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노즐 목단열재의 열분해반응을 포함한 내열재 삭마 및 숯의 열반응해석
김용구(Yonggu Kim),김국겸(Kukkyeom Kim),김동건(Donggeon Kim),김근상(Gensang Kim),배주찬(Joochan Bae),강윤구(Yoongoo Kang) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.5
노즐 구조물의 열적 보호를 위하여 사용되는 카본/페놀릭 목단열재에서 발생하는 열분해가스는 목삽입재 이탈에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 목삽입재 이탈이 발생한 표준모터에 대한 삭마 및 숯의 열반응해석과 목단열재의 열분해반응에 대한 연구를 수행하였다. 열반응해석을 통해 목단열재의 온도분포, 숯깊이, 열분해가스 질량유속을 획득하였으며 이를 분석하였을 때 열분해가스는 목삽입재에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 추정된다. The pyrolysis gas generated from the throat insulation of the carbon/phenolic material used for the thermal protection of the nozzle structure could affect ejection of throat insert. In this paper, the thermal response of the erosion and char to the thermal protection material was studied in the standard motor. The temperature distribution, char depth and mass flux of pyrolysis gas were obtained through the analysis of thermal response in throat insulation. When the results of thermal response analysis were analyzed, It is estimated that pyrolysis gas don"t have a significant effect on the throat insert.
연소가스 및 열분해가스를 고려한 노즐 내열재 간극내의 압력분포 해석
김국겸(Kukkyeom Kim),김용구(Yonggu Kim),김동건(Donggeon Kim),김근상(Gensang Kim),배주찬(Joochan Bae),강윤구(Yoongoo Kang) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.5
고체추진기관의 노즐목은 성능을 결정하는 핵심요소이다. 연소말기 노즐목 이탈은 추진기관의 안전성에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 목삽입재 배면과 접촉하는 내열재 갭에서 연소가스와 열분해가스가 미치는 영향을 해석을 위해, 보정갭 모델을 가정하고 상용소프트웨어 Fluent v18.0을 사용해 해석을 수행하였다. 해석결과 열분해가스 유무, 보정율 변화에 따라 갭내의 압력분포가 변화하는 것을 확인하였다. The nozzle throat is important part in determining its performance of a solid rocket motor. The nozzle throat ejection phenomenon at the end of combustion can affect safety of propulsion system. In this paper, the effects of combustion gas and pyrolysis gas on the gap of the throat insert and its back-up liners was analyzed. Assuming the revision gap model, and the analysis was performed using fluent v18.0. As a result, it was confirmed that the pressure distribution in the gap changes with the presence of pyrolysis gas and the revision factor.
김동건(Donggeon Kim),도영대(Youngdae Doh),김근상(Gensang Kim),이상우(Sangwoo Lee),김명주(Myungjoo Kim) 한국추진공학회 2021 한국추진공학회지 Vol.25 No.6
The composite lattice structure is a structure that supports the required load with the minimum weight and thickness. Composite lattice structure is manufactured by the filament winding process using impregnating high-strength carbon fiber with an epoxy resin. Filament winding process can laminate and manufacture only structurally necessary parts, composite lattice structure can be applied to aircraft fuselages, satellite and launch vehicles, and guided weapons to maximize weight reduction. In this paper, the development and evaluation of the composite lattice structure corresponding to the entire process from design, analysis, fabrication, and evaluation of large-scale cylindrical and conical composites lattice structure were performed. To be applicable to actual projectiles and guided weapons, we developed a cylindrical lattice structure with a diameter of 2,600 mm and a length of 2,000 mm, and a conical lattice structure with an upper diameter of 1,300 mm, a lower diameter of 2,500 mm, and a length of 900 mm. The performance of the developed composite lattice structure was evaluated through a load test.
콘형 복합재 격자구조체의 설계 변수에 따른 구조 안전성 해석
김동건(DONGGEON KIM),도영대(YOUNGDAE DOH),김근상(GENSANG KIM),손조화(JOWHA SON),이상우(SANGWOO LEE) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11
복합재 격자구조체는 요구 하중을 최소한의 무게 및 두께로 지지하는 구조체로, 고강도 탄소섬유에 에폭시 수지를 함침시켜 필라멘트 와인딩 공법으로 제작된다. 구조적으로 반드시 필요한 부위만을 적층 및 제작하여 경량화를 극대화 할 수 있는 복합재 격자구조체는 항공기, 위성발사체, 유도무기 등에 적용할 수 있다. 본 논문에서는 180ton의 압축 요구하중을 만족하는 콘형 격자구조체를 설계하여 기준모델로 선정한 후, 헬리컬 리브의 두께, 폭 및 후프 리브의 개수를 설계 변수로 3가지 형상의 콘형 격자구조체를 추가적으로 설계하였다. 이후 ABAQUS/CAE를 사용하여 구조해석을 수행하였으며, 설계 변수에 따른 콘형 격자구조체의 압축 및 좌굴하중의 경향성을 분석하였다. Composite lattice structure that supports the required load with a minimum weight and thickness is manufactured by a filament winding using impregnated high-strength carbon fiber with epoxy resin. Composite lattice structures that can maximize weight reduction by manufacturing only structurally essential parts can be applied to aircraft, satellite launch vehicles, and guided weapons. In this paper, a cone-shape lattice structure that satisfies the required compression load of 180 tons was designed and selected as a reference model. And then three shapes of lattice structures were designed with the design parameters of the thickness, width of the helical rib and number of hoop ribs. Structural analysis was performed using ABAQUS/CAE, and the tendency of compression and buckling loads of the cone-shaped lattice structure according to the design variables was analyzed.