본 논문에서는 KSR-III 주 엔진 연소시험설비를 활용한 수류시험 및 연소시험 과정에서 극저온 추진제인 액체산소의 냉각단계, 충진단계, 연소시험 공급 단계에서 액체산소의 상태량을 시험설비의 각 위치에서 분석함으로써 향후 안정된 공급을 위한 설비 및 운용조건을 선정하는데 주안점을 두었다. 이를 위해 각 단계에서 기체와 극저온 추진제의 상호 작용이 발생하는 가압탱크에서의 가압기체 및 액체산소의 상태량을 파악하였으며, 연소시험시 엔진 메니폴드에서의 액체산소의 상태량을 분석하였다. 또한 냉각 및 충진시에 대기압 vent에 액체산소의 거동을 파악함으로서 냉각을 효율적으로 할 수 있는 방안을 분석하였다. 또한 산소 공급 설비와 로켓엔진 매니폴드에 정압센서와 동압센서를 장착하여 1KHz의 sampling rate로 측정하였다. 오리피스 사이즈는 지름 32.5mm 38mm, 가압 압력 23Bar, 29Bar, 41Bar에 대해 시험을 수행하였다. 오리피스 사이즈를 증가시키고 가압 압력을 낮춘 결과 엔진 내에 공급되는 액체산소의 섭동량이 감소하는 것이 관찰되었다.
In this paper, characteristics of cryogenic liquid oxygen was examined during cold flow of KSR-III main engine at each stage. The effect of venting was examined at the stage of cooling and at the pressurization stage, the interaction between nitrogen gas and liquid oxygen was also examined. The characteristic of liquid oxygen in the engine manifold was analyzed. The results showed that venting was the primary role at the cooling process and the interaction of nitrogen gas and liquid oxygen in the run tank is limited at the surface area. With the sampling rate of 1KHz static and dynamic pressure were measured in the rocket engine manifold and in the LOX supply equipment. 32.5mm and 38mm orifice were installed for the tests and pressure condition of liquid oxygen was 23Bar, 29Bar, 41Bar. Increase of orifice diameter and decrease of supply pressure reduced the perturbation of pressure in engine manifold.
