• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.87-94
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• 2019

액체로켓 추진기관 시험설비는 시험대상체가 상위 시스템에 장착되었을 때의 인터페이스 조건을 모사하여야 하며, 시험 시 파손이 발생할 수 있는 개발품의 특성상, 안전하게 시험이 이루어질 수 있게 구축되어야 한다. 이를 위해 추진기관 시험설비 기반시설은 안정적인 연소가 이루어지고 사고 시에도 안전이 보장되도록 구축되어야 한다. 본 논문에서는 액체로켓 엔진 추진기관 시험설비 기반시설의 구축 및 운영 시 고려해야 할 사항에 대해, 토목/건축, 시험 스탠드, 설비의 배치, 타 설비와의 운영 조합 및 공동구, 소화설비, 전력설비 측면에서 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.78-87
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• 2021

KSLV 상단의 임무 다각화를 위해서는 저중력 환경에서 액체 추진제의 거동을 정확히 파악하고 있어야 한다. 지상에서 저중력 환경을 모사하는 방법은 자유낙하 방법이 있지만, 공기저항이 항상 동반된다. 공기 저항을 제거하기 위하여 공기 저항 차단캡슐을 이용한 낙하 시험을 진행하였다. 공기 저항 차단캡슐 내부에 시험체를 위치하고 7 m 높이에서 1.2초 동안 낙하하여 시험체의 저중력 환경을 조성하였다. 낙하하는 동안 0.01 g 이하의 중력가속도를 측정하였으며 지표면에 도달하기 전 최소 가속도는 약 0.005 g였다. 추후 낙하 높이 및 낙하 시간이 증가한다면 개선될 수 여지가 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.43-52
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• 2019

극저온 유체를 사용하는 발사체는 극저온 유체의 자연순환회로를 이용하여 발사체의 엔진 입구를 냉각한다. 자연순환회로의 질량유량은 순환시스템을 구성하는 배관의 길이 및 직경과 시스템으로 들어오는 열유입에 의하여 결정된다. 극저온 유체의 자연순환회로의 순환 검증 및 질량유량 측정을 위하여 실험을 진행하였으며, 이론적 계산 결과와 비교하였다. 비교 결과 12%의 오차가 있음을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 발사체 상단에서 저중력 구간 및 가속 구간에서의 자연순환 질량유량을 예측한 내용을 포함한다. 가속구간에서는 산화제탱크가 100 kPa 내외로 유지하는 것이 자연순환유량 증가에 이로웠으며, 저중력구간에서는 중력가속도의 크기에 따른 최적 압력으로 조절해야 자연순환유량의 최고값을 유지할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.119-126
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• 2019

극저온 액체산소나 액체수소를 사용하는 액체로켓 엔진은 냉각이 충분하지 않을 경우 펌프 인입부에서 의 케비테이션과 연소기 메니폴드부에서의 급격한 기화에 의한 서지 현상이 발생할 수 있다. 극저온 추진제 사용을 위한 냉각은 유로의 충전을 위한 냉각/충전단계와 충전 후 온도유지 단계로 구분된다. 발사체의 위성투입 능력 향상을 위해서는 상단엔진의 다점화 기능이 필요하며 다점화를 위해서는 무추력 구간 중 다음 시동을 위한 냉각이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 지상에서의 엔진의 냉각/충전 및 온도유지, 그리고 상단 엔진이 1차 점화하기 위한 냉각과 무추력 구간에서의 냉각유지, 그리고 다점화를 위한 냉각에 대해 논의한다.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.117-121
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• 2012

고공 환경 하에서 작동하는 우주발사체 상단 추진기관의 경우 지상에서 실제 작동 환경에 가까운 조건에서 연소시험을 수행하여 그 성능을 검증하게 된다. KSLV-I 상단 추진기관의 경우 원통형 디퓨저를 이용하여 고공환경 모사시험을 수행하였으며, 디퓨저의 설계 검증 및 시동특성을 확인하기 위해 축소형 디퓨저에 대한 비반응 유동시험 및 연소시험을 수행하였다. 본 논문에서는 축소형과 실물형 디퓨저에 대한 시험 결과를 제시하고 시동특성에 대해 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.104-107
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• 2017

