• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.99-103
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• 2017

한국형발사체 1단 엔진 개발을 위한 엔진시스템 시험으로 액체산소-케로신을 추진제로 하는 75 톤급 액체로켓엔진의 연소 시험이 수행되었다. 한국형발사체 1단용 75 톤급 엔진시스템을 이용한 개발 연소시험 현황을 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 파이로 구성품 및 공급계 부품을 포함하는 엔진시스템 연소 시험 결과를 포함하여 소개한다. 액체산소-케로신 추진제 엔진시스템의 시동 및 점화, 정상 구간 작동, 종료가 안정적으로 수행되었으며, 엔진 연소 시험 중 엔진 추력 제어 시스템의 검증 시험도 성공적으로 수행되었다. 75 톤급 엔진 연소시험 결과는 한국형발사체 1단용 엔진시스템 설계 검증 및 성능 평가에 활용될 예정이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.436-442
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• 2012

액체로켓 엔진의 제어 로직이나 제어 알고리즘을 설계하고 유량제어밸브의 작동 스킴을 결정하는데 있어서 엔진의 동특성을 파악하는 것은 무엇보다 중요한 일이다. 하지만 엔진의 동특성을 시험을 통해서 사전에 얻는 것은 상당히 어려운 일이기 때문에 해석적인 모델을 이용하는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 기존에 개발된 엔진의 정상상태 부근에서의 동특성 해석 모델을 이용하여 이러한 동특성 모델을 계산하였다. 해석 모델을 이용하여 외란을 가하여 얻어진 응답특성을 Levy 방법을 이용하여 엔진의 동특성 모델을 하나의 전달함수로 근사할 수 있음을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.675-685
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• 2016

액체로켓엔진의 향후 연구 분야를 제안하였다. 가스발생기 사이클 엔진은 고압화를 통한 다운사이징, 가격경쟁력 확보가 중요 이슈가 될 것이다. 다단연소 사이클 엔진 분야에서는 초고압 터보펌프 개발과 내산화성 소재 개발이 필요할 것으로 기대된다. 로켓엔진 시스템 해석기술 분야에서는 해석 시간절감을 위한 통합화 경향이 예상된다. 이외에도 비용절감을 위한 재사용이 가능한 부스터급 메탄엔진, 3D 프린터를 활용한 제작, 내열/내산화성 소재 개발 등이 주요 연구 주제가 될 것으로 판단된다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.148.2-148.2
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• 2012

2차 대전 이후 미국과 소련의 우주 경쟁으로 인해 로켓엔진에 대한 많은 발전이 이루어졌고 그 결과 새로운 엔진 사이클과 많은 종류의 추진제가 개발되었다. 냉전 후 많은 ICBM이 민간용으로 개조되었지만 대부분의 민간용 발사체는 연료로 케로신과 액체수소를 사용하고 있다. 아폴로 계획까지 우주개발 초창기에는 미, 소 양국 모두 케로신 엔진을 주축으로 사용하였으나 우주왕복선의 시대가 도래한 이후 미국에서는 수소엔진을 주력으로 사용하였다. 그러나 현재 우주왕복선이 퇴역한 이후 러시아의 도움을 받아 개발 혹은 수입된 케로신 엔진이 델타와 아틀라스에 사용되고 있다. 또한 최초의 민간발사체인 팰콘에도 멀린이라는 케로신 엔진이 적용되었다. 수소엔진 이후에 새로이 개발되고 있는 메탄엔진은 아직 실용화에는 이르지 못하였기 때문에 적어도 당분간은 케로신 엔진이 로켓엔진 분야를 선도할 것으로 보인다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.16-25
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• 2014

초기 개념설계를 위한 액체로켓엔진 시스템 통합 해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 주추력실, 가스발생기, 터보펌프, 터빈, 파이프, 밸브 등의 부품 해석 모듈로 구성되었다. 각 해석 모듈은 구성품의 성능과 개략적인 형상, 무게를 추산할 수 있도록 개발되었으며 각기 결과의 타당성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권12호
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• pp.1055-1062
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• 2012

본 논문에서는 액체로켓엔진의 추력제어 알고리즘 설계를 위한 선행 연구로서, 추력제어밸브에 대한 수학적 모델 및 제어 알고리즘 연구결과를 정리하였다. 개발된 수학적 모델을 이용하여 추력제어 모사시스템 해석을 수행하였으며 해석결과와 실험결과가 일치함을 보임으로써 수학적 모델의 타당성을 검증하였다. 추력제어 모사시스템에 대한 해석 및 실험을 통해 액체로켓엔진의 추력제어 알고리즘 개발을 위한 기초 데이터를 획득하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.9-19
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• 2009

추진기관의 개발 단계에 있어서 정확한 추력 성능 평가는 매우 중요한 부분을 차지한다. 특히 저추력 액체로켓엔진의 경우 측정오차 및 추진제 공급시스템으로 인한 추력 손실이 측정된 추력에 미치는 영향은 상당하다. 본 연구에서는 이들의 영향을 최소화하는 기존의 추력 측정 장치를 보완한 정 추력 측정 범위 150 ~ 1500 N, 추력 측정오차 10 N 이하의 추력 측정 장치를 개발하여 작은 추력을 발생하는 액체로켓엔진의 정확한 추력 측정을 가능하도록 하였다. 또한, 추력단계별시험을 바탕으로 신뢰도 평가 기법을 확립하여 본 연구에서 개발한 추력 측정 장치의 추력 측정 정확도 및 신뢰성을 향상시켰다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1180-1185
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• 2008

다단 연소를 수행하는 위성 발사체 액체 로켓 엔진의 예연소기 성능을 모사한 in-house code가 개발되고 검증되었다. CEA (Chemical Equilibrium with Applications)의 해석 알고리듬을 바탕으로 하여 예연소기의 화학 반응을 모델링 하였고, gas dynamics 모델링과 연동시켜 예연소기의 성능을 모사하였다. CEA와 비교한 결과 아주 높거나 아주 낮은 O/F ratio를 제외하고는 계산 값들이 거의 일치함을 보여 주었다. 또한 실제 엔진 (RD-8)의 성능곡선과 비교한 결과 개발된 in-house code의 계산 값들이 타당한 범위 내에서 모사되었고, 정상상태에서는 거의 비슷한 결과 값을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.11-15
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• 2012

한국형발사체 상단엔진에 사용될 7톤급 액체로켓엔진용 터보펌프의 임계속도 해석이 이루어 졌다. 7톤급 터보펌프는 기 개발된 실험용 30톤급 터보펌프 및 현재 개발 중인 한국형발사체 1, 2단 엔진용 75톤급 터보펌프의 기본 개념을 채용하여 1축 터보펌프로 설계가 진행 중이다. 2개의 볼 베어링으로 지지되는 산화제펌프 회전체와 역시 2개의 볼 베어링으로 지지되는 연료펌프-터빈 회전체는 스플라인 축으로 연결되어 설계 속도에서 작동한다. 본 연구에서는 회전체동역학 해석을 수행하여 터보펌프가 sub-critical 회전체로서 충분한 임계속도 분리 여유를 확보하는 지를 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.1038-1047
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• 2009

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.