• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제18권4호
• /
• pp.788-796
• /
• 2017

This paper proposes a new measurement method to improve the shortcomings of an existing integral method for measuring heat flux in plug-type heat flux gauges in the high-temperature and high-pressure environments of liquid-rocket combustors. Using the existing integral measurement method, the calculation of the surface area for the heat flux in the gauge exhibits error in relation to the actual surface area. To solve this problem, transient profiles obtained from ANSYS Fluent were used to calculate unsteady heat flux as it adjusted to the measured temperature. First, a heat flux gauge was designed and manufactured specifically for use in the high-temperature and high-pressure conditions that are similar to those of liquid rocket combustors. A calibration test was performed to prove the reliability of the manufactured gauge. Then, a combustion experiment was conducted, in which the gauge was used to measure unsteady heat flux in a liquid rocket combustor that used kerosene and liquid oxygen as propellants. Reasonable heat flux values were obtained using the gauge. Therefore, the proposed measurement method is considered to offer significant improvement over the existing integral method.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제20권6호
• /
• pp.896-904
• /
• 2006

In a liquid rocket engine, the role of gas-liquid scheme injector as an acoustic resonator or absorber is studied experimentally for combustion stability by adopting linear acoustic test. The acoustic-pressure signals or responses from the chamber are monitored by acoustic amplitude. Acoustic behavior in a rocket combustor with a single injector is investigated and the acoustic-damping effect of the injector is evaluated for cold condition by the quantitative parameter of damping factor as a function of injector length. From the experimental data, it is found that the injector can play a significant role in acoustic damping when it is tuned finely. The optimum tuning-length of the injector to maximize the damping capacity is near half of a full wavelength of the first longitudinal overtone mode traveling in the injector with the acoustic frequency intended for damping in the chamber. When the injector has large diameter, the phenomenon of the mode split is observed near the optimum injector length and thereby, the acoustic-damping effect of the tuned injectors can be degraded.

• 항공우주기술
• /
• 제7권1호
• /
• pp.129-135
• /
• 2008

30톤급 액체로켓엔진용으로 개발된 일체형 재생냉각 연소기는 연료를 확대노즐부의 중간에서 공급하는 방식으로 설계되었으며, 노즐 끝단에서 공급되는 방식에 비해 냉각유로는 복잡해지지만 열유속이 상대적으로 낮은 확대노즐부의 냉각유량을 줄임으로서 압력손실을 감소시키는 동시에 공급라인을 포함한 연소기 전체 외경이 줄어들어 엔진 구성에 유리한 장점을 있다. 본 연구에서는 이와 관련한 연료링과 양 방향 냉각 채널, 그리고 연결/분기 유로에 대해 수치해석을 통한 세밀한 설계검토를 수행하였다.

• International Journal of Aerospace System Engineering
• /
• 제6권2호
• /
• pp.11-16
• /
• 2019

A system analysis program has been developed for a gas generator cycle liquid rocket engine of 30 ton class. Numerical models have been proposed for a combustor, a turbopump, a gas generator and pressure drop through a regenerative cooling system. Numerical algorithm has been validated by comparing with the published data of MC-1. The major source of error is not the numerical algorithm but the imperfect performance models of subsystems. So the precision of the program can be improved by revising the performance models using experimental data. The sea level specific impulse and vacuum specific impulse have been demonstrated for a 30 ton class gas generator engine. The optimal condition of combustor pressure and mixture ratio for specific impulse which is a typical characteristic of a gas generator cycle engine has been illustrated.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.220-223
• /
• 2005

본 연구에서는 러시아, 미국, 유럽, 일본의 가스발생기 사이클 엔진 시스템 설계인자를 조사하여 비교 검토하였다. 연소기의 특성속도, 연소기 분사기 차압, 터보펌프 토출압, 펌프효율, 터빈의 비출력 등의 설계인자를 비교한 결과 연소기의 특성속도는 1700-1770 m/s, 분사기차압은 4-10bar, 터보 펌프 토출압은 연소기 압력의 120-230%, 펌프효율은 60-80%, 터빈의 비출력은 $0.28-0.58MW{\cdot}s/kg$의 범위에 있다. 터빈 입구의 가스온도는 터빈의 비출력과 밀접한 관련이 있으며 터빈재질로 인한 한계를 고려하여 결정되어야 한다.

