• 제목/요약/키워드: Propulsion thruster

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Thrust Vector Control and Discharge Stabilization in a Hall Thruster by Azimuthal Division of Propellant Flow Rate

  • Fukushima, Yasuhiro;Yokota, Shigeru;Komurasaki, Kimiya;Arakawa, Yoshihiro
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.574-578
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    • 2008
  • In order to achieve thrust vector control and discharge stabilization in Hall thrusters, the azimuthal nonuniformity of propellant flow rate in an acceleration channel was created. A plenum chamber was divided into two rooms by two walls and propellant flow rate supplied to each section was independently controlled. In a magnetic layer type Hall thruster, steering angle of up to ${\pm}2.3$ degree was achieved. In an anode layer type Hall thruster, discharge current oscillation amplitude was decreased with the normalized differential mass flow rate.

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노즐목 가변 추력기 적용 목적의 핀틀 형상에 대한 정상상태 실험 연구 (Steady State Experimental Study of Pintle Shape for Modulatable Thruster Applications)

  • 최재성;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.153-156
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    • 2011
  • 노즐목 가변 추력기에 적용할 목적으로 4가지 핀틀 형상을 사용하여 정상상태의 공압시험을 수행하였다. 실험결과 핀틀의 전진에 따라 추력 조절이 가능함을 확인하였다. 그러나, 추력기 성능에 대한 핀틀 형상 효과에 대한 결론을 내리기에는 아직 시기상조이다.

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소형위성용 300 W급 원통형 홀 추력기의 추력부 개발 (Development of the Head Unit of a 300 W Cylindrical Hall Thruster for Small Satellites)

  • 강성민;김연호;선종호;이종섭;서미희;최원호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.496-501
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    • 2009
  • 소형 인공위성에 적합한 300 W 급 원통형 홀 추력기의 추력부를 개발하였다. 추력부채널 내부에서의 자기장 분포는 추력 성능을 좌우하는 주요한 변수이다. 자기장 구조가 다른 두 종류의 추력부를 설계하고 제작하여 추력 및 효율에 대한 비교 측정 시험을 수행하였다. 또한 내구성 시험을 수행하여 추력부의 안정된 작동 시간과 작동 후 발생하는 문제점에 대한 결과를 얻었다.

50 Newton 급 액체 추력기의 촉매베드 사이징 (Experimental approach for catalyst bed sizing of liquid propellant thruster)

  • 안성용;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.145-148
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    • 2008
  • 50 Newton 진공 추력 레벨을 가지는 과산화수소 단일추진제 추력기를 개발하였다. 축소형 추력기를 제작하여 제조한 촉매의 추진제 분해 성능을 평가하였다. 축소형 추력기의 성능평가 결과로부터 50 Newton 추력을 위한 추진제 유량을 완전히 촉매 분해시키기 위해 필요한 반응기를 설계하였다. 스케일 업을 통해 제작된 추력기는 34.8 g/s의 추진제 유량에서 98%의 특성속도 효율을, 대기압 조건에서 42 Newton의 추력, 123 sec의 비추력 결과를 보임으로써 반응기 스케일 업 과정이 적절함을 확인하였다.

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액체추력기 촉매베드 크기 결정을 위한 실험적 방법 (Experimental approach for catalyst bed sizing of liquid propellant thruster)

  • 안성용;권세진
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.24-33
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    • 2008
  • 진공 작동 조건에서 50 Newton 추력 레벨을 가지는 과산화수소 단일추진제 추력기를 개발하였다. 축소형 추력기를 제작하여 제조한 촉매의 추진제 분해 성능을 평가하였다. 축소형 추력기의 성능 평가 결과로부터 50 Newton 추력을 위한 추진제 유량을 완전히 촉매 분해시키기 위해 필요한 반응기를 설계하였다. 스케일 업을 통해 제작된 추력기는 34.8 g/s의 추진제 유량에서 98%의 특성속도 효율을, 대기압 조건에서 42 Newton의 추력, 123 sec의 비추력 결과를 보임으로써 반응기 스케일 업 과정이 적절함을 확인하였다.

서로 다른 촉매를 사용하는 과산화수소 추력기의 응답 속도 (The Response time of the Hydrogen Peroxide Monopropellant Thruster as Different Catalysts)

  • 안성용;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.371-374
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    • 2008
  • 고농도 과산화수소를 분해시킬 수 있는 다양한 촉매의 성능을 비교하였다. 감마 알루미나에 산화망간, 백금, 이리듐을 각각 코팅하여 펠렛 촉매를 제작하였다. 50 Newton 급 추력기를 이용하여 펄스 응답 특성을 비교하였다. 그 결과 이리듐 촉매가 가장 빠른 응답성을 나타내었으나, 연속모드에서 반응 실패 경향을 보여 과산화수소 분해용 촉매로는 부적절하였다. 백금, 산화망간 촉매 또한 우수한 반응성을 보여 높은 가능성을 보였으며, 고추력 추력기와 같이 촉매양이 많이 요구되는 경우, 비용문제를 고려한다면 산화망간 또한 과산화수소 분해에 적합할 것으로 판단된다.

