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김철웅(Cheulwoong Kim),박순영(SoonYoung Park),조원국(Wonkuk Cho) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
액체로켓엔진의 비행시험 준비 및 상태진단과정에 대하여 해외문헌조사와 비행시험 준비작업 참여경험을 바탕으로 정리하였다. 액체로켓엔진의 비행시험 준비와 상태검사는 발사체 조립동에서 수행하며, 밸브의 작동성, 센서의 이상유무, 엔진의 각 공간의 기밀여부 등을 점검한다. 엔진의 시동 준비과정 시 엔진의 준비상태는 시동의 진행단계를 평가하기 위하여 주요부에 설치된 센서값을 이용하여 검사한다. 엔진의 작동성 진단은 엔진 점화 이후 이륙 시까지 진행되는데, 이 기간동안 주요밸브의 개방여부, 터보펌프의 회전수 및 연소압 변화 추이 등이 이용된다. 액체로켓엔진의 비행시험 준비 및 상태진단 방법은 엔진의 지상시험과 향후 한국형 발사체 비행시험에도 유용하게 적용될 수 있다. This paper treats the engine preparation processes for the flight test and its diagnostic method based on the literature survey and the experience of the rocket launch preparation. The engine preparation work for the flight test is performed in the assembly building in which leakage of engine components and workability of valves and sensors are checked. In the period of pre-launch operation and engine start for the engine diagnosis the parameters of sensors, rpm revolution speed and change of combustion chamber pressure are monitored. Technical know-how obtained in the launch preparation works will be useful for engine ground test and the KSLV-II engine development.
김철웅(Cheulwoong Kim) 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2018 No.11
세계적으로 저비용 발사체 개발 경쟁이 치열해지면서, 저비용을 효과를 얻기 위한 방법으로 재사용 발사체 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 상황에서 최초의 재사용 발사체인 우주왕복선용 엔진(SSME)의 개발 경험과 교훈은 차세대 엔진 연구에 있어서 타산지석이 될 수 있다. SSME는 저비용 운용이 가능한 재사용 엔진을 목표로 개발되었으나, 고성능을 추구하여 연소압이 20.5 MPa에 이르렀고, 이로써 엔진의 검사, 수리 및 유지보수에 많은 비용이 소요되었다. SSME는 재사용운용을 위하여 스파크 점화방식과 볼형태의 개폐기능 겸용의 스로틀 밸브가 채택되고 블록 구조로 개발되었으며, 저비용의 개발시험을 위해 All-up방식이, 신뢰도를 위해서는 50% fleet leader rule이 적용되었다.
김철웅(Cheulwoong Kim),정은환(Eunhwan Jung) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
급변하고 있는 우주개발 환경과 민간우주업체의 참여로 날로 격화되는 우주상업시장의 요구에 맞추어 각국의 연구기관과 업체들은 새로운 엔진 개발을 진행 중에 있다. 특히 미국에서는 발사체 1단용으로 천연가스나 메탄을 추진제로 사용하는 엔진의 개발 붐이 일고 있고, 시간과 제작비용을 감소하기 위하여 3-D 프린팅을 이용한 엔진부품 생산이 진행되고 있다. 러시아, 우크라이나 및 중국은 구소련의 엔진기술의 활용하여 추력과 신뢰성을 향상시키는 방향으로 엔진을 개발하고 있다. Rocket engine manufacturers in the world have been developing new engines to meet rapidly changing space development environment and demands of the launch business market. Especially in the U.S.A the rocket engines which use the natural gas or methane as fuel are under development and 3-D printing technology is used in production of rocket engine parts for time and cost saving. The engine development trend in Russia, Ukraine and China is the improvement of engine’s thrust and reliability by maximum utilization of Soviet space technologies.
김철웅(CheulWoong Kim) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.5
미국의 민간업체들을 선두로 각국의 발사체 개발업체들은 대폭적인 발사비용 절감을 목표로 새로운 운용 개념과 최첨단 생산기술을 도입하여 혁신적인 재새용 발사체를 개발하고 있다. 이러한 상황에서 KSLV-II 이후 우주발사체 시장에서 경쟁할 수 있는 저비용 발사체 개발은 우리에게 당면과제로 대두되었고, 이에 대한 연구와 대비가 절실해지고 있다. 본 논문은 차세대 저비용 발사체용 엔진 기술분석 업무의 방향을 설정하고자, 차세대 엔진의 주요 특징, 차세대 엔진의 주요 핵심기술과 과제 그리고 차세대 엔진 기술분석 수행 절차 등을 연구하였다. Led by the American private aerospace companies, commercial rocket manufacturers over the world are developing innovative reusable launch vehicles by introducing new operational concepts and cutting-edge production technologies with the aim of dramatically reducing launch costs. In this situation, the development of low-cost launch vehicle that can compete in the space transportation service market has come to be a challenge for us, and research and preparation for next generation launcher become essential. This paper investigates the main characteristics of the next generation engine, the key core technologies and tasks of the next generation engine so as to set up the direction of technical analysis of low-cost rocket engine.
김철웅(Cheulwoong Kim),조원국(Wonkook Cho) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
액체로켓엔진은 극한 상황에서 작동되는 복잡한 시스템이므로, 성공적인 엔진 개발을 위해서 시스템 공학(System engineering)의 적용이 요구된다. 시스템 공학은 요구조건을 만족시키는 안전하고 균형 잡힌 시스템의 설계를 하기 위하여 각 서브시스템 및 인력, 자원, 과정들을 유기적으로 통합하는 방법론이다. 현재 한국형발사체용 엔진개발 일정상 PDR 단계에 도달하였다. PDR에서는 리스크, 비용 및 일정 제한 하에서 예비설계(planned technical approach)가 모든 시스템 요구조건을 만족시키는지를 입증하여 기준 형상과 아키텍처를 확정하고 세부설계로 진행하기 위한 기준(baseline)을 수립하는데 있다. 이에 PDR의 성공적인 수행과 더 나아가 체계적인 엔진 개발을 위하여 시스템 공학적인 개발 기법 및 PDR 전에 수행할 업무, 예비설계 현황에 대하여 검토하였다. Liquid Rocket Engine(LRE) is a complex system operating in the extreme environment. So System engineering should be applied for its successful development. System engineering is a methodical, disciplined approach for the organic integration of persons, materials and processes etc. to design a safe and balanced system satisfying the imposed requirements. Now KSLV-Ⅱ development process have reached the preliminary design review(PDR) phase. PDR ensure planned technical approaches will meet the all requirements with acceptable risk and within the cost and schedule constraints and establishes the baseline for proceeding with detailed design. For satisfaction of PDR phase’s success criteria and systematic development of LRE the system engineering methods, PDR entrance criteria and present condition were considered.