• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.1-11
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• 2018

본 논문에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체의 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 주어진 페이로드 중량과 궤적에 대한 임무 설계 결과를 바탕으로, 시스템 설계 단계에서는 추진, 무게 추정, 공력 등의 각 단위별 해석을 진행한 후 통합하여 최적 설계를 수행될 수 있도록 하였다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3-자유도 궤적 최적화 시뮬레이션을 통해 임무를 수행할 수 있는지 확인하도록 프로그램을 구성하였다. 최적 설계 기법으로는 유전 알고리즘을 이용하였으며, 이를 이용하여 설계 시 고려해야 할 변수와 파라미터들의 최적 설계 결과를 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.54-61
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• 2007

액체로켓추진시스템에서 추진제 가압시스템은 추진제가 저장되어 있는 탱크의 얼리지 공간에 가압제인 가스를 제어된 압력으로 공급하는 것이다. 이러한 추진제 가압시스템의 가장 중요한 설계변수는 가압제를 저장하고 있는 탱크에서 토출되는 가압제의 온도이며, 기체상태인 가압제의 밀도는 토출되는 가압제의 온도에 따라 민감하게 변한다. 일반적으로 고추력을 요구하는 극저온 추진제가 적용되는 추진기관에서는 가압제를 고밀도 고압으로 저장하여 가압제 탱크의 무게를 줄이기 위하여 가압제 저장탱크를 극저온 추진제 탱크 내부에 설치하는 극저온 저장 가압시스템을 사용한다. 본 연구에서는 가압제가 가압제 저장탱크에서 토출 될 때 강하되는 온도 변화를 실험 및 해석을 통하여 고찰하였다. 본 연구에 적용된 유체는 외부유체로 공기와 액체산소 그리고 가압제로 $GN_2$와 GHe를 각각 사용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.1-11
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• 1999

단기액체 하이드라진 ($N_2$$H_4$) 추진제를 사용하는 인공위성 추진시스템의 열적 거동을 기술한다. 운용궤도에서 액체추진제의 동결을 방지하기 위한 열제어 성능이 모사궤도환경하에서 시험, 검증되었다. 궤도 열환경은, 우주환경 모사챔버내에서 흡수열유속법에 의해 구현되었다 흡수열유속법은 추진시스템을 감싸고 있는 위성체 버스패널에 인위적인 가열을 하여 열환경을 모사하는 방법이다. 시간대별로 얻어진 추진계 구성품의 온도분포가 제시되고 이 열적 거동은 각 구성품들의 열제어를 위하여 장착된 비행용 히터의 작동 사이클 수로 변환된다. 작동 사이클 수는 전력으로 환산되어 추진시스템의 열제어를 위하여 운용제도에서 요구되는 총전력량을 예측가능하게 한다. 부가적으로, 인공위성의 열평형상태에서 얻어진 추진계구성품들의 주기적 온도가 설계허용온도와 비교되고 시스템검증의 시각에서 평가된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.106-112
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• 2017

본 논문에서는 자기부상 물류이송시스템의 부상 및 추진제어기 설계 방법을 제안하였다. 부상제어기는 롤과 피치 움직임을 최소화시키기 위해 전자석간의 상호영향을 고려하여 설계하였다. 자기부상이송시스템의 구조적인 단점을 해결하기 위하여 기준입력단에 지수형 필터를 적용하여 기존 제어기의 문제점을 개선하였다. DSP기반의 제어하드웨어를 개발하고, 정격 공극 부상 실험을 통해 부상제어기법이 설계 목표를 만족함을 검증하였다. 추진제어기는 공간벡터 전압변조기법을 사용하고, 레일의 전 구간에 부착된 바코드 정보로부터 절대위치를 감지하여 위치 및 속도 프로파일을 추종하도록 설계하였다. 추진제어 왕복 이동 실험을 통해 위치 제어 결과가 만족할만한 성능임을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.27-37
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• 2019

