• 제목/요약/키워드: propellant tank

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추진제탱크 얼리지 해석을 위한 기본모델 (Basic Model for Propellant Tank Ullage Calculation)

  • 권오성;조남경;조인현
    • 항공우주기술
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    • 제9권1호
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    • pp.125-132
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    • 2010
  • 추진제가 배출되는 동안 추진제탱크를 적정 압력으로 유지하기 위해 필요한 가압가스의 질유량 및 총소모량을 파악하는 것은 가압제어시스템의 설계 및 가압제 저장탱크의 무게를 산출하는데 있어 매우 중요하다. 특히 극저온 추진제탱크의 경우 얼리지 내부의 가압가스는 외부와의 열전달에 의해 비체적이 감소하므로 더욱 많은 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 더 많은 가압가스를 필요로 한다. 이에 추진제탱크 얼리지 해석을 위한 기본모델을 만들어 얼리지 내부와 탱크벽면의 온도분포, 가압가스 소모량, 얼리지 내부에서 유입된 가압가스의 에너지 분포를 예측하였다. 현재 시험을 통한 프로그램의 수정보완이 진행되었으나, 본 자료에서는 기본적인 해석모델의 설명에 중점을 두었다.

지지부 위치와 벽면 두께변화에 따른 구형 인공위성 추진제 탱크의 강도해석 (Stress Analysis of the Spherical Satellite Propellant Tank With Respect to the Change of Location of the Lug and Tank Wall Thickness)

  • 한근조;장우석;안성찬;심재준;전형용
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.31-37
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    • 1998
  • The structure of satellite consists of six parts which are control system, power system, thermal control system, remote measurement command system, propellant system and thrust system. In these parts, propellant system consists of propellant tank and thrust device. What we want to perform is optimum design to minimize the weight of propellant tank. In order to design optimal propellant tank, several parameters should be adopted from the tank geometry like the relative location of the lug and variation of the wall thickness. The analysis was executed by finite element analysis for finding optimal design parameters. The structure was divided into three parts consisting of the initial thickness zone, the transitional Bone, and the weak zone, whose effects on the pressure vessel strength was investigated. Finally the optimal lug location and the three zone thickness were obtained and the weight was compared with the uniform thickness vessel.

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극저온 추진제탱크 가압효율 계산 (Calculation of pressurization efficiency of cryogenic propellant tank)

  • 권오성;김병훈;길경섭;한상엽
    • 항공우주기술
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    • 제12권2호
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    • pp.83-90
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    • 2013
  • 극저온 추진제탱크에서의 추진제 배출 시험데이터와 해석 프로그램을 이용하여 극저온 추진제탱크 얼리지와 관련된 에너지 흐름을 파악하고 추진제탱크의 가압효율을 계산하였다. 얼리지와 관련된 에너지 항목을 결정하고 각 항목의 계산방법을 설명하였다. 탱크의 압력, 탱크로 유입되는 가압가스의 온도를 달리한 세 가지 경우의 시험데이터를 사용하였는데, 시험조건 범위에서 가압효율은 13.9%~19.3%로서 상당히 낮게 나타났다. 탱크로 유입된 에너지 중 외부로 손실되는 에너지가 55.2%~67.6%였으며 이중 탱크 벽면을 통한 손실이 가장 큰 비중을 차지하였다. 탱크로 유입되는 가압가스의 온도가 같을 경우, 탱크 압력에 관계없이 각 에너지 항목의 상대적인 크기는 거의 동일하였다. 시험데이터를 이용하여 collapse factor를 계산하였고 열손실 비율과의 관계를 살펴보았다.

지지부 위치와 벽면 두께변화에 따른 구형 인공위성 추진제 탱크의 강도해석

  • 한근조;전언찬;김중완;안성찬;심재준
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.528-532
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    • 1997
  • The structure of satellite was of six parts of control system, power system, thermal control system, remote measurement command system, propellant system and thrust system. In these parts, propellant system consists of propellant tank and thrust device. What we want to perform is optimum design to minimaize the weight of propellant tank. In order to design optimal propellant tank, several parameters should be adopted form the tank geometry like the relative location of the lug and variation of the wall thickness. So the analysis was executed by finite element analysis for finding optimal design parameters. The structure was devided into 3 parts, the initial thickness zone, the transitional zone, and the weak zone,whose effects on the pressure vessel strength was investigated. Finally the optimal lug location and the three zone thickness were obtained and the weight was compared with the uniform thickness vessel.

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KSR-III 로켓의 액체 연료 탱크 내에서 발생하는 슬로싱 현상의 배플에 의한 감쇄율 측정 (Measurement of Damping Ratio of Fuel Sloshing in a Baffled Liquid Propellant Tank of KSR-III Rocket)

  • 박순홍;유준태;이영무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.172-175
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    • 2002
  • Sloshing of fuel in a liquid propellant tank is an important part of the dynamic and the stability analysis of the rocket. Baffles are installed in a propellant tank to reduce the instability due to sloshing. Multi degree of spring-mass-damper model was used to model sloshing of fuel in an axisymmetric tank. The natural frequencies and damping ratios are estimated. In order to verify the estimated natural frequencies and damping ratios, tests are performed for the real propellant tank of KSR-III with single ring baffle. Results of fuel sloshing analysis are compared with those of tests.

