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Canted Slit Type 핀틀 인젝터에서 분무패턴에 따른 연소현상 분석
김선훈(Sunhoon Kim),김완찬(Wanchan Kim),김태완(TaeWan Kim),고영성(Youngsung Ko),김선진(Sunjin Kim),김형모(Hyungmo Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
본 논문에서는 canted slit 형태의 액체산소/케로신 이원추진제 추력기용 인젝터를 제작하여 수류 시험을 통하여 파악한 분무패턴과 연소시험 결과 연소실 벽면에 생성된 그을음 패턴의 연관성을 분석하기 위해 연소실의 원주방향으로 열유속 게이지 두 개를 적용하여 연소시험을 수행하였다. 분무패턴을 통해 예상한 추진제 혼합영역에서 각각 측정한 열유속 데이터를 바탕으로 연소실 벽면에서 원주방향으로 국부적인 열유속 차이를 확인하였으며, 핀틀 인젝터가 갖는 추진제 분무 특성으로 인한 현상임을 확인하였다. In this paper, combustion tests were performed to analyze similarity between spray pattern by water injection test and soot pattern in the chamber wall after combustion test with two heat flux gauges around the chamber wall. The canted slit type injector for bipropellant thruster uses LOx/kerosene as propellants. Heat flux has local differences at the propellant mixing zone predicted by spray pattern. The results show that the phenomena caused by characteristics of propellant injection of the pintle injector.
열교환기 성능 평가를 위한 장치 구성 방안에 관한 연구
김선훈(Sunhoon Kim),박진수(Jinsoo Park),류호빈(Hobin Ryu),고영성(Youngsung Ko),김경석(Kyungseok Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
본 연구에서는 액체 로켓 발사체 상단에서 운용하는 가압제 열교환기의 성능 평가를 위한 시험 장치를 설계하였다. 열교환기는 증기 발생기 후단에 장착하도록 하였으며, 장착 위치는 상온실험과 수치해석 결과에 의하여 설정된 온도와 압력을 만족하도록 하였다. 실험 결과, 직경 대 길이 비 7 이상에서 요구조건이 만족됨을 확인하였다. In this study, a experimental test facility was designed to evaluate the performance of a pressurant gas heat exchanger of upper stage liquid rocket launch vehicle. The heat exchanger is located behind a gas generator and the exact position was obtained from cold test and numerical analysis results. Test results indicate that length-to-diameter ratio over 7 satisfies the given requirement.
김민석(Minseok Kim),김태완(Taewoan Kim),김선훈(Sunhoon Kim),류호빈(Hobin Ryu),고영성(Youngsung Ko),김선진(Sunjin Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
본 연구에서는 한국형 발사체를 위한 1/20 scale 축소형 발사대를 구축하고 연소시험을 통해 발사대의 냉각 방식에 대한 연구하였다. 표면 분사 방식에서 냉각수 유량이 추진제 총 유량의 0.9 배(300 g/s)일 경우에는 플룸의 모멘텀에 의해 화염유도로가 냉각되지 못하였으며 추진제 총 유량의 1.8 배 (600 g/s)일 경우에는 플룸에 의한 충돌영역의 외곽에만 냉각이 되었다. 반면에 내부 분사 방식에서 추진제 총 유량의 1.8 배(600 g/s)인 경우, 충돌영역의 냉각은 성공했지만 분사기를 보호하는 냉각에는 실패하여 분사기가 파손되었다. In this study, a cooling system of a launch stand was investigated by developing the 1/20 scale model launch stand for KSLV-II and performing the hot tests. Using film injection type and the cooling water flow rate was 0.9 times of the total propellant mass flow rate(300 g/s), it could not cool the flame deflector by momentum of the plume and if that was 1.8 times of the total propellant mass flow rate(600 g/s), it could only cool the outer of the impinging area of the plume. On the other hand, using core injection type and the cooling water flow rate was 1.8 times of the total propellant mass flow rate(600 g/s), it could cool the impinging area successfully. But, its injector was damaged because the cooling water failed to protect the injector.
