• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.142-152
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• 2005

액체로켓 엔진시스템 개발에 있어서 시동부터 정상상태까지의 시동특성은 안정된 시동의 재현성을 확보하여 신뢰도를 높이는 것과 과도상태의 시간을 단축하는 두 가지 목표를 만족하는 방향으로 전개된다고 할 수 있다. 특히 우리나라와 같이 액체로켓 엔진 개발의 초기단계에서는 엔진시스템 시험의 경험이 없어, 시동에서 정상상태까지 과연 어느 정도의 시간이 필요할 것인가에 대한 예측이 힘들 수밖에 없다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 액체로켓 엔진의 각 구성품의 모델을 구성하여 시동 과도 해석을 수행할 수 있는 프로그램을 완성하였다. 이 프로그램을 이용하여 25톤급 가스발생기 사이클 엔진에 대한 시동 특성을 조사하여 시동에서 정상상태에 이르는 시간을 계산하였으며, 비정상 상태의 엔진시스템의 동특성을 밝힐 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.830-834
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• 2011

본 연구에서는 액체로켓엔진의 터보펌프용 초음속 터빈 로터 블레이드에 스윕 각도 ${\pm}15^{\circ}$를 적용하여 전방스윕(FSW), 후방스윕(BSW)모델의 유동형태 및 성능을 기준모델(NSW)과 비교하여 스윕 적용의 효과를 살펴보았다. 3차원 Navier-Stokes 유동해석에는 상용 코드인 FLUENT 6.3 Parallel을 사용하였다. BSW 모델은 기준 모델(NSW)에 비해 팁 간극으로 빠져나가는 누설 손실량을 줄이는데 효과가 있었고 정효율 증가에도 영향을 미쳤다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.1-8
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• 2013

본 연구에서는 액체로켓엔진의 터보펌프용 초음속 터빈 로터 블레이드에 스윕 각도 ${\pm}15^{\circ}$를 적용하여 전방스윕(FSW), 후방스윕(BSW)모델의 유동형태 및 성능을 기준모델(NSW)과 비교하여 스윕 적용의 효과를 살펴보았다. 3차원 Navier-Stokes 유동해석에는 상용 코드인 FLUENT 6.3 Parallel을 사용하였다. BSW 모델은 기준 모델(NSW)에 비해 팁 간극으로 빠져나가는 누설 손실량을 줄이는데 효과가 있었고 정효율 증가에도 영향을 미쳤다. BSW 모델은 앞전 충격파의 강도를 다소 완화 시키고 허브 부근의 영역에서 다른 모델에 비해 좋은 성능을 보인다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.46-51
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• 2012

본 연구에서는 액체로켓엔진 단계식 연소 사이클의 기본 설계 사양을 도출하기 위한 시스템 해석을 수행하였다. 액체산소를 산화제로 하고 액체수소와 RP-1을 각각 연료로 사용하는 엔진에 대해 사이클 해석을 적용하였다. 엔진의 성능지표인 비추력을 기준으로 하여 실제 개발되어있는 엔진과 1% 이내의 차이를 보였다. 사이클 해석을 위해 개발된 프로그램은 압력과 유량 균형, 터보펌프-터빈의 에너지 균형 조건을 만족하며 주어진 추력에 대한 연료 소모와 비추력 및 각 부품의 기본적인 사양을 도출할 수 있다. 추가적인 제한조건들의 조사가 이루어지면 통합 최적화 프로그램으로 발전시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2524-2527
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• 2007

Solid propellant gas generators (SPGG) play a role as a turbopump starter in liquid propellant propulsion systems by supplying pressurized gas to power turbines for engine start. For such a purpose, the propellants should burn with a relative low flame temperature and the combustion gas should not contain corrosive constituents such as chlorine compounds. In accordance with these requirements, stabilized AN-based propellants have been usually used as the most appropriate oxidizer for propellant compositions. However, the burning area of the propellant intends to increase to satisfy the required mass flux because of its low burning rate. Consequently the burning area incensement brings on the SPGG size augmentation. A flow restriction such as filters is applied to decrease the SPGG size by rising up the combustion pressure resulting in increasing the burning rate. The feasibility of the size reduction of SPGG by the employment of filters have been studied. The preliminary results of this study show that the considerable reduction of SPGG size would be achievable just by installing a filter with relatively high pressure loss coefficient.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.11-18
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• 2002

