• Title/Summary/Keyword: 추력발생

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Evolutionary Feature of Spray Droplets Exiting from a Direct-Injection Type Thruster Nozzle-Orifice (직접분사방식 추력기 노즐오리피스로부터 발생하는 분무입자의 발달특성)

  • Kim, Jin-Seok;Jung, Hun;Kim, Jeong-Soo;Park, Jeong;Kim, Sung-Cho
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.149-152
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    • 2009
  • Spray characteristic parameters such as droplet mean velocity, diameter, and volume flux are measured at various locations of spray in order to investigate the evolutionary feature of droplets exiting from a direct-injection type thruster nozzle-orifice. The experimental results indicate that the large droplets with high velocity at the center of upstream are broken-up into smaller droplets with low velocity due to their continuous momentum loss to surrounding air along with spray evolution toward downstream. Also it is found that the high volume flux expands its distribution in radial direction as a results of spray spreading and dispersion.

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Numerical Study of a Flapping Flat Plate for Thrust Generation (플랩핑 평판의 추력발생에 대한 수치적 연구)

  • An, Sang-Joon;Kim, Yong-Dae;Maeng, Joo-Sung;Han, Chul-Heui
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 2006.08a
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    • pp.209-212
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    • 2006
  • Insect and birds in nature flap their wings to generate fluid dynamic forces that are required for the locomotion. Most of the previous published papers discussed mainly on the effect of flapping parameters such as flapping frequency and amplitude on the thrust at a fixed Reynolds number. However, it is not much known on the values of the flapping parameters that the flapping wing requires to generate the thrust at the low Reynolds number flow. In this paper, the onset of the thrust generation is investigated using the lattice Boltzmann method. The wake patterns and velocity profiles behind a flat plate in heaving oscillation are investigated for the heaving amplitude of 0.5C. The time-averaged thrust coefficient value is investigated by changing the reduced frequency from 0.125 to 3.0 for three values of heaving amplitude (h/C=0.25, 0.325, 0.50). It is also found that the critical Strouhal number over which the flat plate starts to produce the thrust is around 0.1 and the thrust is an exponential function of the Strouhal number.

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로켓 엔진 연소 성능에 관한 이론적.실험적 평가

  • Kim, Yong-Wook;Kim, Young-Han;Jung, Yong-Gap;Cho, Nam-Gyung;Park, Jung;Oh, Seung-Hyup
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.8-8
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    • 1999
  • 로켓 엔진 설계는 연소 과정 동안에 발생하는 모든 복잡한 현상을 고려하여 이루어져야하지만 이러한 물리적 변수들을 만족시키면서 설계를 하는 것은 불가능하기 때문에 최근 수치 해석의 발달로 내부 연소 과정에 대환 체계적 접근이 활발히 진행되고는 있으나 아직은 경험과 직관에 따라 각 변수의 중요성을 판단하고 있다고 해도 과언은 아니다. 최근 RP-1과 액체 산소를 추진제로 하는 연소실 압력 200psi, 최대 추력 2.8$\times$$10^{5}$lbf의 액체 엔진 개발을 목표로 본 연구팀은 분사기용 소형 엔진(연소실 압력 200psi, 추력 350lbf) 실험을 시점으로 단계적으로 추력을 증가시키면서 단열재의 삭마 실험과 연소 불안정성을 위한 실험을 준비하고 있다. 첫걸음으로서 135$^{\circ}C$로 FOOF형의 비동류형(unlike) 충돌 제트로 구성되는 3개의 인젝터가 배열된 분사기 시험용 엔진에 관한 실험을 수행 중에 있으나 상대적으로 매우 간단한 엔진임에도 불구하고 실험적으로 내부 연소 과정을 정확히 이해하는 것도 현재로서는 여전히 용이하지 않다.다.

