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극저온 공통격벽 추진제 탱크의 단열 시험과 과도 열전달 해석을 통한 단열 성능 평가
김예지(Yeji Kim),이경한(Gyeong-Han Lee),최상민(Sang Min Choi),김상우(Sang-Woo Kim),이수용(Soo-Yong Lee) 항공우주시스템공학회 2024 항공우주시스템공학회지 Vol.18 No.4
본 연구에서는 단열 시험 결과를 기반으로 해석 결과의 유효성 검증을 수행하였으며, 공통격벽에서 발생하는 기화 질량을 산출하여 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 평가하였다. 과도 열전달 해석 결과와 단열 시험 결과를 비교하여 해석 결과의 유효성을 검증하였다. 이후 추진제 탱크에서 발생하는 내부 열전도와 외기로 인한 자연 대류 열전달을 고려하여, 공통격벽 추진제 탱크에 대한 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이를 통해, 공통격벽에서 발생하는 열 유속을 추출하고, 단열 성능의 정량적 지표인 기화 질량을 산출하였다. 그 결과 공통격벽 추진제 탱크의 단열 설계 기준인 0.12 kg 보다 낮은 0.09 kg의 기화질량이 산출되어 단열 성능 기준에 부합함을 확인하였다. The validity of the analysis results was confirmed based on the insulation test results, and the vaporization mass generated in the common bulkhead was calculated to evaluate the common bulkhead propellant tanks insulation performance. The analysis results were validated by comparing the transient heat transfer analysis with the insulation test results. A transient heat transfer analysis was subsequently conducted on the common bulkhead propellant tank, considering the internal heat conduction in the propellant tank and natural convection heat transfer due to the outside air. This analysis extracted the heat flux generated in the common bulkhead and quantified the vaporization mass, a key indicator of insulation performance. Consequently, the vaporization mass was calculated at 0.09 kg, below the insulation design standard of 0.12 kg for the common bulkhead propellant tank, confirming it meets the insulation performance standard.