• 한국추진공학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.1-9
• /
• 2004

산화제 매니폴드 내부유동의 물리적 특성을 파악하기 위해. CAE 기법을 이용한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 유동장의 물리적 특성을 충분히 해상해 내면서도, 유동해석의 계산비용을 절감하기 위한 방안으로 분사공에 대한 모델링 작업을 시도하였으며, 대규모 유동패턴을 정확히 예측해 내면서도 약 30%의 계산 비용의 절감을 얻을 수 있었다. 예분산판이 장착되지 않은 경우, 압력과 유량의 분포가 분사공 윗면에서 상당히 불균일하게 나타났는데, 이는 매니폴드 내에 존재하는 두 개의 대규모 유동 패턴에 기인한 것으로 생각된다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제2권2호
• /
• pp.1-18
• /
• 2001

A numerical technique for simulating the separation dynamics of strap-on boosters jettisoned in the dense atmosphere is presented. Six degree of freedom rigid body equations of motion are integrated into the three-dimensional unsteady Navier-Stokes solution procedure to determine the dynamic motions of strap-ons. An automated Chimera overlaid grid technique is introduced to achieve maximum efficiency for multi-body dynamic motion and a domain division technique is implemented in order to reduce the computational cost required to find interpolation points in the Chimera grids. The flow solver is validated by comparing the computed results around the Titan IV launch vehicle with experimental data. The complete analysis process is then applied to the. H-II launch vehicle, the central rocket in japans space program, the CZ-3C launch vehicle developed in China and the KSR-III, a three-stage sounding rocket being developed in Korea. From the analyses, separation trajectories of strap-on boosters are predicted and aerodynamic characteristics around the vehicles at every time interval are examined. In addition, separation-impulse devices generally introduced for safe separation of strap-ons are properly modeled in the present paper and the jettisoning force requirements are examined quantitatively.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
• /
• pp.4-5
• /
• 2002

로켓 엔진의 개발에 있어 성능과 수명(life time)에 가장 문제가 되는 것은 연소 안정성에 있다. 일반적으로 연소 불안정을 야기시키는 것은 3가지로서 축방향(longitudinal), 반경방향(radial)과 접선방향(longitudinal) 모드(mode)가 있다. 이와 같은 모드를 제어하는 방법에는 수동적 제어방법으로 음향공(acoustic cavity)과 배플(baffle)이 있으며, 음향공은 모드에 관계없이 특정한 주파수에 맞추어 체적을 조절하여 음향파(acoustic wave)를 감쇄시키는 것이고 배플은 주파수에 관계없이 접선방향 모드를 제어하는 것이 기본 목적이나 허브(hub)를 설치하여 반경방향 모드까지 제어할 수 있다. 음향공은 엔진의 성능 또는 연소장에는 영향을 주지 않고 작동하는 반면, 배플은 초기 엔진설계를 할 때 고려하지 않으면 후에 배플을 장착하였을 때는 초기 설계의 제한 때문에 장착의 어려움과 성능 및 연소장에 영향을 미쳐 원하지 않는 엔진의 시험 결과를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 KSR-III와 동일한 조건의 연소기에서 다양한 배플을 장착하였을 경우에 대하여 성능과 연소장에 대하여 예측하였다.

• 시스템엔지니어링학술지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.61-66
• /
• 2005

In executing the large scale national project, such as development of space launch vehicle, it is most important to guarantee the technological reliability. However the reliability analysis of launch vehicle is different from other mass product goods because of the limitation of budget and number of tests. In this study, the reliability analysis technique of the propulsion system, which is one of the major sub-systems of launch vehicle is illustrated and applied to the liquid rocket engine of KSR-III.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권2호
• /
• pp.341-343
• /
• 2004

In executing the large scale national project, such as development of space launch vehicle, it is most important to guarantee the technological reliability. However the reliability analysis of launch vehicle is different from other mass product goods because of the limitation of budget and number of tests. In this study, the reliability analysis technique of the propulsion system, which is one of the major sub-systems of launch vehicle is illustrated and applied to the liquid rocket engine of KSR-III.

• 항공우주기술
• /
• 제1권2호
• /
• pp.123-131
• /
• 2002

본 논문에서는 KSR-III 주 엔진 연소시험설비를 활용한 수류시험 및 연소시험 과정에서 극저온 추진제인 액체산소의 냉각단계, 충진단계, 연소시험 공급 단계에서 액체산소의 상태량을 시험설비의 각 위치에서 분석함으로써 향후 안정된 공급을 위한 설비 및 운용조건을 선정하는데 주안점을 두었다. 이를 위해 각 단계에서 기체와 극저온 추진제의 상호 작용이 발생하는 가압탱크에서의 가압기체 및 액체산소의 상태량을 파악하였으며, 연소시험시 엔진 메니폴드에서의 액체산소의 상태량을 분석하였다. 또한 냉각 및 충진시에 대기압 vent에 액체산소의 거동을 파악함으로서 냉각을 효율적으로 할 수 있는 방안을 분석하였다. 또한 산소 공급 설비와 로켓엔진 매니폴드에 정압센서와 동압센서를 장착하여 1KHz의 sampling rate로 측정하였다. 오리피스 사이즈는 지름 32.5mm 38mm, 가압 압력 23Bar, 29Bar, 41Bar에 대해 시험을 수행하였다. 오리피스 사이즈를 증가시키고 가압 압력을 낮춘 결과 엔진 내에 공급되는 액체산소의 섭동량이 감소하는 것이 관찰되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.305-308
• /
• 2005