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Effects of Catalyst Granule Failure in Monopropellant Satellite Thruster (단일추진제 위성추력기에서 촉매 파손에 의한 영향)

  • Hwang, Chang-Hwan;Lee, Sung-Nam;Baek, Seung-Wook;Kim, Su-Kyum;Yu, Myoung-Jong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.7-14
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    • 2011
  • Various sizes of hydrazine monopropellant thruster have been used on satellite and space launcher vehicle. The test and handling procedure of hydrazine monopropellant thruster are usually difficult because of the toxicity of hydrazine and its decomposition product gases. Therefore, the numerical analysis can help understand the effects of various design parameters and can reduce the time as well as expenses. In this study, the numerical analysis is performed by modelling the catalyst bed as one dimensional porous medium. Thereby, resulting physical phenomena are examined by considering the variation of catalyst bed characteristics incurred by catalyst granule failure.

A Study on the Supersonic Flow Characteristics Through a Dual Throat Nozzle (이중목 노즐에서 발생하는 초음속유동 특성에 관한 연구)

  • Shin, Choon-Sik;Kim, Heuy-Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.14 no.5
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • Dual throat nozzle(DTN) is recently attracting much attention as a new concept of the thrust vectoring technique. This DTN is designed with two throats, an upstream minimum and a downstream minimum at the nozzle exit, with a cavity in between the upstream throat and exit. In the present study, a computational work has been carried out to analyze a fundamental performance of a dual throat nozzle(DTN) at various nozzle pressure ratios(NPR) and throat area ratios. Two-dimensional, axisymmetric, steady, compressible Navier-Stokes equations were solved using a fully implicit finite volume scheme. NPR was varied in the range of NPR from 2.0 to 10.0, at different throat area ratios. The present computational results were validated with some experimental data available. Based upon the present results, the performance of DTN is discussed in terms of the discharge coefficient and thrust efficiency.

Development of the Gas Charging Simulator for Reaction Control System of KSLV-I (KSLV-I RCS 충전모사 시스템 개발)

  • Jeon, Sang-Woon;Jung, Seul;Kim, Ji-Hun
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.8 no.2
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    • pp.122-126
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    • 2009
  • KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-I is designed as a launch vehicle to enter a 100 kg-class satellite to the LEO(Low-Earth Orbit). Attitude angles of the upper-stage, including roll, pitch and yaw are controlled by cold gas thruster system using nitrogen gas. To verify the flow rate of the gas charging system and to prepare a nitrogen gas charging scenario, the development of a gas charging simulator for RCS(Reaction Control System) is required. This paper describes the orifice design, development, and test of the gas charging simulator for RCS of KSLV-I.

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A Study on the Disintegration and Spreading Behavior of Fuel-spray Emanating from a Liquid-thruster Injector by Pseudo-3D Spatial Distribution Measurement (준3차원적 공간분포 계측에 의한 액체추력기 인젝터 연료분무의 분열 및 확산 거동에 관한 연구)

  • Kim, Jin-Seok;Kim, Jeong-Soo
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.12 no.5
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    • pp.9-17
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    • 2008
  • Pseudo-3D spatial distribution of spray droplets is investigated by using Dual-mode Phase Doppler Anemometry (DPDA) in order to examine the disintegration and spreading behavior of spray exiting from liquid-propellant thruster injector. Spray injected from nozzle orifice with length-to-diameter ratio ($L/d_o$) of 1.67 and under the injection pressure of 27.6 bar is aligned to the vertical. Vertical and horizontal mean velocities of droplets, Sauter Mean Diameter (SMD), and volumetric flux decrease as droplets travel from center/upstream toward outer region/downstream of spray. Although the distribution of spray characteristic parameters is symmetric against the geometric axis of nozzle orifice, their absolute values are asymmetric.

