• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.88-88
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• 2003

로켓 엔진 시스템에는 가압가스로 추진제를 엔진으로 공급하는 가압 시스템과 터보펌프를 이용해 엔진으로 고압의 추진제를 공급하는 터보펌프 시스템으로 나눌 수 있으며 터보펌프 시스템은 다시 Gas Generator를 이용하는 개방형 엔진과 Prebumer를 이용한 폐쇄형 엔진인 다단 엔진으로 구분할 수 있다. 로켓의 엔진 시스템은 Turbine, Turbopump, Gas Generator, Thrust Chamber, Tube, Valve, Propellant Tank 등 각 구성품 간에 서로 상호간섭이 매우 심한 공정이다 로켓 엔진 시스템은 이와 같은 상호간섭에 의해 추력 제어 및 혼합비 제어, 추진제 소진 제어 적용 시 정확하고 강인한 제어를 수행하여야 한다. 이를 위해 정확한 동특성 모델을 구축하는 것이 중요하며 모델을 통해 적절한 제어 시스템을 선택하여야 한다. 그러나 현재 국내에는 이에 대한 연구가 미미하며 해외의 경우 로켓은 특수 분야에 속함으로 공개되어 있지 않다. 로켓에 대한 개발 연구에 있어서는 위와 같은 작업이 선행되어야 하며 이에 대한 선행 연구로 한국항공우주연구원에서 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진시스템에 대한 동특성 모델을 구성하였다. 배관부, 터빈, 펌프, 밸브, Gas Generator, 재생냉각, 추력연소실 등 엔진 시스템을 구성하는 구성품에 대한 동특성 모델을 구성하였으며 이를 matlab의 simulink를 통해 각 구성품을 연결하여 최종 엔진시스템의 동특성 모델을 구성하였다. 구성된 동특성 모델을 통해 각종 변화(추진제 밀도 변화, 추력 변화, 혼합비 변화 등)에 대한 엔진 시스템 변화를 예측하여 정확한 엔진 시스템에 대한 이해를 넓혔으며 추력 제어 및 혼합비, 추진제 소진 제어를 최적으로 할 수 있는 제어 시스템 구축을 위한 기초 자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.11-17
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• 2009

가스발생기 사이클의 추력 30톤급 액체로켓엔진용 터보펌프에 대하여 실매질 고온 시험이 이루어졌다. 산화제펌프와 연료펌프에는 각각 액체산소, 케로신이 공급되고 터빈에는 고온의 가스가 공급되며이 가스는 펌프로부터 배출되는 추진제의 일부를 가스발생기에서 연소시켜 생성된다. 터보펌프는 시험중에 설계점과 탈설계점의 전 영역에서 안정적으로 작동하였고 성능 요구 조건을 만족시켰다. 본 논문에서는 여러 차례의 시험 중에서 단일 운전으로 세 운용점에서 총 120초간 작동된 경우에 대하여 터보펌프에 관심을 두고 시험결과를 소개한다. 펌프와 터빈의 성능 특성 관점에서 터보펌프 조립체의 실매질 고온 시험 성능시험 결과와 터보펌프 구성품의 상사 성능 시험 결과가 양호하게 일치하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.25-37
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• 2005

터보펌프 공급방식 발사체 추진기관은 공급 시작 시점에서부터 종료되는 시점까지 산화제 터보펌프 입구에서의 온도 요구조건을 충족시켜야 한다. 이러한 조건이 만족되지 못할 경우 터보펌프 입구에서 캐비테이션이 발생하여 펌핑(pumping) 성능이 저하되고, 심한 경우 펌프의 손상을 초래할 수 있다. 따라서 극저온 액체산소를 사용하는 액체로켓 추진기관에서는 액체산소의 온도 상승에 대한 적확한 예측이 필수적이다 본 논문에서는 탱크 내의 액체산소 온도상승과 관계된 탱크 내 해석 방법을 체계적으로 제시하였고, 부력동기 경계층 이론을 적용하여 터보펌프 공급방식 로켓 추진기관의 충전, 대기, 선가압, 비행 등의 전 과정을 통하여 탱크에 충전된 액체산소의 온도상승을 예측할 수 있는 모델을 제시 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.155-158
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• 2007

액체로켓엔진 개발 시험의 중간 단계로서 연소기를 제외한 터보펌프 등의 엔진 주요 구성품을 이용한 터보펌프+가스발생기 연계시험이 수행 중에 있다. 터보펌프+가스발생기 연계시험의 시험기 및 시험설비 구성을 기술하였다. 연계시험 수행을 위한 시험설비 시스템 검증 시험 결과를 제시하였다. 시험설비에 대한 예비시험 결과를 토대로 시험설비 추진제 공급시스템의 검증이 수행되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.317-320
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• 2011