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MHD 추진장치내의 자기유체 유동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Magnetohydrodynamic Flow in MHD Propulsion System)

  • 노창주;김윤식;공영경;이성근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제17권3호
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    • pp.50-59
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    • 1993
  • Usually ship is propelled by the conventional propeller. When the conventional propeller is used for ship's propulsion, reduction of propeller noise is big issue in some special vessel. In order to reduce the acoustic noise of the propeller, novel propulsion system named as MHD propulsion system has been studied among researchers. In this paper, thruster characteristic analysis and system analysis of MHD propulsion system have been carried out. Firstly basic experimental apparatus is designed, fabricated and installed and test is carried out. Test results are compared with numerical analysis. It is confirmed that test results agreed with numerical results satisfactorily.

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소형위성의 궤도 천이 및 보정을 위한 홀 방식 전기추력기의 수치모사 (Numerical simulation of a hall thruster for orbit transfer and correction of small satellites)

  • 선종호;이종섭;임유봉;최원호;이해준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.66-69
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    • 2006
  • 소형 위성용 궤도천이 및 보정을 위한 홀 방식 전기추력기의 초기 설계를 위한 2-D Particle-In-Cell (PIC) 수치모사 (Simulation) 결과를 분석하였다. 수치해석에 의한 결과를 분석해 본 결과 주입된 중성 Xe Gas는 전자와의 충돌을 통해 이온화 된 후 가속지역을 통과하게 되며, 이들 두 지역은 추력기 채널에서 잘 분리되어 존재하는 걸로 나타났다. 또한 본 해석을 통하여 본 논문에서 고려된 추력기가 원래의 임무인 소형위성의 궤도 천이 및 보정을 수행할 수 있는 충분한 추력과 비추력을 갖출 수 있는 것으로 판단된다.

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ECR 방식 이온추력기 기본 설계 (Preliminary Design of ECR Ion Thruster)

  • 김수겸;유명종;최승운
    • 항공우주기술
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    • 제9권2호
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    • pp.14-21
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    • 2010
  • 이온추력기는 전기추력기의 일종으로 높은 추력을 내기가 힘든 단점이 있으나 상대적으로 매우 높은 비추력을 낼 수 있는 장점이 있기 때문에 장거리 혹은 장시간의 우주비행이 요구되는 미션을 위해 활용되는 우주추진기관이다. 최근에 들어 우주탐사에 대한 세계 각국의 관심이 높아져 가고 있고 기존의 미국, 러시아, 유럽 이외에도 일본, 중국, 인도 등이 우주탐사에 나서고 있다. 소행성탐사나 외행성탐사와 같은 장거리 임무의 경우에는 화학식 추력기만을 사용하는 경우 과도한 추진제 적재로 인해 발사 중량이 증가하는 단점이 있어 최근에 들어서는 화학식 추력기와 이온추력기를 조합하여 사용하는 것이 세계적인 추세이다. 본 논문에서는 이온추력기 개발을 위해 수행된 이온화 방식 및 제작 기술과 관련된 연구의 수행 내역과 이온추력기 기본 모델의 제작 결과 및 방전 시험 결과를 소개하였다.

입자모사를 통한 HALL EFFECT THRUSTER의 플라즈마 운동 이해 (A VIEW PLASMA MOTION OF HALL EFFECT THRUSTER WITH PARTICLE SIMULATION)

  • 이재진;정성일;최원호;이종섭;임유봉;서미희;김형명
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
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    • pp.139-143
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    • 2007
  • 전기 추진시스템은 저렴한 개발비와 높은 신뢰성을 제공하는 추진 장치로 많은 분야에서 응용 되어 왔다. 특히 최근에 발사된 SMART-1과 MUSES-C는 우리에게 시사하는 바가 크다. 각각 European Space Agency(ESA)와 Japan Aerospace Exploration Agency(JAXA)에서 개발한 행성 탐사선으로, SMART-1은 달 탐사를 목적으로 하고 MUSES-C는 소행성 Itokawa의 토양을 채취해오는 것을 목적으로 한다. 이 두 탐사선에는 각각 Hall effect thruster와 Micro wave ion engine이 탑재되었는데, 작고 저렴한 비용의 탐사선을 이용해서 충분히 행성 탐사가 가능하다는 좋은 선례를 남겼다. 현재 개발되고 있는 과학기술위성 3호(STSAT-3)에도 전기추진 장치가 탑재되는데, SMART-1에 탑재 되었던 것과 유사한 Hall effect thruster가 인공위성 연구센터와 KAIST 물리학과의 GDPL과 공동으로 개발되고 있다. 성능이 좋은 전기 추력 장치를 개발하기 위해 추력기 내부에서 발생하는 플라즈마의 물리적 특성을 파악하는 것은 매우 중요한 일이다. 이 논문에서는 이러한 플라즈마의 특성을 모사하는 방법으로 Particle In Cell 모사와 더불어 독립적인 개개 입자의 운동을 기술하는 입자모사(particle simulation)를 이용하는 방법을 제시 하고자 한다. 이러한 접근 방법은 실제 전기추력장치를 설계하고 실험하는 담당자에게 플라즈마 운동에 대한 명료한 지식을 제공해 줄 수 있을 것으로 생각된다.

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