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KSR-III 로켓의 액체 연료 탱크 내에서 발생하는 슬로슁 현상의 배플에 의한 감쇄율 측정 (Measurment of Damping Ratio of Fuel Sloshing in Baffled Liquid Propellant Tank of KSR-III Rocket)

  • Park, Soon-Hong;Yoo, Joon-Tae
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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    • pp.323.2-323
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    • 2002
  • Sloshing of fuel in a liquid propellant tank is an important part of the dynamic and the stability analysis of the rocket. Baffles are installed in a propellant tank to reduce the instability due to sloshing. Multi degree of spring-mass-damper model was used to model sloshing of fuel in an axisymmetric tank. The natural frequencies and damping ratios are estimated. In order to verify the estimated natural frequencies and damping ratios, tests are performed for the real propellant tank of KSR-III with single ring baffle. Results of fuel sloshing analysis are compared with those of tests.

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우주비행체용 추진제 탱크의 마운팅 방안 및 적용사례 소개 (An Introduction to Mounting Methods and Applications of Propellant Tank for Space Vehicles)

  • 박종찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.54-58
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    • 2006
  • 우주 시스템에 사용되는 각종 추진제 탱크는 내 외부압력 및 온도, 무게 등의 조건을 고려하여 설계되어야 한다. 특히 탱크의 외부 조건에 의해 탱크에 발생 또는 전달되는 정적, 동적 하중조건을 충분히 지지할 수 있도록 설계 고려하는 것이 탱크 설계의 주요한 인자 중 하나라고 할 수 있다. 이와 같이 탱크를 지지하는 것을 탱크 마운팅(tank mounting)이라고 한다. 탱크 마운팅을 위해서는 견고한 구조와 함께 간단한 제작성, 가벼운 무게, 저렴한 제작비 등을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 추진제 탱크 마운팅 방법의 종류 및 특징에 대해 언급하고, 해외 우주관련 프로그램에 적용된 마운팅 방법에 대해 소개하도록 한다.

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Gas-lift를 이용한 극저온 추진제의 재순환 성능에 대한 실험 (Experimental Study on Cryogenic Propellant Circulation using Gas-lift)

  • 권오성;이중엽;정용갑
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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    • pp.551-554
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    • 2006
  • Inhibition of propellant temperature rising in liquid propulsion rocket using cryogenic fluid as a propellant is very important. Especially propellant temperature rising during stand-by after filling and pre-pressurization can bring into cavitation in turbo-pump. One of the method preventing propellant temperature rising in cryogenic feeding system is recirculating propellant through the loop composed of propellant tank, feed pipe, and recirculation pipe. The circulation of propellant is promoted through gas-lift effect by gas injection to lower position of recirculation pipe. In this experiment liquid oxygen and gas helium is used as propellant and injection gas. Under atmospheric and pressurized tank ullage condition, helium injection flow-rate is varied to observe the variation of recirculating flow-rate and propellant temperature in the feed pipe. There is appropriate helium injection flow-rate for gas-lift recirculation system.

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추진제탱크 가압용 인젝터 출구에서의 유동가시화 및 해석 (Flow Visualization and Calculation at the Outlet of Propellant Tank Pressurizing Gas Injector)

  • 권오성;한상엽;권기정;정용갑
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.73-79
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    • 2010
  • 추진제탱크 가압용 인젝터는 액체추진기관 발사체의 가압시스템에서 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 유속을 감소시키고 이를 적절히 분산시키기 위해 사용된다. 인젝터의 형상에 따라 추진제탱크 내부 얼리지의 온도분포가 달라지게 되는데, 이것은 가압가스 소모량과 추진제탱크 내의 열적인 현상들에 영향을 미친다. 본 논문에서는 추진제탱크 얼리지가 성층화된 온도분포를 가질 수 있도록 하는 디퓨저 형상의 인젝터에 대하여 출구 유동형태를 살펴보았다. 입자영상유속계 기법을 이용하여 제작된 인젝터 출구에서의 가압가스 유동을 가시화하였고, 이를 CFD 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였고, 이것을 추진제탱크 얼리지 해석에 있어 입구조건으로 사용하여 얼리지의 상태를 확인하였다.

액체로켓 추진기관의 추진제탱크 가압시스템 최적변수 설계 방법 (The Way of Determinating the Optimal Parameters of the Propellant Tank Pressurization Gas in the Feeding System for Liquid Rocket Engine)

  • 베르샤드스키;조기주;임석희;정영석;조규식;오승협
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.62-69
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    • 2005
  • 액체로켓 추진기관의 추진제 공급계 개발을 위한 추진제 탱크 가압시스템의 주요 변수들을 계산하는 설계방법이 본 논문에서 제시되었다 가압 유체의 공급 조건들이 추진제 탱크 내부에서 발생하는 열역학적 프로세스의 효율성에 미치는 영향을 분석하였고 이를 바탕으로 하여 추진제 탱크 입구에서의 가압 유체의 최적 공급온도, 공급 속도를 계산하였다.