쉘-튜브 열교환기가 나로우주센터 추진기관종합시험장(PSTC)에 설치되었으며, 이 열교환기는 극저온의 헬륨을 고온의 열매유와 열교환하여 약 500 K 까지 가열시키는 역할을 한다. 열교환기에서 토출되는 헬륨의 온도가 설계보다 100 K 낮게 나옴에 따라, 성능저하의 원인으로 열매유의 격막효과가 지목되었다. CFD 해석을 통해 격막효과의 유무를 확인하였으며, 격막효과에 의한 열교환기 성능저하는 미미한 것으로 판단되었다. 추가적으로 열교환기의 성능을 증가시키기 위하여 열매유 교체에 따른 열교환기 성능 변화를 알아보았다. 열매유를 사용하는 열교환기의 성능향상을 위해서는 500 K 부근에서 점성이 낮아야 하고, 열전도도가 높아야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 추진기관종합시험장에서 운용된 극저온 헬륨과 고온 열매유의 열교환 시스템의 시험 결과를 본 논문에서 확인할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권5호
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• pp.53-64
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• 2021

SpaceX사는 Falcon 9으로 발사체 비용을 혁신적으로 낮추었으며 로켓의 1단 재사용을 실용화하였다. 현재는 완전 재사용이 가능하고 탑재량이 가장 큰 Starship 시스템을 개발 중이며 이로 인해 더욱 저렴한 비용의 발사와 임무의 다양화가 가능하다. 이를 위해 최초로 메탄 연료를 사용하는 전유동 다단 연소 싸이클을 사용하는 Raptor 엔진을 완성하였다. 그리고 완전 재사용을 위해 스테인리스강 탱크, 하강 중 배면낙하 및 역추진과 같은 거의 사용되지 않는 기술들을 함께 적용하여 다수의 시제기를 제작 및 시험하고 있다. 여기서는 Starship 시스템의 제원, 임무, 설계 특징에 대해 알아보았다. 또한 Raptor 엔진과 매우 빠르게 제작된 초기 13 기의 Starship 시제기 개발 과정에 대해서도 알아보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1051-1056
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• 2014

소형인공위성에 적용을 목적으로 전기추진시스템의 연료공급부가 개발되었다. 연료공급부는 연료로 사용되는 제논을 높은 압력과 밀도의 가스상태로 저장하게 된다. 제논은 상온에서 임계점을 갖는데 발사환경에서 과도상태로 시스템에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 발사환경에 대한 본 시스템의 기능적 구조적 안정성은 지상시험을 통한 검증이 필요하다. 본문에서는 연료공급부의 설계점과 검증시험내용을 논하고 시험결과를 정리하였다. 검증시험을 통해 본 시스템이 발사환경에 대하여 안정성을 확보하고 있는 것을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1221-1226
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• 2008

Present, the cooling method of using a phase-change heat transfer such as immersed type, heat pipe etc is applied in cooling of high-capacity power semiconductors of the main power system for the high speed train with the concentrated traction. In order to apply these phase-change cooling system to the high speed EMU to be developed, needed are technological researches of consideration of installing space, air passage, light weight material and miniaturization. Although this research establishes design specifications through theoretical analysis and computational analysis from the basic design process of the cooling system of the propulsion system for the high-speed EMU, when details design is completed, present improvement subject and optimum design before manufacturing the prototype of the cooling system on the basis of analysis results. And then, carried out will be the performance tests through prototype manufacture and reliability estimation by components of cooling system.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.485-497
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• 2017

The pogo phenomenon refers to a type of multidiscipline-related instability found in space launch vehicles. It is caused by coupling between the fuselage structure and other structural propulsion components. To predict the pogo phenomenon, it is essential to undertake adequate structural modeling and to understand the characteristics of the feedlines and the propulsion system. To do this, a modal analysis is conducted using axisymmetric two-dimensional shell elements. The analysis is validated using examples of existing launch vehicles. Other applications and further plans for pogo analyses are suggested. In addition, research on the pogo phenomenon of Saturn V and the space shuttle is conducted in order to constitute a pogo stability analysis using the results of the present modal analysis.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.179-182
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• 2011

비행축/자세제어용 단일추진제 추력기의 우주발사체 적용과 국내 설계개발 현황을 조사/분석하였다. 탑재체의 정확한 궤도투입을 위하여 정밀한 자세제어가 요구되는 발사체 최종 단은 대부분 비추력 성능이 우수하고 높은 신뢰도 확보가 가능한 단일추진제 하이드라진 추력기시스템을 장착한다.