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Saturn V 발사체 1단(S-IC) 추진기관 시스템 연구
홍용기(Yonggi Hong),김철웅(Cheulwoong Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회지 Vol.19 No.2
It had been almost a half century since Apollo Mission was ended. However, in these days, a lot of researches are being conducted for restoration and making improvements in technologies used in Saturn V rockets development. This study reviews the first stage of Saturn V rocket(S-IC), from development history to technologies in various subsystems such as engine purge system, POGO suppression system, hydraulic and pneumatic control system, propellant dispersion system, telemetry system and retrorocket system. Understandings of S-IC stages operation systems would be helpful in understanding of launch vehicle system and reduction of time and cost in future development process.
홍용기(Yonggi Hong),김철웅(Cheulwoong Kim) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
액체로켓엔진의 연료라인에 기체가 남아있을 경우 연료 충전 시 기포가 발생하게 된다. 기포의 발생은 엔진의 시동 및 작동에 심각한 영향을 미치게 되므로 연료라인 충전에는 기포 제거 과정이 선행되어야 한다. 지상 엔진의 경우 블리딩 라인과 이젝터를 이용한 연료 배관의 진공화가 가능하다. 고공 엔진의 경우 저압의 대기조건을 이용하여 연료 배관의 기체를 제거할 수 있다. 본 연구에서는 배관의 진공화 수준의 설정과 그에 따른 소요시간의 계산을 통한 연료 충전 전 진공화 요구 시간의 설정을 수행하였다. 또한 진공화 이후 배관 충전 방식에 대해서도 고찰하였다. If a fuel line of liquid propellant rocket may have bubbles inside if it is not evacuated. Bubbles remained inside of a propellant line cause severe problems in ignition and operation processes of rocket engines. For a first stage engine, evacuation can be done by connecting bleeding line and ejecting system. For a upper stage engine, evacuation can be performed by taking advantage of low pressure condition in the atmosphere. The required time for evacuation process prior to prefill of fuel pipe was calculated by setting up appropriate pressure level in fuel line. The methods for smooth loading of fuel into low pressure pipe was also considered.
홍용기(Yonggi Hong),김철웅(Cheulwoong Kim) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
Apollo Mission이 종료된지 거의 반세기가 지났지만, 지금도 Saturn V 발사체의 기술의 복원과 개량을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Saturn V 발사체의 1단 로켓(S-IC)의 개발 과정과 엔진 퍼지, 포고현상 억제 방법, 연료탱크 가압 방식, 유압 및 공압 시스템의 운용 방식 등에 대한 특징들에 대해 조사하였다. S-IC의 각 시스템의 특징에 대한 이해는 발사체 시스템의 이해를 도울 수 있고, 향후 발사체 개발시에 시간, 비용 등의 절감 효과를 가져다 줄 수 있는 유용한 참고 자료가 될 것이라 예상된다. It had been almost a half century since Apollo Mission was ended. However, in these days, a lot of researches are being conducted for restoration and making improvements in technologies used in Saturn V rocket’s development. This study reviews the first stage of Saturn V rocket(S-IC), from development history to technologies in various subsystems such as engine purge system, POGO suppression system, hydraulic and pneumatic control system, propellant dispersion system, telemetry system and retrorocket system. Understandings of S-IC stage’s operation systems would be helpful in understanding of launch vehicle system and reduction of time and cost in future development process.
홍용기(Yonggi Hong),김철웅(Cheulwoong Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
액체로켓엔진은 고도로 복잡한 기계시스템으로, 작동조건이 극단적으로 열악하고 에너지 밀도가 매우 높기 때문에 사고가 빈번히 발생한다. 사고가 발생할 경우 대규모의 피해가 발생할 뿐만 아니라 심각한 인명 및 물적 피해를 초래할 수 있다. 액체로켓엔진에 비정상 상황이 지속될 경우 사고로 이어지게 되기 때문에 비정상 상황의 발생을 최소화 하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 액체로켓엔진에 발생할 수 있는 사고의 원인과 그 유형에 대해 고찰하였다. 주로 발생할 수 있는 비정상 상황의 유형으로는 연소불안정, 누설(Leakage), 센서 고장, 설계 결함, 추진제 내부 이물질, 캐비테이션(Cavitation), 작업자 및 조립 과실이 있다. 각 원인 별 가능한 사고의 유형을 기존에 발생했던 사고의 사례들을 통해 진행되는 과정과 그에 따른 대책 방안 또한 살펴보았다. Liquid rocket engine(LRE) is a very complex mechanical system which an accident can easily be occurred since it operates in extreme and high energy density condition. Failure of LRE may result severe human and property damages which are very extensive. Since an accident happens when defect in LRE system lasts until failure, it is essential to minimize occurrence of abnormal conditions. This paper concentrates on types and causes of LRE failures. Typical types of defect conditions include combustion instability, leakage, sensor failures, design faults, particles in propellants, cavitation, and operator errors. From the cases of previous failures, progresses of LRE accidents in each types of defects and possible corrective actions are reviewed.