75톤급 기술검증용 연소기 시제의 저압 연소시험을 수행하였다. 기술검증용 연소기의 설계 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 243.6 kg/s이다. 그러나 국내 연소시험설비의 여건상 연소압력 30 bar, 추진제 유량 121.8 kg/s의 저압 조건에서의 연소기 작동성 및 연소성능을 검증하기 위한 시험을 수행하였다. 모든 연소시험은 하드웨어의 손상 없이 성공적으로 수행되었다. 본 시험결과는 향후 75톤급 연소기의 설계점 조건에서의 연소성능을 예측하는 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 액체로켓엔진 산화제로 과산화수소를 사용하기 위한 공급 설비 구축 및 세척 방법을 제시하고자 한다. 과산화수소를 추진제로 사용하기 위해서는 90% 이상의 고농도 과산화수소가 필요하며, 고농도 과산화수소의 공급 설비는 약간의 오염에도 민감하게 반응하는 과산화수소의 특성상 오염을 최소화해야 한다. 과산화수소 공급 설비의 오염을 최소화하기 위하여 공급 설비를 세척하고 세척된 공급 설비에 보호막을 입히는 표면안정화 절차를 확립하였다. 또한, 구축된 공급 설비는 누설 시험과 연소 시험 및 저장성 테스트를 통하여 안정성을 검증하였다.
전국 시 도회는 지난 3월부터 4월까지 개최된 총회를 통해 제9대 시 도회장을 새롭게 구성하고 각 지역에서 설비건설업계 및 협회 발전을 위해 활발한 활동을 벌이고 있다. 이에 본지는 전국 시 도회장으로부터 사업계획을 듣는 코너를 연재하고 있다. 이번 호에는 김주환 대구시회 회장으로부터 대구시회의 사업추진 현황과 향후 사업계획을 들었다. 유머와 인문학적 소양을 두루 갖춘 김주환 회장은 제8대에 이어 제9대까지 연임 중이며 20년째 침체에 빠진 대구시의 제2 도약을 위해 회원사에게 전국 시장을 상대로 적극 개척할 것을 주문하고 있다.
고체추진제 내부의 균열은 연소면적을 증가시키기 때문에 과연소를 발생시키며 로켓의 기능을 상실하거나 파손되는 문제로 이어질 수 있다. 따라서 고체추진제의 설계에서 균열진전에 대한 저항력인 파괴인성의 평가가 요구된다. 하지만 고체추진제의 특성상 복잡하고 심한 비선형 거동을 나타내기 때문에 파괴인성을 측정하는 데에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 고체추진제를 선형점탄성 재료로 가정하여 파괴인성을 평가하였다. CCT(Center-cracked Tension) 시험편을 이용한 파괴인성시험을 수행하였으며 점탄성재료에서 나타나는 응력완화현상을 이용한 가상탄성변위를 계산하여 ASTM E399 규격을 통해 파괴인성을 평가하였다. 또한 파괴인성에 대한 시험온도, 시험 속도의 영향에 대한 결과를 고찰하였다.
추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
기존의 2상유체 동축형 전단분사기에서 나타나는 분무 중심부에서의 혼합비 불균일 및 낮은 미립화 성능을 보완하기 위하여 다공성재를 적용한 새로운 형태의 동축형 다공성재 분사기를 착안하였다. 본 연구에서는 동일 질량유량조건에서 기체분사면적을 변화시켜 표면분사기체의 반경방향 운동량의 크기를 조절하였으며, 이에 따른 물-공기 모사추진제 수류시험에서의 분무특성에 대한 고찰을 수행하였다.
