• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.38-51
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• 2018

무노즐 부스터의 성능을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 알루미늄 금속연료와 비교하여 고 밀도를 갖는 지르코늄을 사용한 고밀도 추진제를 개발하였고, 이 추진제를 이용하여 세장비에 따른 성능 특성을 알아보았다. 알루미늄 조성의 추진제 성능과 비교하여 모든 세장비에서 지르코늄 조성의 추진제가 비추력을 제외하고 높게 나타났다. 지르코늄 조성의 추진제의 비추력은 세장비가 증가함에 따라 시험조건 내에서 알루미늄 조성의 추진제와 비교하여 88%까지 감소하였다. 그러나, 추진제의 밀도차이로 인하여 모든 세장비에서 알루미늄 조성의 추진제보다 지르코늄 조성의 추진제가 높게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.645-648
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• 2011

단일 추진제로써 널리 사용되는 하이드라진은 높은 성능을 가지나 그 맹독성으로 인해 하이드라진을 대체할 새로운 친환경 추진제가 연구되고 있다. 친환경 추진제의 후보군들 중 이온성 액체 추진제는 하이드라진에 비해 낮은 독성과 더불어 높은 비추력, 밀도를 가진다. 이온성 액체 추진제중 하나인 Hydroxylamine Nitrate (HAN)을 사용한 추력기를 설계하기 위해서는 주어진 추진제 유량을 충분히 분해시킬 수 있는 촉매 베드 크기를 구할 필요가 있다. 본 연구에서는 HAN 추진제를 사용한 소형 추력기를 설계하고 추력기의 추진제 분해성능을 특성속도 효율 등으로 평가함으로써 HAN 추력기 설계에 있어 기준점을 제시하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.52-62
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• 2017

램제트 부스터로 사용되는 무노즐 부스터의 특성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 무노즐 부스터는 수축-팽창되는 고정된 노즐목이 없어 일반적인 모터보다 압력 및 추력에 관련된 성능이 감소한다. 이를 보완하기 위해 금속연료로 알루미늄을 사용하여 밀도비추력이 최대인 고성능 추진제를 개발하였고, 지상연소시험을 통해 세장비(L/D)에 따른 성능 특성을 알아보았다. 동등한 추진제와 동일한 세장비에서 고정된 노즐목을 사용한 일반적인 모터와 비교시 비추력은 75%까지 나타났으나, 동일 평균압력 내에서는 85%까지 나타날 것으로 예측된다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.148.1-148.1
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• 2012

로켓 혹은 우주발사체의 주엔진에는 대부분 연료와 산화제를 연소시켜 나오는 에너지를 사용하는 화학로켓이 주종을 이루어 왔다. 이러한 로켓엔진에서 그동안 연료로는 수소계, 탄화수소계, 아민계 등 다양한 화학물질이 사용되어 왔으나, 산화제로는 강한 산화성을 나타내면서 밀도가 높은 몇몇 물질만이 제한적으로 사용되어져 왔으며, 최근에는 주로 액체산소(LOx)와 사산화질소(N2O4)가 사용되고 있다. 그러나 산화제 중 액체산소는 극저온이면서 상대적으로 밀도가 낮고, 사산화질소는 강한 독성을 지니고 있으며 액체로 존재하는 구간이 좁아 연구 목적의 소형발사체를 구현하는 것에는 많은 어려움이 있다. 이러한 이유로 최근 소형발사체 개발분야에서는 상온저장성이면서 친환경적인 과산화수소(H2O2)와 아산화질소(N2O)를 산화제로 활용하는 것에 대한 관심이 고조되고 있으나, 대형 추진기관을 개발하는 연구자들로부터는 액체산소를 사용할 때 보다 엔진 자체의 비추력이 상대적으로 낮다는 이유로 활용이 외면되어 온 것이 사실이다. 본 연구에서는 엔진 자체의 추진성능 보다는 사실상 발사체의 목적이라고 할 수 있는 추진단 속도증분을 성능의 지표로 삼아 평가하였으며, 결과를 통하여 과산화수소와 아산화질소의 높은 밀도가 엔진의 낮은 비추력을 충분히 보상할 수 있음을 보였다. 과산화수소와 아산화질소는 교육/연구용 소형발사체 구성에 충분히 활용가능한 산화제이며, 실제 발사에서 충분한 비행성능을 기대할 수 있는 물질로 평가할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.18-18
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• 1999

추진제의 비추력 및 밀도 등을 효과적으로 증진시키기 위해 알루미늄 분말의 함량을 높인 고 알루미늄 추진제가 로켓모터에 널리 사용되고 있다. 추진제 내 알루미늄 성분은 연소과정의 이상유동으로 인하여 로켓의 성능 및 내열설계에 많은 영향을 미칠 수 있다. 즉, 산화알루미늄 입자가 노즐 벽면에 달라붙어 추력의 손실을 가져오기도 하고 노즐 입구에 침적되어 내열재의 삭마가 과다해져 최악의 경우 모터의 파손을 일으켜 임무수행에 실패를 초래할 수도 있다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.88-88
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• 2003

