본 연구에서는 마이크로 추진장치의 개발을 위한 기초연구로 마이크로 노즐의 유동 특성을 분석하였다. 냉가스 추진원리를 이용하였으며, 추진 장치의 노즐 목 직경이 1.0, 0.5, 0.25 mm 인 마이크로 노즐을 방전가공을 이용하여 제작하였다. 판스프링과 스트레인 게이지를 이용한 추력측정장치를 이용하여 추력을 측정하였으며, 대기압 환경과 진공환경에서 마이크로 노즐의 유동특성을 분석하였다. 추진제는 아르곤과 질소를 사용하였으며, 실험 결과를 CFD 결과와 비교하였다. 연구 결과 노즐의 소형화로 인해 점성과 배압에 의한 유동손실이 발생함을 확인할 수 있었다.
In this study, we analyzed flow characteristics of micro-nozzles for basic research to develop micro propulsion system. Cold gas propulsion system was used, and micro-nozzles having nozzle throat diameters of 1.0, 0.5, 0.25 mm were fabricated with EDM method. Thrust was measured through the use of plate-spring and strain gage based thrust measurement system, and flow characteristics of micro-nozzles were analyzed under ambient condition and vacuum condition. We used argon and nitrogen gases as propellant, and compared experimental results with CFD analysis. From the result, we verified the flow losses of viscosity and back-pressure caused by minimization of nozzle.
