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산화제 과잉 예연소기 설계점 운영 특성
문일윤, 문인상, 강상훈, 하성업, 이수용, Moon. Ilyoon, Moon. Insang, Kang. Sang Hun, Ha. Seong-Up, Lee. Soo Young 한국추진공학회 한국추진공학회지 8 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2013, Vol.17 No.4 81-88 (8 pages)
케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소방식 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 설계점에서 연소시험을 수행하였다. 설계된 산화제 과잉 예연소기는 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 재생냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20 MPa, 혼합비 60에서 작동한다. 혼합헤드에는 단일 와류형 분사기를 벌집형태로 배열하였으며 가스 온도 균일성 향상과 연소 안정성 향상을 위한 혼합링과... -
초임계 압력하의 기체수소-액체산소 화염에 대한 난류모델을 이용한 해석에서 수치기법 평가
김원현, 박태선, Kim. Won Hyun, Park. Tae Seon 한국추진공학회 한국추진공학회지 9 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2013, Vol.17 No.3 21-29 (9 pages)
초임계조건의 기체수소/액체산소 화염의 난류유동 및 온도장에 대해 난류모델을 이용한 해석이 수행되었다. 실제유체의 연소유동을 해석하기 위하여 화염편모델에 SRK 상태방정식이 도입되었다. 수정된 압력-속도-밀도 연계알고리듬이 초임계유동에 적용되었다. 수정된 알고리듬을 토대로 6개의 대류항 차분법과 4개의 난류모델의 상대적인 성능비교가 이루어졌다. 선택된 난류모델들은 실제유체 연소유동의 다양한 특징을 고려하기 위해서 수정이 필요함을 나타내었다. -
로터 블레이드 스윕을 적용한 부분흡입형 축류 초음속 터빈의 성능특성에 대한 수치적 연구
정수인, 김귀순, Jeong. Sooin, Kim. Kuisoon 한국추진공학회 한국추진공학회지 8 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2013, Vol.17 No.3 1-8 (8 pages)
본 연구에서는 액체로켓엔진의 터보펌프용 초음속 터빈 로터 블레이드에 스윕 각도 ${pm}15^{circ}$를 적용하여 전방스윕(FSW), 후방스윕(BSW)모델의 유동형태 및 성능을 기준모델(NSW)과 비교하여 스윕 적용의 효과를 살펴보았다. 3차원 Navier-Stokes 유동해석에는 상용 코드인 FLUENT 6.3 Parallel을 사용하였다. BSW 모델은 기준 모델(NSW)에 비해 팁 간극으로 빠져나가는 누설 손실량을 줄이는데 효과가 있었고 정효율 증가에도 영향을 미쳤다. BSW 모델은 앞전 충격파의 강도를 다소 완화 시키고 허브 부근의 영역에서 다른 모델에... -
발사체 연소기용 산화제 개폐밸브의 핵심요소 기술 개발
김도형, 홍문근, 박재성, 이수용, Kim. Dohyung, Hong. Moongeun, Park. Jaesung, Lee. Soo Yong 한국추진공학회 한국추진공학회지 7 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2013, Vol.17 No.6 113-119 (7 pages)
발사체 연소기용 산화제 개폐밸브는 비교적 간단한 개폐 작동을 통해, 액체산소를 연소기에 공급 또는 차단한다. 고압, 고유량, 극저온의 액체산소를 운용 유체로 사용할 뿐만 아니라, 설계유량 대비 밸브 차압 또한 낮아야 하는 상당히 까다로운 개발요구조건을 가지고 있다. 본 논문에서는 현재 개발 중인 연소기용 산화제 개폐밸브의 밸브 과도 응답과 같은 기본적인 밸브 특성과 함께, 밸브 성능을 좌우하는 핵심 부분이라고 할 수 있는 밸브 공압 구동부 및 포핏/시트부의 개발 내용을 소개하였다. 밸브의 과도 응답 특성 해석... -
액체로켓엔진 터보펌프의 금속 실 체결부 해석
윤석환, 전성민, 김진한, Yoon. Suk-Hwan, Jeon. Seong Min, Kim. Jinhan 한국추진공학회 한국추진공학회지 8 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2013, Vol.17 No.6 105-112 (8 pages)
