• 한국분무공학회지
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• 제23권4호
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• pp.159-168
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• 2018

Thrust throttling in a liquid rocket engine can be implemented via several ways such as high pressure drop injector, dual manifold, multiple chamber, pintle injector, and gas injection. Thrust throttling using gas injection controls thrust by usually injecting inert gas into propellant through an aerator to reduce the propellant's bulk density. In this study, the outside-in aerator was used in the propellant line to create two phase flow. Closed-type, open-type, and screw-type bi-swirl coaxial injectors were utilized for investigating throttling characteristics such as pressure drop, mixture density, and discharge coefficient according to gas-liquid mass ratio.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.82-97
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• 2009

본 연구에서는 가스발생기 사이클 엔진시스템의 제어특성을 검토하고, 제어기를 구성하기 위한 해석의 일환으로 공칭 작동점 부근에서의 선형해석을 위한 Simulink 수학적 모델을 구성하여, 엔진 스로틀링 과정에 대한 해석을 수행하였다. 스로틀 밸브의 특성이 엔진동특성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 추력제어밸브와 가스발생기 혼합비 유지를 위한 압력균형기(pressure stabilizer)의 모델, 그리고 제어밸브 구동용 모터의 수학적 모델을 포함시켰다.

• 한국분무공학회지
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• 제25권3호
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• pp.126-131
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• 2020

Throttleable rocket engines are in high demand due to the diversification of space missions. Pintle injector is known to be suitable for throttleable rocket engines, because of its high efficiency in overall thrust zone. In this study, the relationship between spray angle of a throttleable pintle injector and total momentum ratio based on hot fire test conditions was investigated. As a result, the spray angle in 100% and 60% throttling level is higher than the spray angle obtained by the case which considers only propellant mass flow rate, owing to higher total momentum ratio (TMR). The results of this study may be useful for predicting spray angle in hot fire test.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.1-9
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• 2013

능동형 대함 유도탄 기만기의 추진 시스템 요구 조건 및 저장성 액체 이원추진제 로켓 엔진의 적용 가능성을 파악하기 위해 개념 설계를 수행하였다. 이미 미국과 오스트레일리아에서 공동 개발하여 운용 중인 Nulka의 제원을 통해 시스템의 기본적인 무게, 크기 등을 가정하였고, 1,000 N 급 과산화수소/케로신 로켓 엔진과 가압식 추진제 공급 방식으로 추진 시스템을 가정하였다. 이를 바탕으로 최적 궤적을 설계하였고 그 결과를 통해 하부 시스템들의 무게 분포를 예측하고 실현 가능성을 확인하였다. 그 결과, 100초 이상의 운용 시간, 엔진 재점화, 그리고 최대 지상 추력 1,000 N의 경우 최소 35%까지의 추력 제어 성능이 추진 시스템의 요구 조건으로 도출 되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.1-12
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• 2019

액체로켓엔진에서의 추력조절을 위해 기체주입식 가변추력 방법에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 기체주입식 가변추력은 간단한 구조로 추력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 밀도 감소에 비례하여 증가된 분사차압에 의해 미립화 성능 증가라는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기체주입식 와류형 분사기를 이용하여 액체 질량유량과 기체주입량의 변화에 따른 분무 불안정, 분무형상, 분무각, 분열 길이와 같은 분무특성을 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.60-71
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• 2022

최근 발사체 시장의 저비용·재사용 발사체 개발 움직임은 여러 방향으로 세분화되고 있으며, 그중 하나는 가변추력 엔진 개발이다. 또한, 우주 선진국들은 그 청정성 때문에 차세대 우주발사체 추진제로 메탄을 선택하여 연구개발을 진행하고 있다. 본 연구에서는 이에 기체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 가변추력 핀틀 분사기를 개발했고, 고압 수류시험과 고압 연소시험을 통해 분무 및 연소 특성을 분석했다. 개발된 가변추력 핀틀 분사기는 이중 슬리브 구조를 가졌으며, 반복적인 상압수류, 고압수류 및 연소시험에서 기밀성과 작동성 등에 문제없음을 확인할 수 있었다. 그러나 목표했던 추력 조절 범위는 연소시험에서 달성치 못하는 등 설계상의 문제점이 발견되어 보완이 필요하다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권4호
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• pp.444-453
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• 2014

A throttleable rocket engine enables operational possibilities such as the docking of spacecraft, maneuvering in a certain orbit and landing on a planet's surface, altitude control, and entrance to atmosphere-less planets. Thus, throttling methods have long been researched. However, dual-manifold injectors, which represent one throttling method, have been investigated less than others. In this study, dual-manifold and single-manifold injectors were compared to determine the characteristics of dual-manifold injectors. Also, the effects of gas injection were investigated with various F/O ratios. To investigate the characteristics, mass flow rate, spray pattern, spray angle, and droplet size were measured. The spray angle and droplet size were captured by indirect photography. About 30 images were taken to assess the spray patterns and spray angle. Also, 700 images were analyzed to understand the droplet distribution and targeting area, moving to the right from the centerline with 1.11-cm intervals. The droplet size was obtained from an image processing procedure. From the results, the spray angle showed two transition regions, due to swirl momentum in the swirl chamber regardless of the F/O ratio. The droplet size showed similar trends in both dual-manifold and single-manifold injectors except in the low mass flow rate region. In the case of the dual- manifold injector, the spray cone was not fully developed in the low mass flow rate region due to low angular momentum in the swirl chamber.