• 항공우주기술
• /
• 제8권1호
• /
• pp.138-143
• /
• 2009

액체로켓엔진 연소기에 적용된 대기 플라즈마 코팅 및 전해/무전해 도금 코팅의 열차폐 효율과 내구성 평가를 수행하였다. 연소시험 결과 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅은 로켓엔진 연소기의 초음속 유동영역에서 코팅이 표면에서 박리되는 현상이 간헐적으로 발생하였으며 따라서 이러한 문제를 극복할 수 있는 대체 코팅 방식이 요구되었다. 시험 결과 열차폐 효율 및 내구성 관점에서 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅의 대안으로 무전해/전해 방식을 사용한 니켈-크롬 코팅을 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.43-49
• /
• 2007

한국 최초의 액체로켓인 과학로켓 3호(KSR-III) 엔진 개발을 위해 로켓엔진 연소기 지상연소시험설비가 2001년도에 한국항공우주연구원 내에 준공되었다. 본 시험설비는 준공 후 현재 약 170회에 이르는 액체로켓엔진 연소기 시험을 수행하였으며, 그 과정에서 설비 능력에 대한 많은 개량이 이루어졌다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원 액체로켓엔진 연소기 지상연소시험설비의 개요와 수행시험, 그리고 그 동안 축적해 온 설비 운영기술에 대하여 소개한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.128-134
• /
• 2007

본 논문은 고압 축소형 액체로켓엔진 연소기의 연소 성능과 특성에 관한 것이다. 4개의 고압 축소형 연소기 모델에 대하여 연소시험을 수행하였다. 고압 축소형 연소기는 크게 분사기 헤드부, 재생냉각 방식의 연소실부, 그리고 강제 물냉각 노즐부로 구성되어 있고, 1개의 모델은 연소실을 냉각한 연료가 헤드부로 유입되는 재생냉각 방식의 연소기이다. 연소압력은 70 bar이며 재생냉각 방식의 연소기 모델은 연소시험 중 고주파 연소불안정이 발생하여 하드웨어가 손상되었다. 각각의 고압 축소형 연소기의 연소시험 결과, 성능 비교 및 정압, 동압 특성에 대해 기술하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.92-100
• /
• 2000

One method to analyse acoustic modes is proposed to predict the characteristics of acoustic instability in liquid rocket engine. It is based on the similarity between transverse acoustic modes and adopts two-dimensional axisymmetric geometry. Using this method, the first tangential mode in the prototype combustor can be analysed through the analysis of the first radial mode in the model combustor with doubled chamber diameter. Sample numerical calculation is demonstrated applying this method to sample rocket engine and thereby acoustic instabilities of the engine are investigated. The present results show a good agreement with the previous findings. The numerical analysis based on the proposed method is cost-effective and serves as the first approximation to the true solution.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.163-167
• /
• 2008

30톤급 액체로켓엔진 연소기 연소시험을 통해 측정된 압력섭동 특성에 대한 결과를 제시하였다. 연소실 압력과 O/F비를 변화시키면서 수행된 46회의 연소시험의 결과를 바탕으로 30톤급 연소기의 연소 안정성을 대해 평가하였다. 정상 연소과정에서 발생하는 압력섭동 RMS 값이 연소실 압력의 2.6% 이내로서 정상상태에서 연소현상이 안정적임을 보여주었다. 또한 펄스건 강제교란을 통한 압력섭동의 감쇠 시간 계산결과가 3.5 msec 이내라는 것을 통해 동적으로 안정적인 연소기임을 확인하였다.