액체로켓엔진의 핵심부품인 터보펌프는 회전체와 케이싱으로 이루어진 여러 부품의 조립체로서 각종 체결 부분에 매질의 누설방지를 위한 실이 삽입된다. 특히 극저온 환경에서 작동하는 산화제펌프와 고온에서 작동하는 터빈 케이싱에는 안정적인 누설방지를 위하여 금속 실이 사용되는데, 금속 실은 높은 초기 체결력을 요하므로 이를 뒷받침할 수 있는 플랜지 및 체결요소의 적절한 구조 설계가 필수적이다. 본 연구에서는 산화제펌프에 사용하는 콘형 실(conical seal) 및 터빈에서 사용하는 금속 평 실(solid metal seal)과 C 실에... -
액체로켓엔진 터보펌프 알루미늄합금 주조케이싱 파열시험
윤석환, 전성민, 김진한, Yoon. Suk-Hwan, Jeon. Seong-Min, Kim. Jin-Han 한국추진공학회 한국추진공학회지 8 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2012, Vol.16 No.5 81-88 (8 pages)
액체로켓엔진의 핵심부품인 터보펌프의 경량화를 위하여 케이싱에 알루미늄 합금 소재를 도입하였고 생산성 향상 및 생산 단가의 절감을 위하여 주조 공법을 도입하였다. 부품의 신뢰도가 생명인 액체로 켓엔진에 주조를 사용하기 위하여 올바른 주조 규격 수립 및 주조 공법의 최적화, 그리고 주조된 제품의 다방면에 걸친 철저한 검증을 실시하는 것이 필수적이다. 이번 연구에서는 알루미늄 합금인 A356.0-T6 합금을 이용하여 연료펌프 입구케이싱을 주조하였으며 주조 품질의 기본적인 구조 검증을 위하여 파열시험을 수행하였다.... -
75톤급 액체로켓엔진 터보펌프의 하중 특성에 따른 임계속도 해석
전성민, 곽현덕, 홍순삼, 김진한, Jeon. Seong-Min, Kwak. Hyun-D., Hong. Soon-Sam, Kim. Jin-Han 한국추진공학회 한국추진공학회지 8 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2012, Vol.16 No.4 42-49 (8 pages)
고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다.... -
75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석
안규복, 김종규, 임병직, 김문기, 강동혁, 김성구, 최환석, Ahn. Kyubok, Kim. Jong-Gyu, Lim. Byoungjik, Kim. Munki, Kang. Donghyuk, Kim. Seong-Ku, Choi. Hwan-Seok 한국추진공학회 한국추진공학회지 6 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2012, Vol.16 No.6 56-61 (6 pages)
한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료 수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다. -
재생냉각식 액체로켓엔진의 연소기 형상 결정을 위한 예비 설계 방안
손민, 서민교, 구자예, 조원국, 설우석, Son. Min, Seo. Min-Kyo, Koo. Ja-Ye, Cho. Won-Kook, Seol. Woo-Seok 한국추진공학회 한국추진공학회지 7 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2011, Vol.15 No.1 83-89 (7 pages)
재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다. -
액체로켓엔진 천이작동 예측을 위한 동특성 모델링
고태호, 정유신, 윤웅섭, Ko. Tae-Ho, Jeong. Yu-Shin, Yoon. Woong-Sup 한국추진공학회 한국추진공학회지 10 Pages
한국추진공학회 한국추진공학회지 2011, Vol.15 No.1 45-54 (10 pages)
액체로켓엔진 시스템에 대한 동특성 예측 프로그램을 작성하였다. 이 프로그램을 통해 얻은 펌프 시동 시 압력 및 유량 변화 결과를 수류시험장치를 구축하여 실험적으로 검증하였다. 수류시험장치는 실제 개방형 액체로켓엔진 추진제 공급 계통에서 구성품의 형태와 배치위치, 가스발생기와 주연소실로 분기되는 유량비를 기준으로 모사되었다. 동특성 예측 프로그램의 작성을 위해 구성품별 동특성 모델링을 수행하고 엔진 시스템을 기준으로 각 모델링을 순차적으로 통합하였다. 예측 프로그램에 구성품의 동특성 파라미터를 측정...