9톤급 다단연소 사이클 엔진 개발을 위한 기술검증시제(TDM0) 파워팩 연소시험이 나로우주센터 3단 엔진 시험설비에서 수행되었다. 기술검증시제 파워팩 모델은 주연소기를 제외한 예연소기와 터보펌프, 추진제 공급시스템으로 구성되어 있다. 파워팩 연소시험에서는 파워팩 구성품들간의 연계 작동성을 확인하였으며, 엔진 시스템 시험을 위한 파워팩의 주요 성능 변수들을 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.544-551
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• 2014

발사체 개념설계 교육 및 추진기관 요구 분석에 활용을 목적으로 발사체 성능 해석 프로그램을 작성하였으며, 이를 이용하여 액체로켓 부스터를 장착한 한국형발사체의 성능해석을 수행하였다. 액체로켓 부스터의 성능은 75톤급 액체로켓엔진을 기본으로 하여 한국형발사체의 2단부 구조비를 참고하였다. 발사체의 성능해석은 700 km궤도를 목표로 부스터의 수를 2, 3, 4개로 늘려가며 분석하였다. 발사체 궤적은 비행환경을 고려한 2차원으로 가정하였다. 부스터를 장착하는 경우 탑재가능화물 무게는 3톤까지 증가함을 확인하였지만, 화물 능력은 상단부의 추력에 크게 제한받는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-11
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• 2021

포고 현상은 액체추진 로켓에서 발생하는 축방향의 동적 불안정 진동이다. 동체의 고유진동수와 추진제 공급계의 주파수가 가까와 지면 전체 시스템이 불안정 현상을 보인다. 포고 현상을 예측하기 위해 1단의 추진제 (산화제 및 연료) 탱크는 쉘 요소로, 나머지 구성 요소인 엔진 및 상단은 mass-spring으로 모델링하여 구조해석을 수행하였다. 추진제 공급계의 압력 및 유량 섭동예측에는 transmission line model이 사용되었다. 본 논문에서는 이와 같이 수행된 구조 및 유체 모델링을 통합하여 폐루프 전달함수를 구성하였다. 포고 억제기는 수동적인 방법으로 압력 섭동을 흡수하는 분 기관 및 accumulator로 구성되며 추진제 공급계 중간에 위치한다. 발사체의 비행과정 동안 포고현상을 억제하는 설계 최적화를 위한 설계변수로는 분기관 및 accumulator의 직경 및 길이로 설정하였다. 목적함수로는 포고 억제기의 질량, 그리고 추진제 질량에 따른 폐루프 전달함수의 에너지 최소화로 설정하여 다목적함수 최적화를 수행하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.53-63
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• 2024

액체 로켓 엔진의 작동 신뢰성 확보를 위하여 높은 효율과 점화 성능을 가진 점화기가 필수적이다. 본 연구에서는 450 N급 메탄-산소 액체 로켓 엔진에 사용할 수 있는 스파크 토치 방식의 점화기를 개발하였으며, 이를 위해 수치해석, 제작 및 검증을 수행하였다. 구체적으로, 점화 성능 확보를 위해 점화기 출구에서의 엔탈피를 최대화하도록 질량 유량, 노즐 면적비, 연료-산화제 혼합비 및 세장비를 설계변수로 설정하고 파라메트릭 해석을 수행하였으며, 3차원 반응 유동 수치해석을 통해 출구 열량을 산출하였다. 나아가, 도출된 설계를 바탕으로 점화기를 제작하여 연소 실험을 수행하였으며, 안전을 고려하여 설정한 최대 압력 이내에서 수치해석 결과에 부합하는 점화 성능 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 설계 및 제작한 점화기는 차후 소형 우주발사체 상단 엔진 등 실제 추진 시스템 구성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.