• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.5-5
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• 1999

3단형 과학로켓(KSR-III)의 기본형 및 응용형에 공통으로 사용되는 주엔진은 액체산소를 산화제로, 케로신을 연료로 사용하는 액체추진기관이다. 엔진 기본설계를 통하여 로켓 임무 요구사항에 부합되도록 엔진 각 부분의 기본제원을 설정하였고, 엔진의 형상을 결정하였다. 설계된 엔진의 성능검증 작업은 분사시험용 엔진, 축소형 엔진, 엔지니어링 모델 및 비행시험모델의 설계/제작/시험을 통하여 순차적으로 수행할 계획이다. 본 연구는 3단형 과학로켓 엔진의 기본설계 및 성능검증 계획에 관한 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1996.05a
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• pp.255-262
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• 1996

고고도로 비행하는 위성발사체의 로켓모터는 압력이나 열적인 조건등이 지상과는 다른 저압환경에서 작동되기 때문에 그 성능이나 기능에 큰 영향을 받는다. 따라서 정확한 로켓의 추력과 자체의 신뢰성향상을 도모하기 위해서 로켓모터의 작동시험을 지상에서 저압환경을 모의하여 수행할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 저압환경을 위한 시험장치의 종류 및 성능특성과 설계방법을 논하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.04a
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• pp.229-232
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• 2007

하이브리드 로켓의 연소율을 높이기 위해 유동 특성을 바꾸면서 실험을 수행하였고 연소된 연료 내부 표면이 고르지 못한 것을 볼 수 있었다. 그 원인을 밝히기 위해 연료 표면을 관찰하고 유동가시화 실험을 한 결과 거친 연료 표면의 원인이 검댕 때문이고 이것은 국부적인 산화제 부족현상 때문에 발생하게 되었다는 것을 알 수 있었다. 또 연소 시 연료 전체에 발생하는 검댕의 특성은 이 현상이 하이브리드 로켓만의 독특한 특징인 분출효과 때문이라고 예측할 수 있게 해주었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.1
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• pp.41-51
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• 2018

Downwash from helicopter rotor blades and external winds from various maneuvering make an unguided rocket change its trajectory and range. For the prediction of the trajectory and range, it is essential to consider the downwash effect. In this study, an algorithm was developed to calculate 6-Degree-Of-Freedom(6 DOF) forces and moments exerting on the rocket, and total flight trajectory of a 2.75-inch unguided rocket in a helicopter downwash flow field. Using Actuator Disk Model(ADM) analysis result, the algorithm could analyze the entire trajectory in various initial launch condition such as launch angle, launch velocity, and external wind. The algorithm that considered the interference between a fuselage and external winds could predict the trajectory change more precisely than inflow model analysis. Using the developed algorithm, the attitude and trajectory change mechanism by the downwash effect were investigated analyzing the effective angle of attack change and characteristics of pitching stability of the unguided rocket. Also, the trajectory and range changes were analyzed by considering the downwash effect with external winds. As a result, it was concluded that the key factors of the rocket range change were downwash area and magnitude which effect on the rocket, and the secondary factors were the dynamic pressure of the rocket and the interference between a fuselage and external winds. In tailwind case which was much influential on the range characteristics than other wind cases, the range of the rocket rose as increasing the tailwind velocity. However, there was a limit that the range of the rocket did not increase more than the specific tailwind velocity.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.11 no.3
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• pp.22-30
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• 2017

This paper examines a survey on recent research regarding health monitoring and management for liquid rocket engines (LRE). For this, we investigated precedent techniques applied to LRE development. Particularly, we focused on open-cycle LRE to apply to KSLV-II (Korea Space Launch Vehicle II). Through this study, we subdivided health monitoring algorithms and analyzed fault detection and diagnosis algorithm developed in China, since China researched open-cycle LRE that have the same cycle as KSLV-II rocket engines. We discuss significant points to be considered regarding development of the KSLV-II.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.6
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• pp.96-101
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• 2003

Korea Sounding Rocket(KSR)-III onboard telemetry system has acquired various data from subsystems and sensors in the rocket, and radiated PCM/FM data using two S-band antennas during the flight. Simultaneously， it is necessary that the ground receiving systems track the rocket, and receive and decode telemetry data. Also post processed telemetry data are needed to be broadcasted on ethernet network in real time. Range safety display system displays flight trajectory using telemetry data in mission control center, and so flight manager makes a decision for flight termination from the trajectory This paper describes operating technique about telemetry reception, the development for the realtime data processing system, and the results for telemetering reception on fight test. We telemetered, processed, and broadcasted numerous telemetry data during the flight test successfully.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.4
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• pp.359-367
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• 2015

This paper aims to design an educational science program based on rocket propulsion for high school students. Curriculum in high school physics and chemistry were evaluated to find out scientific match with basic principles in rocket propulsion. Also model rocketry was implemented as a part of the educational program. Solid propellants were prepared by the combination of sorbitol and candy after a selection process for solid propellant from several high caloric food candidates. Specially, this program was intended to give an opportunity to organize basic knowledge of high school science with model rocketry by measuring combustion temperature, thrust level of developed propellants. A pilot operation of the program was done with four high school students to evaluate the achievement of final goals of the program both in technical and educational aspect.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.507-510
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• 2009

The small size of hybrid rocket using PE-$LN_2O$ was designed, constructed and launched for a development basic technology of Hybrid rocket vehicle. The hybrid engine ignition system was designed with valve system using external actuator and confirmed working without any fault. To design fuel grain an internal ballistics design was carried out, and to estimate rockets flight path an external ballistics analysis was carried out. So the rocket was designed and constructed, and the launch test proves that hybrid rocket's design was suitable. The hybrid rocket(weight : 9kg, diameter : 110 mm, height : 1.7 m) was launched successfully. But parachute was deployed on mid-flight and the mission could not finish its purposed flight. Some of problems were found in this activity but next launch vehicle will be improved.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.7
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• pp.576-584
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• 2016

In this study, AP added propellant has been proposed as a method of enhancing the low specific impulse performance found for staged hybrid rocket engine. Experimental tests were carried out to analyze and evaluate the effect of AP added propellant on specific impulse performance as well as fuel-rich combustion characteristics in a staged hybrid rocket engine. Upper limit of AP content in propellant was set to be 15 wt% to maintain the hybrid rocket engine advantages. As a result, 15 wt% AP added propellant showed 3% higher specific impulse performance compared to 0 wt% AP added propellant. Moreover, AP addition proved to offer less injected oxidizer mass flow, less O/F variation, and less combustion pressure while producing fuel-rich gas of the same combustion temperature. Future studies will carry out more combustion tests with metal additives to further enhance specific impulse.