75톤급 연소기 연소시험설비 테스트 스탠드 구축 현황

임지혁(Ji-Hyuk Im),우성필(Seongphil Woo),이무근(Mookeun Yi),김승한(Seung-Han Kim),이광진(Kwang-Jin Lee),한영민(Yeoung-Min Han) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

75톤급 연소기 연소시험설비는 한국형발사체(KSLV-II) 적용되는 75톤급 연소기, 7톤급 연소기, 75톤급 가스발생기의 지상 환경에서의 연소성능평가를 목적으로 구축되었다. 테스트 스탠드는 제어/계측 및 유공압 등의 설비와 연소기 사이의 인터페이스를 담당하고 연소기에서 발생하는 추력을 측정 및 지탱하는 역할을 한다. 75톤급 연소기 연소시험설비는 고추력 및 저추력 테스트 스탠드로 구성되고 고추력 테스트 스탠드에서는 75톤급 연소기의 연소시험이 가능하며 저추력 테스트 스탠드는 7톤급 연소기와 75톤급 가스발생기의 연소시험을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 75톤급 연소기 연소시험설비 테스트 스탠드의 구축 현황과 단독시험 결과를 소개하였다. 75 tonf-class Combustion Chamber Test Facility(CCTF) is constructed for hot-firing performance evaluation of 75 tonf-class combustion chamber, 7 tonf-class combustion chamber and 75 tonf-class gas generator of KSLV-II. Test stand provides interfaces between control measurement system and hydro-pneumatic system, and combustion chamber. Also, test stand holds and measure the thrust generated by combustion chamber. Test Stand is consisted of high thrust and low thrust test stand. In high thrust test stand, it is possible to perform hot-firing tests for 75 tonf-class combustion chamber. Hot-firing tests for 7 tonf- class combustion chamber and 75 tonf-class gas generator can be conducted in low thrust test stand. This paper introduces the construction status of CCTF test stand and the autonomous tests results.

하이브리드로켓엔진 지상연소시험 설비

김수종(Soojong Kim),김기훈(Gihun Kim),조정태(Jungtae Cho),조민경(Minkyoung Cho),도규성(Gyusung Do),소정수(Jungsoo So),허준영(Junyoung Heo),이정표(Jungpyo Lee),박수향(Suhayng Park),문희장(Heejang Moon),성홍계(Honggye Sung),김진곤(Jinkon 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11

하이브리드 로켓엔진의 연소시험을 수행하기 위해 시험 설비를 제작하고 지상연소시험장을 구축하였다. 연소시험장 설비는 하이브리드 로켓엔진, 추력 시험대, 산화제 저장 및 공급 장치, 제어 장치, 데이터 획득 장치로 구성되었다. 추력 50 kgf 급의 연소 시험을 수행하여 안정적으로 성능 데이터를 획득할 수 있었으며, 연소시험장 설비의 작동 신뢰성을 확인하였다. Ground firing test facility and test field for firing test of hybrid rocket engine were constructed. Ground firing test facility were composed of hybrid rocket engine, thrust stand, oxidizer storage/supply system, control system and data acquisition system. Firing tests of thrust 50 kgf class were conducted. Stable performance data was obtained and operational reliability of ground firing test facility were found.

한국형발사체 연소기 연소시험설비의 구축 및 시운전

이광진(Kwang-Jin Lee),이승재(SeungJae Lee),서대반(DaeBan Seo),황창환(ChangHwan Hwang),우성필(SeongPil Woo),임지혁(JiHyuk Lim),전준수(JunSoo Jeon),소윤석(YoonSeok So),김채형(ChaeHyung Kim),김성혁(SungHyuk Kim),김승한(Seung-Han Kim),조남 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11

본 논문은 한국형발사체 연소기 연소시험설비의 구축과 시운전 결과를 다루고 있다. 이 시험설비는 2012년부터 2014년까지 구축되었고, 2014년 하반기에 시운전이 수행되었다. 시운전 과정에는 산화제 수류시험, 연료 수류시험, 냉각수 수류시험 등이 수행되었고, 이후 점화시험이 이루어졌다. 점화시험 결과는 연소기의 시동시퀀스를 설정하는데 적용되며, 저압연소시험과 설계점 연소시험을 위한 기초자료로 활용되게 된다. This paper covers construction and the result of start-up test of KSLV-II combustion chamber hot-firing test facility. This facility was constructed from 2012 to 2014. Start-up test of this facility began in the second half of 2014. Oxidizer cold flow test, Fuel cold flow test and Cooling water cold flow test were carried out as start-up test. Hereafter, Ignition test of combustion chamber was accomplished. The result of ignition test is applied to set up start-up sequence of KSLV-II combustion chamber and utilized as base line data for hot-firing test of low and normal design point.

1톤급 메탄엔진 연소시험장치 검증

임병직(Byoungjik Lim),이준성(Junseong Lee),임성혁(Sung-Hyuck Lim),이기주(Keejoo Lee),박재성(Jaesung Park) 한국추진공학회 2021 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

액체메탄엔진 핵심기술 선행연구를 목적으로 연소시험을 위한 시험장치를 구축하였다. 구축된 장치에 대한 기밀시험, 냉각시험, 센서 검증, 화재방지용 물 공급시험, 자동시퀀스 시험 및 액체질소를 활용한 극저온 수류시험 등의 검증시험을 성공적으로 수행하였다. 검증시험을 통해 설비 작동 안정성 및 사용 부품 적절성이 검증되었으며, 연소기를 장착한 수류시험 및 연소시험에도 활용되고 있다. For the purpose of supporting preceding research on the core technology for a liquid methane engine, a device for the hot firing test had been implemented. Subsequently, various tests including leak test, cool down test, sensor verification, fire preventing water supply test, auto sequence test, and cold flow test with liquid nitrogen were successfully conducted. These acceptance test results validated that the device is composed of appropriate components and safe for testing operation. In addition, a thrust chamber attached to the device was used for a cold flow test and a hot firing test.

