 냉각을 위한 가스로는 헬륨가스를 사용하였다. 헬륨 분사에 의한 액체 질소 과냉각 현상을 확인할 수 있었으며, v/vL≒0.8min-¹ 조건에서 대략 4분 이내에 최대로 과냉각(subcooling)됨을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.802-808
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• 2011

극저온 온도 구조 재료의 중요한 기계적 성질 중 하나는 파괴 인성이다. 파괴 인성 시험 방법의 규격화에 대한 연구는 극저온 구조 요소의 개발과 함께 매우 중요한 문제가 되고 있다. 특히 용접부의 경우 극저온 환경 하에서 사용할 때 불안정파괴를 유발할 수 있기 때문에 용접부의 각 미세조직에 따른 기계적 성질 평가가 중요하다. 본 연구에서는 STS-316L 모재와 용접재를 대상으로 액체질소(77K), 액체헬륨(4K), 293K 온도에서 제하컴플라이언스법과 예민화 열처리한 소형화된 시험편 대상으로 파괴인성평가 실험을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.15-23
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• 2002

액체 로켓 엔진 메니폴드 및 인젝터 부는 단열 사양을 적용할 경우 시스템이 복잡해지고 무게가 증가함으로 인해 일반적으로 단열 사양이 적용되지 않는다. 단열사양을 적용하지 않을 경우에 일어날 수 있는 문제는 액체산소의 온도 상승과 메니폴드 내부벽 및 인젝터에서 기체가 발생할 수 있다는 점이다. 본 연구에서는 극저온 액체산소를 산화제로 사용하는 KSR-III 액체로켓 엔진의 산화제 메니폴드 및 인젝터에서 측정된 압력 강하 값을 이용하여 발생된 기체 분율을 계산하였다. 액체산소 메니폴드 기체 분율 계산은 이상유동의 분리유동 모델을 활용하였고. 인젝터에서의 기체분율은 오리피스 모델을 활용하여 예측하였다. 이와 함께 메니폴드 열해석을 수행하여 비등현상에 대한 유동형태를 파악하였다. 또한 액체로켓 엔진내에서의 기체 발생이 로켓 엔진의 성능 및 연소 안정성에 미치는 영향에 대하여 간략히 고찰하였다.