Synthesis and characterization of ADN based green monopropellants (ADN계열 액상추진제의 합성 및 특성 연구)

  • Kim, Wooram;Kwon, Younja;Jo, Young Min
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.409-411
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    • 2017
  • 미사일 추력기 체계에 적용되는 하이드라진[$N_2H_4$]추진제는 MSDS-OHS 유해성 분류상 급성독성 물질로서 사용이 제한되고 있는 바, 다양한 대체물질이 개발 중이다. 최근 해외에서 안전성과 취급이 우수한 질산 히드록실암모늄[$NH_3OHNO_3$]과 암모늄 디나이트라마이드[$NH_4N(NO_2)_2$] 기반 단일계 액상추진제가 개발중이며, 이 물질들을 이용한 추력기 시스템 적용 시험이 진행되고 있다. 그러나 저온에서의 연로물질 산성화 반응으로 인한 디나이트라마이드[$N(NO_2)_2{^-}$] 물질의 분해는 나이트레이트[$NO_3{^-}$] 이온 생성을 촉진시키며, 부수적으로 발생하는 침전물은 촉매 및 노즐의 막힘 현상을 유발하므로 추력기 성능의 저해요인으로 작용한다. 그러므로 저온분해 방지를 위한 첨가제 조성 개발 및 열분해 특성 연구가 최근의 관심사이다. 본 연구는 합성/정제/추출한 암모늄 디나이트라마이드 산화제를 주요 조성물로 적용하였으며, 염기성 안정화제를 질량비율 4~5% 첨가하여 산성화 반응을 억제시킨 단일계 액상추진제(KMP) 형태로 제조하였다. 합성한 추진제는 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 분해온도를 측정하여 열안정성을 평가해보았다.

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Development of the Liquid Rocket Engine of 400Ib Thrust (추력 400 파운드급 액체 로켓엔진 개발)

  • 채연석;윤웅섭;이수용;김영목;오승협;최장섭;우유철;김영수
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1995.11a
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    • pp.49-55
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    • 1995
  • 이원 액체추진제를 사용하는 인공위성용 로켓 추진기관의 개발을 위한 핵심부품별 개념 및 상세설계, 성능해석, 성능실험용 시작품의 제작, 수류 성능실험 및 지상 연소시험이 수행되었다. 인공위성 궤도조종용 로켓 추진기관은 1.38MPa의 연소실 압력으로 4초동안 1780N(400$Ib_f$)의 평균추력을 내도록 설계되었으며, 산화제로는 질산, 연료로는 트리 에틸렌 아민(triethylene amine, TEA)과 자이리딘(xylidine)의 혼합물로 구성된 접촉발화형 이원 액체추진제를 사용하고, 추진제를 가압방식에 의해 연소실에 분사하는 방법으로 분사충돌, 미립화, 그리고 기화 후 연소시키게 된다. 효율적인 설계를 위하여 설계전용 소프트웨어를 개발하였으며, 추진기관의 핵심부품별로 유동 시뮬레이션을 수행하고, 해석결과와 수류 실험결과를 바탕으로 설계를 수정, 보완하였다. 지상 연소시험 및 수류 성능실험을 위하여 추진제 공급장치 및 계측 시스템이 설계, 제작되었고, 시스템의 작동 및 자료처리를 위한 소프트웨어를 개발하여 수류 성능실험 및 지상 연소시험에 사용하였으며, 연소시험결과 지상 평균추력 378$Ib_f$를 발생하였다.

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Thrust Analysis of Combustor Through Control of Scramjet Propulsion System (스크램제트 추진 시스템의 비행 제어를 통한 연소기의 추력 분석)

  • Ko, Hyosang;Yang, Jaehoon;Yoh, Jai ick;Choi, Hanlim
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.25 no.1
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    • pp.29-41
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    • 2021
  • The PID controller with fin angle and thrust as control input was designed based on the aerodynamic data of scramjet system. Flight simulation following a given trajectory which strike the target point after climb and cruise with constant dynamic pressure was conducted. After that, the required thrust for the climb and cruise was calculated and the required fuel flow rate for the hydrogen fuel dual mode scramjet combustor was analyzed. The combustor analysis of this study which conducted on integrated model of independently developed inlet, combustor, nozzles and external aerodynamic models, laying the foundation for the integrated design of the air breathing hypersonic system.