• 제목/요약/키워드: 추력성능

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발사체 자세제어 적용을 위한 고추력 과산화수소 단일추진제 추력기 개발 (Development of High Thrust $H_2O_2$ Monopropellant Thruster for Reaction Control System of Space Launch Vehicles)

  • 안성용;김종학;윤호성;권세진
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-10
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    • 2010
  • 발사체 상단의 자세제어를 목적으로 하는 과산화수소 단일추진제 추력기 설계 및 성능평가를 수행하였다. 상용 발사체급에 요구되는 수준인 100, 250 N 급 추력기를 목표로 하였으며 개발 모델에서 성능시험을 통해 반응기 설계 형상을 확정한 후, 최종적으로 검증 모델을 밸브와 통합하여 개발하였다. 설계된 추력기는 sea level 조건에서 특성속도, 추력, 비추력 및 펄스 응답성 측정을 통해 성능을 검증하였다.

이중추력형 추진기관 개발 기초연구 (A Study on Dual Thurst Solid Rocket Motors with High/Low Burning Rate Propellants)

  • 송종권;이준호;최성한;서혁
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.664-667
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    • 2010
  • 고체 추진기관은 다른 추진기관에 비해 구조가 간단하고 운용성이 좋아 전략무기의 추진기관으로 주로 사용되고 있다. 그러나 고체 추진기관의 추력형상은 추진제의 연소속도와 추진제 그레인의 연소면적에 의해 결정되며, 추진제의 외경, 길이, 무게, 충전율 등과 같은 다른 설계요소들에 의해 요구되는 추력형상의 획득에 제약을 받는다. 고체 추진기관의 이중추력 성능은 일반적으로 사거리 연장과 종말 속도 향상에 장점이 있으나 추진제 그레인의 형상만으로 성능을 획득하고자하는 경우 연소관 내 추진제의 충전율이 저하된다. 따라서 연소속도가 다른 이종추진제를 적용하여 이중추력을 획득하는 것이 유리하다. 본 연구에서는 연소속도가 다른 이종 추진제를 적용하여 소형 고체 추진기관의 내외탄도 해석 및 지상연소시험을 통해 이중추력 성능을 확인함으로써 이중추력 추진기관 개발 가능성을 확인하였다.

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마이크로 노즐 성능평가 (Performance test of micronozzle)

  • 문성환;오화영;허환일
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.72-78
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    • 2005
  • 대기압 하에서 노즐목 직경이 1.0, 0.5, 0.25 mm인 마이크로노즐을 이용하여 성능시험을 하였다. 냉가스 추진제로는 질소를 사용하였다. 성능평가를 위하여 챔버내 전압력을 2~20 bar까지 변화시키면서 추력과 질유량을 측정하였다. 실험결과 압력이 낮아질수록 점성에 의한 손실이 크다는 것을 비추력을 비교해 봄으로써 알 수 있었다. 그리고 오리피스와 노즐의 추력 비교를 통해 노즐의 효율의 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다.

액체로켓 추력실 설계 및 성능 분석을 위한 통합해석기법 개발 (Development of Numerical Framework for Design and Analysis of Liquid Rocket Thrust Chambers)

  • 김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.34-37
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    • 2009
  • 본 연구에서는 액체로켓 엔진용 재생냉각 추력실 내부에서 일어나는 연소와 냉각 과정을 통합된 방법으로 해석함으로서 초기 설계 단계에서 추력 성능, 냉각 특성, 무게 및 크기 간의 trade-off를 수행할 수 있는 수치해석 절차를 제시하였다. 또한 형상 설계, 성능 분석, 냉각 해석과 종합적인 설계 평가를 수행한 실제 적용 사례를 통해 설계 도구로서의 활용도와 신뢰도를 평가하였다.

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이중 추력형 로켓 모타의 성능예측 기법 연구 (A study on the performance prediction technique of the dual-thrust rocket motor)

  • 이도형;양준서;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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    • pp.78-79
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    • 2002
  • 유도미사일용 추진기관으로 흔히 쓰이는 고체 로켓 모타의 경우 단순 추력형보다 복합 추력형 로켓을 사용하는 것이 효과적인 경우가 많다. 특히 발사초기에 높은 추력이 필요하고 그 후는 지속적이며 상대적으로 낮은 추력만을 요하는 무기체계의 경우 일반적으로 부스터(booster)와 서스테이너(sustainer) 로켓을 별도로 제작/작동시켜 임무를 수행하나 이를 하나의 추진기관으로 통합하여 두 단계의 추력을 동시에 실현하는 이중 추력형 로켓 모타를 이용하게 되면 많은 이점이 있다.

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70 N급 하이드라진 추력기의 추력실 최적설계와 시험평가 (Part II: 추력실 길이변화에 따른 펄스모드 성능특성) (Test & Evaluation for the Configuration Optimization of Thrust Chamber in 70 N-class N2H4 Thruster (Part II: Pulse-mode Performance According to the Chamber Length Variation))

  • 정훈;김종현;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.50-57
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    • 2014
  • 70 N급 액체로켓엔진 개발모델의 추력실 최적설계형상 도출을 위한 지상연소시험을 수행하였다. 단일추진제급(순도: ${\geq}98.5%$) 하이드라진이 연소시험용 추진제로 선정되었고, 특성길이($L^*$) 2.79, 2.95, 그리고 3.13 m를 갖는 추력실에 대한 성능평가가 수행되었다. 시험조건 내에서의 촉매대 $L^*$ 증가는 추력기의 성능저하를 야기하는 것이 관찰되었으며, 개발모델의 펄스응답 성능이 현재 상용화되어 있는 하이드라진 추력기와 비교하여 우수한 것이 확인되었다.