A turbopump system composed of two pumps and one turbine is considered. The turbine composed of a nozzle and a rotor is used to drive the pumps while gas passes through the nozzle and potential energy is converted to kinetic energy, which forces the rotor blades to spin. In this study, an aerodynamic design of turbine system is investigated with some pre-determined design requirements (i.e., pressure ratio, rotational speed, required power, etc.) following Liquid Rocket Engine (L.R.E.) system specifications. For simplicity of turbine system, impulse-type rotor blades for open-type L.R.E. have been chosen. Usually, the open-type turbine system requires low mass flow-rate compared to close-type system. In this study, a partial admission nozzle is adopted to maximize the efficiency of the open-type turbine system. A design methodology of turbine system was introduced. Especially, partial admission nozzle was designed by means of simple empirical correlations between efficiency and configuration of the nozzle. Finally, a turbine system design is presented for a 10 ton thrust level of L.R.E.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.145-152
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• 2000

A turbopump system composed of two pumps and one turbine is considered. The turbine composed of a nozzle and a rotor is used to drive the pumps while gas passes through the nozzle, potential energy is converted to kinematic energy, which forces the rotor blades to spin. In this study, an aerodynamic design of turbine system is investigated using compressible fluid dynamic theories with some pre-determined design requirements (i.e., pressure ratio, rotational speed, required power etc.) obtained from liquid rocket engine (L.R.E.) system design. For simplicity of turbine system, impulse-type rotor blades for open type L.R.E. have been chosen. Usually, the open-type turbine system requires low mass flow rate compared to close-type system. In this study, a partial admission nozzle Is adopted to maximize the efficiency of the open-type turbine system. A design methodology of turbine system has been introduced. Especially, partial admission nozzle has been designed by means of simple empirical correlations between efficiency and configuration of the nozzle. Finally, a turbine system design for a 10 ton thrust level of L.R.E is presented.

• 한국추진공학회지
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• 제24권2호
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• pp.73-82
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• 2020

저비용 발사체를 개발 중인 많은 스타트업들이 소형 로켓 엔진을 확보하기 위해 적층제조 기법을 개발 중이다. 또한, 미국의 SpaceX, Rocket Lab 등을 비롯하여, 유럽의 Ariane Group, 일본의 IHI와 같은 엔진 제작업체들은 로켓 엔진의 주요부품에 적층제조를 채택하여 생산하고 있다. 본 논문에서는 적층제작기법의 타당성을 조사하기 위해서 기존 로켓 엔진의 밸브 하우징을 적층제조 하는 사례연구 결과를 소개한다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.1-9
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• 2005

고성능 로켓엔진의 터보펌프를 구동하기 위한 연료 과농 가스발생기에서 연소 불안정 발생시, 음향 모드 공진주파수를 모사하는 방법을 통하여 모사배관을 결정하였다. 관심 음향모드의 몇 파장만을 모사하여 실제 연소시험에 바로 적용할 수 있는 팎은 길이의 배관도 제시하였다. 가스발생기에서의 연소 불안정을 제어하기 위한 하나의 방안으로, 모사배관의 길이를 변경하여 분사기의 동특성과 연소실의 공진 음향 모드를 서로 분리시킴으로써 상호작용이 일어나지 않게 할 수 있다. 이러한 특성은 연소시 험을 통해 확인되었고, 이를 통하여 비행용 가스발생기의 연소시험과 연소불안정 제어를 위한 한 가지 방안으로서 모사배관을 결정하는 방법을 확립하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.16-23
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• 2004

Hydraulic performance and cavitation characteristics of fuel pump in turbopump were studied experimentally. This fuel pump has a centrifugal impeller with a separate inducer. In this paper, static pressure distribution of inducer was examined in non-cavitation and cavitation conditions. As cavitation came, the rising curve of static pressure in front of inducer was lightened because blade lodging did. In result, this offered the mechanism that recirculation zone could be small in case that recirculation was generated in low flow rate.