1998년 9월 ITU-T TSAG의 제3차 회의에 이은 금년 4월의 제4차 회의에서도 IPR(Intellectual Property Right: 지적재산권) 논의를 통하여 ITU 지적재산권 정책에 대한 보완작업이 진행되고 있다. ITU 지적재산권 정책 보완의 초점은 특허권자가 표준화의 추진에 대하여 특허권 허여를 거절할 경우를 미연에 방지코자하는 절차 및 규정의 적용과 컴퓨터소프트웨어가 권고안에 포함될 경우의 저작권 보호 및 사용을 위한 방침의 정립에 있다. 이 두 가지 사안에 대하여 추진되고 있는 핵심 활동으로서 전자의 경우 ITU 특허정책에 대한 운용 가이드라인을 금번 4차 회의에서 보완하여 표준화된 특허성명서 양식과 함께 현재 시행하고 있으며, 후자의 경우는 독립적인 저작권 정책을 수립하고 있다. 본 고에서는 먼저 기본적인 ITU 지적재산권 정책상의 문제가 되는 배경을 설명하고, 정책 보완을 위한 3차 TSAG 회의로부터의 활동 경위와 금번 4차 회의 때의 주요 논의 내용 및 추진동향을 분석하여 소개하였다.
급변하는 경제, 사회환경과 더불어 정보화에 대한 관심이 고조되고 이를 이용한 생활 편익 추구가 점점 강렬해져 가고 있다. 이러한 이용자의 욕구를 충족시킬 수 있는 정보사회의 기반구조를 구축하고 관련제도 및 핵심기술의 개발을 원활히 추진하기 위한 방편으로 표준화의 중요성을 빼놓을 수 없다. 또한 정보사회에서의 다양한 정보통신서비스를 제공하기 위한 각종 장비 및 서비스의 상호호환 및 상호 운용성이 요구됨에 따라 이들에 관한 기술 표준화는 필수적인 요소로 지적되고 있다. 이와 같은 국제적인 환경변화에 대응하고 표준의 신속한 개발을 위하여 ITU, ISO 및 지역, 국가 표준화기관들이 활발한 활동을 추진하고 있다. 본 고는 이러한 국제표준화 활동의 일환으로 진행되고 있는 ITU TSAG의 국제표준화 활동에 직접 참여하여 추진된 사항을 세밀히 분석하고 이에 관한 관련 정보를 제공함으로써 국내표준화 활동에 보탬이 될 수 있기를 바라면서 제5차 TSAG의 활동상을 기술한다.
본 연구는 산화제 $N_2O$를 사용하는 하이브리드 로켓 내탄도 설계를 위해 Two-phase 모델을 이용해서 $N_2O$의 2상 유체를 해석하였으며 하이브리드 지상 연소시험을 수행하여 내탄도 해석 결과와 비교 분석하였다. Two-phase 모델은 $N_2O$와 같은 포화 압축성 유체를 적용한 Blow-down 산화제 방식에 적합한 유동 모델로서 Part 1에서 $N_2O$산화제의 배출을 잘 모사함을 확인하였다. 하이브리드 지상연소시험은 연료로 HDPE, 산화제로 $N_2O$를 적용하였으며 평균추력 30 kgf, 산화제 탱크 압력 50 bar로 설계한 연소기를 사용하였다. 내탄도 해석 결과는 지상 연소시험의 추력, 산화제 탱크 및 연소실 압력 결과와 유사함을 확인하였다.
점화 시의 분사기의 냉각은 분사순간의 초저온액체상태의 산화제 분무의 증기압에 영향을 미치고, 이는 연소반응에 따른 연소실 압력상승 과도단계에서 분무의 상(phase) 천이 시점을 결정하는 인자 중 하나이다. 분무의 상변화는 액체로켓 연소기의 점화특성에 큰 영향을 미치며, 액체산소/메탄 추진제를 사용하는 연료과잉 폐쇄형사이클 액체로켓엔진의 주연소기용 분사기로 사용될 수 있는 액체-기체 동축형 스월분사기에 대하여 점화초기 분사기 냉각온도에 따른 점화시험을 수행하였다. 초기 냉각온도에 따라 점화 시 산화제 분무의 액상으로의 천이시기가 달라지며, 충분한 냉각을 통해 산화제 분무의 증기압을 낮춘 경우 산화제 분무의 상 천이 시기를 나타내는 화염 quenching 현상이 일찍 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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