International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제7권1호
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pp.1-6
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2014
The propellant acquisition vane (PAV) is a key part of a vane type surface tension propellant management device (PMD), which can manage the propellant effectively. In the present paper, the fluid transportation behaviors for five PAVs with different sections were investigated by using microgravity drop tower test. Further, numerical simulation for the propellant flow in a PMD under microgravity condition was also carried out based on VOF model, and showed the similar flow pattern for PAVs to the experiment. It is noted that the section geometry of PAVs is one of the main factors affecting the fluid transportation behavior of PMD. PAVs with bottom length ratio of 5/6 and 1/2 have larger propellant transportation velocity. Based on the experiments, there were two stages during the process of propellant transportation under microgravity environment: liquid relocation and steady transportation stage. It is also recognized that there is a linear correlation between liquid transportation velocity and relative time's square root. Those results can not only provide a guideline for optimization of new vane type PMDs, but also are helpful for fluid control applications in space environment.
Polycaprolactone (PCP)과 coupling agent로 silane 유도체를 polyethylene glycol(PEG)/cyclo-tetramethylene tetranitramine(HMX) 추진제에 첨가하였을 때 추진제의 기계적 특성 변화를 연구하였다. PEG의 일부를 Polycaprolactone(PCP)으로 대체 사용하면 추진제의 기계적 성질은 증가하였으며, PCP/HMX 추진제는 PEG/HMX보다 최대 인장 강도가 17%, 최대 응력하의 신율은 59% 증가하였다. 그러나 PCP함량이 증가할수록 수분에 대한 안정성은 저하됨을 $40^{\cire}C$의 온도와 90% 상대 습도 분위기에서 보관된 추진제의 경도 변화와 PEG/PCP바인더의 부피 팽윤 실험에 의해 알 수 있었다. 또한 PEG/PCP/HMX 추진제를 $60^{\cire}C$에서 가속 노화시키면 triethoxysilyl propionitrile(TESPN)과dinitrosalicylic acid((DNSA) 함량이 증가할수록 추진제의 경도가 감소하는 것으로 나타났다.
DACS 추진제 충전체의 기본 설계개념을 제시하였고, 요격체의 외경과 최대 연소속도가 제한된 DACS 추진제의 형상 최적화를 수행하였다. 추진제는 중심코어와 한쪽 끝단면이 연소하는 이면연소조건이며, 최적화 기법인 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 이용하여 추진제 중심코어의 반경, 추진제 길이, 끝단 각도의 최적 값을 도출하였다. 이를 통해 추진제의 연소속도에 따른 최적 설계점 추이를 분석하여 설계방향을 제시하였다.
고체 추진기관의 불량 발생 요인 중 가장 큰 부분을 차지하고 있는 추진제 기공 및 크랙은 추진제의 점도와 물성이 큰 영향을 미친다. 본 연구는 혼합형 고체 추진제의 한 종류인 나이트레이트 폴리이서(Nitrate Ester Polyester; NEPE)계열의 추진제에서 주로 사용되는 RDX의 입도 및 혼합 함량에 따른 추진제 점도, 기계적 물성 및 연소특성 변화를 관찰하였다. RDX 입도와 혼합 함량에 따라 미경화 추진제의 경시적 점도가 크게 변화가 되었으며, 이에 따른 추진제 물성 또한 변화가 있었다. 추진제의 낮은 점도와 안정된 기계적 물성을 동시에 고려할 때, RDX의 입도 및 혼합 함량은 NEPE계 추진제의 주요 인자로 확인할 수 있다.
본 논문은 이종추진제(1차 추진제/2차 추진제) 접착에 필요한 코팅제에 대해 기술하였다. 코팅제는 유기용매, 고분자 경화제, 경화촉매로 구성되어 있다. 경화촉매인 FeAA를 0.14 wt% 이상 적용한 코팅제는 2차 추진제 경화 직후 시험한 결과 접착계면이 아닌 추진제가 파단되는 결과를 확인하였으며, 0.10 wt% 이하에서는 접착계면이 파단되었다. 경화촉매는 2차 추진제 경화 직후 접착계면이 파단되는 결과를 확인하였다. 또한 TPB 경화촉매를 적용한 코팅제의 경우 시간이 경과함에 따라 1차 추진제와 2차 추진제간의 접착력이 증가하는 결과를 확인하였다.
The current development tend of the gun propellants that they should have low sensitivity and high energy. We studied a nitrocellulose based propellant composition that replaced sensitive NG with RDX and DEGDN which high energy and low sensitivity. The important factors in the design of the gun propellant were impetus and flame temperature. NC-based propellant containing RDX showed similar impetus but low flame temperature compared to KM30A1, a triple-based propellant. The developed propellant composition didn't show any abnormal combustion reaction and the characteristics of ballistic resistance were also confirmed.
마이크로 고체 추진제 추력기는 현재의 MEMS 기술로 가장 실현 가능성이 높은 마이크로 추력기이다. 마이크로 고체 추진제 추력기의 기본 요소로는 마이크로 노즐, 마이크로 점화기, 연소 챔버 그리고 고체 추진제이다. 마이크로 노즐과 연소 챔버는 감광유리의 이방성 식각을 통해 제작이 되었다. 마이크로 점화기는 마이크로 유리 박막 백금 히터를 사용하였다. 요소들의 제작 공정을 확립 후, 요소들을 통합하여 추력기를 개발하였다. 추력기의 연소 실험을 수행하여 성공적으로 연소가 일어남을 확인하였다.
On a liquid propellant PPT, the discharge processes that discharge was initiated and plasma was accelerated was observed by using a ultra high speed camera. Liquid propellant PPT is a pulsed plasma thruster using liquid as propellant. Our past study showed the successful operation of liquid propellant PPT and the thruster showed high specific impulse. However, its acceleration mechanism has not been clarified. In this study we observed the plasma acceleration processes in order to deepen our understanding of the acceleration mechanism.
추진제의 주 바인더로 사용하고 있는 폴리부타디엔 계열인 HTPB(Hydroxyl Terminated Polybutadiene)는 합성 뱃취에 따라 바인더 및 추진제의 경화 속도에 영향을 미치는 현상을 보였다. 이에 각기 다른 뱃취에서 합성된 HTPB의 바인더 특성 분석을 통해 추진제에 적용하여 경화반응 속도 및 기계적 특성을 확인하였다. 최종적으로 이러한 추진제의 경화 반응속도가 추진제 물성에 영향을 미치며, 우수한 물성의 추진제를 제조하기 위해서는 적절한 수준의 바인더의 경화 반응이 필요한 것으로 분석되었다.
액체 추진제 안의 헬륨과 얼리지 안의 헬륨에 질량보존법칙을 적용하여 추진제 탱크의 평형압력을 구하는 간단하고 직관적인 방법을 제안하고, 이를 이용하여 추진제 충전 해석 프로그램을 개발하였고 기존의 참고자료와 비교하여, 검증하였다. 또한 개발된 프로그램을 현재 개발 중인 통신해양기상위성의 자료와 비교하였고, 다음 정지궤도 복합위성의 추진계 기술개발에 사용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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