Canted slit 형상의 핀틀 인젝터 로켓엔진에서 특성길이 변화에 따른 연소성능
이장환(Janghwan Lee),김완찬(Wanchan Kim),김민석(Minseok Kim),김선훈(Sunhoon Kim),고영성(Youngsung Ko),김형모(Hyungmo Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
본 연구에서는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 핀틀 인젝터의 기초설계자료를 확보하고 설계절차를 확립하여 고정형 핀틀 인젝터를 제작하였다. 이를 적용한 액체로켓엔진의 연소실 특성길이에 따른 연소시험을 통해 연소성능에 관한 연구를 수행하였다. 연소실 특성길이 0.41 m에서 1.07 m까지의 연소시험을 통해 연소성능이 약 90∼95%까지 측정되었으며 추진제 조합에 따른 특성길이 추천치는 1.02~1.27 m이나 특성길이 0.76 m이상에서 최적의 성능을 가짐을 확인하였다. In this study, a fixed pintle injector which uses kerosene and liquid oxygen as propellants was made by collecting basic design data and establishing a design procedure. Combustion performance of the liquid rocket engine was studied by combustion tests for the effect of combustion chamber characteristic length. As a result of hot fire tests, combustion efficiency was measured from 90 to 95 percentage by various characteristic lengths from 0.41m to 1.07m. Also, it showed optimum performance over 0.76m characteristic length, whereas characteristic length of the propellant combinations is recommended from 1.02m to 1.27m.
Canted Slit 형상의 핀틀 인젝터 로켓엔진의 특성길이와 운동량비에 따른 연소성능
유이상(Isang Yu),김선훈(Sunhoon Kim),고영성(Youngsung Ko),김선진(Sunjin Kim),이장환(Janghwan Lee),김형모(Hyungmo Kim) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회지 Vol.21 No.1
In this study, a pintle injector rocket engine which uses kerosene and liquid oxygen as propellants was manufactured by collecting basic design data and establishing a design procedure. Combustion performance of the liquid rocket engine was investigated by characteristic velocity efficiency with characteristic length of the combustion chamber and total momentum ratio. As a result of hot fire tests, it showed that the engine had shorter characteristic length comparing to those of other type injectors, which was known as recommended value with the propellant combination. Also, the characteristic velocity efficiency was greatly affected by total momentum ratio and almost constant within 1.0~1.5.
동일 차단율을 가지는 핀틀 인젝터의 연소 성능 비교에 관한 연구
류호빈(Hobin Ryu),김선훈(Sunhoon Kim),고영성(Youngsung Ko),김선진(Sunjin Kim),김형모(Hyungmo Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
본 연구에서는 동일 BF를 가지는 핀틀 인젝터를 이용하여 Post 형상에 따른 연소 성능 비교에 관한 연구를 수행하였다. Post 형상은 canted slit과 rectangular를 선정하여 비교하였고, 특성속도효율은 각 94%와 96%로 측정되었다. canted slit보다 rectangular 2열 형상에서 더 높은 연소성능을 보임을 확인하였다. 나머지 설계 변수가 동일하다면 rectangular 2열로 설계 시 최적의 연소성능을 갖는 핀틀 인젝터를 설계할 수 있을 것으로 판단된다. In this study, combustion tests were performed to investigate combustion performance of a pintle injector engine with equal blockage factor(BF) which uses kerosene and liquid oxygens as propellants. Two different post injection types have canted slit and rectangular slot, respectively. Measured characteristic velocity efficiency were 94% and 96% respectively. Characteristic velocity efficiency of rectangular slot double row shape was higher than canted slit at BF=1. The rectangular slot double row showed optimum combustion performance.
기울어진 슬릿을 가지는 핀틀 분사기의 슬릿 형상에 따른 연소성능에 관한 연구
유이상(Isang Yu),최지선(Jiseon Choi),김태완(Taewoan Kim),고영성(Youngsung Ko),김선훈(Sunhoon Kim),김형모(Hyungmo Kim) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회지 Vol.21 No.2
In this paper, combustion tests were performed to investigate performance characteristics of a canted slit-type pintle injector engine which uses kerosene and liquid oxygen as propellants. The number of slits, slit angle and blockage factor were chosen as design variables of the pintle injector. △SR was newly defined as the difference of skip ratio caused by both sides of the tip of the canted slit. The experimental results showed that optimal combustion was performed when the blockage factor is about 1 and the difference is less than 0.26.