과산화수소와 케로신을 이용한 이원액체추진제 로켓엔진을 위한 산화제 터보펌프를 설계하였으며 수류시험을 통해 설계된 터보펌프의 작동여부를 실험하였다. 과산화수소 터보펌프의 설계조건을 결정하고 펌프의 임펠러를 설계하였다. 펌프를 구동하기 위한 터빈을 차량용 터보차저로 선정하였으며 터빈 맵을 이용하여 가스발생기를 설계하였다. 펌프, 터빈과 가스발생기를 통합하여 터보펌프 시스템을 구축하였으며 수류시험을 통해 터보펌프 시스템이 1.47 bar의 압력으로 3.4 kg/s의 유량을 공급하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.6-6
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• 1999

액체 로켓 엔진은 추진기관 공급 시스템으로 작동이 된다. 추진기관 공급 시스템에는 유공압장치 및 각종 배관, 필요한 압력과 유량을 연소실과 가스발생기로 공급하는 시스템, 엔진의 점화 및 정지, 발사체의 사용 목적에 따라 부과되는 기능을 수행하기 위한 장비들이 포함된다. 공급시스템은 크게 가압가스를 이용하는 방법과 터보펌프를 이용하는 방법의 두 가지로 나눌 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 일반적으로 추력이 큰 로켓엔진의 경우에는 터보 펌프식이, 추력이 크지 않은 경우에는 가압가스 방식이 이용된다. 일반적으로 가압가스 방식은 연소실 압력이 커질수록 추진제 탱크의 압력도 커지므로, 그 두께가 두꺼워져서 비효율적이 된다. 따라서 연소실 압력이 비교적 크지 않은 추력이 약 10t 내외에서 많이 사용되고, 시스템이 터보 펌프식보다 구조가 매우 간단하므로, 작동의 신뢰도는 매우 높다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.85-93
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• 2015

한국형발사체를 위한 액체로켓엔진은 터보펌프 추진제 공급방식의 시스템으로 이루어진다. 이 터보 펌프의 실추진제를 사용하는 실험적 성능검증을 위해 액체산소와 케로신을 토대로 한 터보펌프 실매질 시험설비가 구축되어 왔다. 산화제/케로신 공급 시스템과 알코올버너 시스템과 같은 주요 서브시스템에 대한 검증시험이 이루어 졌고, 터보펌프 개발모델을 이용한 인증시험을 통해 전체 시험설비에 대한 성능검증이 이루어 졌다. 설계점 및 탈설계점을 포함한 터보펌프의 모든 운용조건과 운용시간에 대한 실매질 성능검증시험을 본 시험설비를 이용하여 수행할 수 있는 것으로 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.56-61
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• 2011

추력 75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 조립체 실물형에 대하여 정격 회전수에서 성능시험이 수행되었다. 실매질 대신 상사매질을 사용하였는데 산화제펌프에는 액체질소, 연료펌프에는 물, 터빈에는 고온 공기가 공급되었다. 시험 중 터보펌프는 안정적으로 운전되었으며 성능 요구조건을 만족시켰다. 운전 초기의 회전수 상승구간에서도 펌프의 양정계수와 유량계수는 일정하게 유지되었다. 터보펌프 단품 성능시험과 조립체 성능시험 결과를 비교할 때 펌프 양정계수와 터빈 효율이 두 종류의 성능시험에서 비교적 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.27-32
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• 2010

추력 75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 조립체 실물형에 대하여 정격 회전수에서 성능시험이 수행되었다. 실매질 대신 상사매질을 사용하였는데 산화제펌프에는 액체질소, 연료펌프에는 물, 터빈에는 고온 공기가 공급되었다. 시험 중 터보펌프는 안정적으로 운전되었으며 성능 요구조건을 만족시켰다. 운전 초기의 회전수 상승구간에서도 펌프의 양정계수와 유량계수는 일정하게 유지되었다. 터보펌프 단품성능시험과 조립체 성능시험 결과를 비교할 때 펌프 양정계수와 터빈 효율이 두 종류의 성능시험에서 비교적 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.196-200
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• 2006

본 논문에서는 현재까지 개발된 액체산소, 케로신을 추진제로 하는 액체로켓엔진시스템 개발을 위한 엔진시스템 및 가스발생기와 터보펌프 등의 주요 엔진 구성품의 개발 결과를 살펴보았으며, 액체로켓엔진 개발 시험의 중간 단계로서 연소기를 제외한 터보펌프 등의 엔진 주요 구성품을 이용한 터보펌프+가스발생기 연계시험 수행을 위한 준비로서 터보펌프+가스발생기 연계시험의 시험기 및 시험설비 구성이 제시되었으며, 연계 시험 작동 영역에 대한 시스템 해석결과도 제시하였다.