준 일차원 다상 반응유동 기법을 이용한 케로신/과산화수소 액체 핀틀 추력기 성능해석 연구: Part II 추력기 성능 특성 (Performance Analysis of Liquid Pintle Thruster Using Quasi-one-dimensional Multi-phase Reaction Flow: Part II. Thruster Performance Characteristics)

  • 강정석;복장한;성홍계;권민찬;허준영
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.78-84
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    • 2020
  • 본 논문에서는 Part I에 소개된 요소모델들을 통합하여 핀틀 추력기 성능 특성을 분석하였다. 성능해석 모델 검증을 위하여 케로신/과산화수소 액체 핀틀 추력기의 실험결과와 비교 분석하였다. 검증한 결과를 바탕으로 핀틀 추력기 내부의 비정상 열유동장의 물리적 특성을 분석하였으며 필름효과를 확인하였다. 또한 추력기의 형상인자와 작동인자가 성능특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 OAT 방법과 scatter plot 방법을 이용해 민감도 분석을 수행하였다. 액적직경, 필름유량, O/F비, 노즐목 직경의 4가지 인자를 이용해 특성속도, 연소실 압력, 비추력의 변화에 대한 영향을 관찰하였다.

초소형 터보제트엔진의 고공환경시험용 추력측정시스템 개발 (Development of Thrust Measurement System for Small Turbojet Engine Altitude Test)

  • 이경재;강상훈;이보화;송재강;양수석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.379-380
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    • 2009
  • 한국항공우주연구원 추진기관팀은 1999년 10월에 3,000 lbf 급 고공환경 엔진시험 설비를 갖추고 소형 가스터빈 엔진의 고공환경 성능시험에 이를 활용하고 있다. 하지만 새롭게 2008년부터 고공환경 성능시험을 진행하고 있는 엔진은 1,000 lbf 미만의 초소형 엔진으로써 기존 추력측정 시스템을 이용하여서는 정확한 추력의 측정을 보장할 수 없다. 본 논문에서는 초소형 엔진의 고공환경 성능시험 수행을 위한 추력대의 구축 과정을 다루고 있다.

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과학기술위성 3호용 홀방식 전기추력기의 개발 및 시험

  • 이종섭;서미희;최원호
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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    • pp.45.3-46
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    • 2009
  • 홀 추력기는 비교적 간단한 구조와 작은 크기 및 높은 연료효율로 미래 소형위성의 핵심기술로 주목 받고 있다. 이 연구실에서는 2010년 발사예정인 과학기술위성 3호에 탑재할 소형위성용 저 전력 홀 추력기를 연구 개발하였다. 성능에 가장 큰 영향을 미치는 자기장 구조는 FEMM전산코드를 이용한 해석을 통해 설계되었으며, 제작된 프로토타입의 실험을 통해 자기장의 세기 및 모양, 양극전압 및 기체유량에 따른 성능 특성을 관찰하였다. 또한 Faraday Probe와 Retarding Potential Analyzer (RPA), 랑뮈어 탐침 등을 이용해 이온빔의 분사각도 및 전류밀도, 이온에너지 분포, 플라즈마 전위 등을 측정하고 관찰된 특성을 물리적으로 분석하였다. 이러한 최적화 과정을 통해 설계된 비행모델의 시험 결과 양극전력 200 W, 제논 연료유량 0.85 mg/s 을 통해 11.2 mN 추력, 1350 s 비추력, 37% 추력효율을 획득하여 개발목표를 상회하는 만족할만한 결과를 얻었다.

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액체로켓 추력실의 성능 예측 및 최적 형상 설계를 위한 해석코드 개발 (Development of Chemical Equilibrium CFD Code for Performance Prediction and Optimum Design of LRE Thrust Chamber)

  • 김성구;문윤완;박태선
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • 설계단계에서 수행되는 액체로켓엔진의 추력실 형상설계와 성능예측을 위하여 화학평형을 고려한 축대칭 압축성 해석코드를 개발하였다. 사용자의 편리함과 효율성에 중점을 두었으며, 형상파라미터의 입력값에 따라 자동으로 격자를 생성하고 연소실 조건은 추진제 조합, 연소압 그리고 혼합비를 지정함으로서 내부에서 계산하게 된다. 따라서 설계자는 추력실 형상 및 작동조건을 변화시켜 각각의 설계변수가 추력성능에 미치는 영향을 빠르고 손쉽게 파악할 수 있도록 하였다. CEA의 결과, JPL 노즐의 실험결과, 두 종류의 LRE 실제 엔진 자료, 그리고 KSR-III의 설계점 및 탈설계점 연소시험결과와 비교함으로서, 다양한 측면에서 해석코드의 정확도와 적용성을 평가하였다.