본 논문은 30ton급 액체로켓엔진 연소기의 연소시험 검증용 제작에 관한 것이다. 기본설계와 상세설계를 통해 도면을 작성하고, 이에 따라 제작하였다. 연소기는 크게 헤드부와 챔버부로 구성되며, 챔버는 KSR-III에 적용되었던 내열재 챔버와 재생 냉각 방식의 챔버를 제작하였다. 연소기 헤드는 저온 특성이 좋은 SUS316L 재료를 사용하였다. 내열재 챔버는 내부는 silica/phenolic 재료를 사용하였고, 외부케이스는 SUS316L을 적용하였고, 재생 냉각 챔버는 C18200과 SUS316L 재료를 사용하였다. 선반 가공, 일반 밀링 가공, MCT 가공등의 기계적 가공을 한 후 전해 연마를 통해 이물질을 제거 하였다. 분사기와 분사기 플레이트의 접합과 재생 냉각 챔버 등 일부 부품의 접합은 구조적인 특성으로 인해 브레이징 기법을 적용하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.167-171
• /
• 2003

Acoustic characteristics of baffled combustion chamber to elucidate suppressing effect of baffle on combustion instability are numerically investigated by linear acoustic analysis. A hub-blade baffle of 5 blades is selected as a candidate one and five variants of baffles with various configuration are designed. Resonant-frequency shift and damping factor are analyzed quantitatively as damping parameters. When the hub is located radially at the pressure node, the decrease of resonant frequency and increase of damping factor in 1R mode are dominant. But sub-1T mode is formed within hub, therefore, there would be a possibility of initiating 1T mode in unbaffled region, which would occur another problem. For smaller hub size, four kinds of axial baffle length is selected. As the axial baffle length increases, resonant frequency shift and increase of damping factor of transverse acoustic modes is obtained. Especially, two close acoustic modes such as 1L and 1T could be overlapped for a certain axial length, resulting in extreme increase of damping factor. The present study based on linear acoustic analysis is expected to be a useful confirming tool to predict acoustic field and design a passive control devices such as baffle and acoustic cavity.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.313-317
• /
• 2005

The facility improvement for hot firing test of combustion chamber having thrust of 30-tonf class and chamber pressure of 60bara were performed at ReTF in KARI. The KSR-III main engine having combustion pressure of 13bara and thrust of 12.5tonf had been successfully tested in this facility. To increase the capability of the facility, the feeding and the trust measurement system have been modified. The modification of the feeding system plays also a role of ensuring the stability of propellant supply and two step ignition sequence of combustion chamber. The one-axis thrust measurement system of up to 60tons has been newly manufactured and installed in test stand and the water/kerosene supply lines with high pressure vessel of $4m^3$ and gas nitrogen vessel of $10m^3$ have been designed for regenerative cooling system. The results of cold flow test show that this facility has been successfully improved to satisfy the requirement for hot firing test of high performance combustor.

• 항공우주기술
• /
• 제1권1호
• /
• pp.153-162
• /
• 2002

킥모터용 노즐목에 사용되는 공간적으로 보강된 탄소/ 탄소 복합재료의 기계적 물성치를 예측하고, 전체 노즐의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이러한 3차원 등가물성치는 노즐의 기계적 거동해석에 필요한 3차원 물성치로 이용된다. 노즐목에 사용되어지는 공간적으로 보강된 복합재료는 그 구조에 따라서 물성치분포가 달라지므로 물성치 예측 프로그램을 개발하였다. 지금 개발되고 있는 킥모터용 노즐은 노즐목의 graphite 또는 공간적으로 보강된 탄소/ 탄소 복합재료, 노즐머리부분과 확장부의 carbon/ phenol, 그리고 확장부 외피의 강철로 구성되어있다. 추력에 가장 큰 영향을 미치는 노즐목의 변형형상은 4-D 탄소/ 탄소 복합 재료가 가장 균일하고, 작은 변형형상을 나타내었다. 이러한 해석 결과에 더하여 4D 탄소/ 탄소 복합재료 노즐목과 그라파이트 노즐목을 가진 모타 시험이 수행되었다.