로켓 엔진 시스템에는 가압가스로 추진제를 엔진으로 공급하는 가압 시스템과 터보펌프를 이용해 엔진으로 고압의 추진제를 공급하는 터보펌프 시스템으로 나눌 수 있으며 터보펌프 시스템은 다시 Gas Generator를 이용하는 개방형 엔진과 Prebumer를 이용한 폐쇄형 엔진인 다단 엔진으로 구분할 수 있다. 로켓의 엔진 시스템은 Turbine, Turbopump, Gas Generator, Thrust Chamber, Tube, Valve, Propellant Tank 등 각 구성품 간에 서로 상호간섭이 매우 심한 공정이다 로켓 엔진 시스템은 이와 같은 상호간섭에 의해 추력 제어 및 혼합비 제어, 추진제 소진 제어 적용 시 정확하고 강인한 제어를 수행하여야 한다. 이를 위해 정확한 동특성 모델을 구축하는 것이 중요하며 모델을 통해 적절한 제어 시스템을 선택하여야 한다. 그러나 현재 국내에는 이에 대한 연구가 미미하며 해외의 경우 로켓은 특수 분야에 속함으로 공개되어 있지 않다. 로켓에 대한 개발 연구에 있어서는 위와 같은 작업이 선행되어야 하며 이에 대한 선행 연구로 한국항공우주연구원에서 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진시스템에 대한 동특성 모델을 구성하였다. 배관부, 터빈, 펌프, 밸브, Gas Generator, 재생냉각, 추력연소실 등 엔진 시스템을 구성하는 구성품에 대한 동특성 모델을 구성하였으며 이를 matlab의 simulink를 통해 각 구성품을 연결하여 최종 엔진시스템의 동특성 모델을 구성하였다. 구성된 동특성 모델을 통해 각종 변화(추진제 밀도 변화, 추력 변화, 혼합비 변화 등)에 대한 엔진 시스템 변화를 예측하여 정확한 엔진 시스템에 대한 이해를 넓혔으며 추력 제어 및 혼합비, 추진제 소진 제어를 최적으로 할 수 있는 제어 시스템 구축을 위한 기초 자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.406-408
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• 2017

Ammonium dinitramide (ADN) 저독성 단일 추진제 기반의 1N 급 추력기 및 시험장치 개발을 수행하였다. ADN은 기존에 인공위성용 추력기에 사용되고 있는 하이드라진 대비 취급이 용이하고 밀도, 비추력과 같은 물리적 특성이 우수한 물질이다. 이러한 특성으로 인해 ADN은 친환경 추진제로 주목받고 있다. 본 논문에서는 ADN 단일 추진제의 성능시험을 위한 1 N급 추력기 및 측정설비를 설계하였다. 설계 및 실험을 위한 추진제의 조성은 Methanol:$H_2O$:ADN 각각을 11.2:25.4:63.4로 설정하여 진행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.934-939
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• 2007

추력방향제어는 발사 직후 비행체를 임의의 방향으로 급선회해야 할 경우에 초음속 노즐의 배출가스 방향을 조절하여 측력과 모멘트를 형성시키는 방법이다. 본 연구에서는 압축공기를 이용한 비 연소시험으로 초음속유동 시험장치를 이용하여 기계적 편향판인 램프 탭의 설치위치에 따라 성능연구를 수행하였다. 밀도변화에 따라 유동장을 관찰할 수 있는 쉬리렌 장치를 이용하여 램프 탭 내부에서 발생하는 유동장 구조와 경사충격파의 위치 등을 가시화하였다. 아울러 각 방향에 작용하는 제어 힘, 추력손실 및 표면 압력 분포 등을 도시분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.17-17
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• 2000

초음속 비행체 및 극음속 성층권 비행체용 추진기관으로의 사용이 검토되고 있는 차세대 추진기관들을 산화제 공급방식에 따라 공기흡입 엔진, 로켓 엔진 및 복합사이클 엔진으로 분류하여 엔진의 구성방식 및 추진특성들을 기술하였다. 공기흡입 엔진은 저고도에서의 성능이 우수하고 재사용이 가능 하지만 공기 밀도가 낮은 고 고도 영역에서의 성능이 좋지 않으며 로켓 엔진은 넓은 고도영역에서 사용이 가능한 반면 낮은 비추력 및 고비용 발사체계 등과 같은 단점들을 가지고 있다.(중략)

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.18-25
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• 2017

무노즐 부스터에 사용하는 추진제의 연소특성에 관한 연구를 수행하였다. 밀도비추력을 향상키기기 위하여 고체 추진제의 조성에 Al와 Zr의 금속연료들이 도입되었으며 무노즐 부스터를 설계하기 위하여 낮은 압력지수 및 고 연소속도가 추진제의 주요 연소특성으로 연구되었다. Zr을 함유하는 추진제는 Al을 함유하는 추진제보다 높은 연소속도를 보였으며, $13{\mu}m$ Zr을 함유하는 추진제는 연소속도는 35 mm/s (at 1000 psi)와 압력지수 0.3282를 보였다. 이러한 결과로부터, 무노즐 부스터에서 Al와 Zr을 함유하는 추진제를 사용하는 이점을 보였다.