8톤급 다단연소사이클 로켓엔진 주요구성품 연계 연소시험 설비구축

김동기(Dongki Kim),하성업(Seong up Ha),문일윤(Il yoon Moon),문인상(Insang Moon),이수용(Sooyong Lee),지상연(Sangyeon Ji),서종원(Jongwon Seo) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

다단연소사이클 로켓엔진은 높은 연소효율과 비추력을 내는 엔진으로 잘 알려져 있다. 항공우주연구원에서는 다단연소사이클 로켓엔진 개발을 위해 주요구성품인 예연소기와 연소기 개발을 진행해왔다. 본 논문은 8톤급 다단연소사이클 로켓엔진 주요구성품 연계 연소시험을 위한 시험설비의 개발현황을 기술하였다. 엔진 규격과 설계 요구조건을 바탕으로 유공압 시스템, 제어계측 시스템, 시험스탠드 시스템, 기타 부대설비를 설계 및 구축하였다. Staged combustion cycle engines are well known to have high combustion efficiencies and specific impulse. In Korea Aerospace Research Institute (KARI), major components of the rocket engine such as a preburner, a turbopump, and a combustion chamber have been developing for the staged combustion cycle engines. This paper describes the construction and development status of firing test facility for the major components of the 8tonf class staged combustion cycle rocket engine. The test facility such as phuemo-hydraulic system, control/measurement system, test stand system, and other service systems were designed and constructed on the basis of the design requirements.

추진기관 지상연소시험에 의한 소음 특성 분석

조시현(Si-hyeon Jo),최재성(Jae-sung Choi),김동희(Dong-hee Kim),정민철(Min-chul Jeong),황경섭(Gyeong-seop Hwang) 한국추진공학회 2022 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.5

본 논문은 유도탄 추진기관의 지상연소시험 시 발생하는 소음 특성 분석에 대한 논문이다. 추진기관의 내탄도 성능 확인을 위해 지상연소시험을 수행하며 시험 시 짧은 순간 강한 충격소음이 발생한다. 이러한 소음은 시험장 구조물 안정성, 시험원의 청각 손실 그리고 시험장 주변 주민들의 민원을 유발할 수 있다. 본 시험은 1종의 추진기관 지상연소시험 시 노즐로부터 45도 방향의 20 m에서 1회, 30 m에서 3회 소음을 계측하였다. 계측된 소음의 최대음압레벨에 대해 거리에 따른 소음감쇠 이론을 적용한 결과 약 3 dB(A)의 차이가 발생함을 확인하였다. 또한, 연소 초기 이후에는 압력의 변화에 따른 음압 변화의 차이가 적은 것을 확인하였고, 점화 초기 연소관 내부 압력의 상승구간에서 압력과 음압의 변화를 비교하여 압력이 배로 상승하는 구간에서 음압이 약 3 ~ 4 dB(A) 증가함을 확인하였다. This paper is about the analysis of noise characteristics generated during the groud-firing test of missile propulsion. Ground-firing test is performed to check the ballistic performance of the propulsion, and a strong impact noise is generated for a short moment during the test. Such noise may cause the stability of test site structure, hearing loss of the examiner, and civil complaints from residents around test site. In this test, noise was measured once at 20 m in the 45° direction from the nozzle and three times at 30 m during the ground-firing test of one type of propulsion. As a result of applying the noise attenuation theory according to distance to the maximum sound pressure level of the measured noise, it was confirmed that a difference of about 3 dB(A) occurred. In addition, it was confirmed that the difference in sound pressure change according to the change in pressure was small after the initial combustion, and the sound pressure was about 3 ~ 4 dB(A) increased.

75톤급 연소기의 지상연소시험을 위한 제어시스템 구축 현황

이광진(Kwang-Jin Lee),황창환(Chang-Whan Whang),소윤석(Youn-seok So),김승한(Seung-Han Kim),한영민(Young-Min Han) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12

본 논문은 75톤급 연소기의 지상연소시험을 위한 제어시스템의 구축 현황을 다루고 있다. 제어시스템의 구축 과정은 구성품들의 설계, 제작, 설치 과정으로 나누어진다. 시스템의 점검은 단독성능시험을 통해 수행되었고, 타 시스템과의 인터페이스 점검은 연계시험을 통해 이루어졌다. 이들 시험결과들은 현재까지 구축된 제어시스템이 그 임무를 충실히 수행하고 있음을 보여준다. This paper describes construction status of the control system for ground hot-firing test of 75tonf-class combustion chamber. Construction procedures of the control system were classified by design, manufacturing and installation of components. Inspections of the system were carried out through autonomous test. Coupled tests accomplished with other system were performed to check interface items. These test results show that control system up to now constructed is carrying out his duties faithfully.

75톤급 연소기 연소시험을 위한 지상시험설비 구축 현황

이광진(Kwang-Jin Lee),김승한(Seung-Han Kim),유병일(Byung-Il Yoo),정용갑(Yong-Gahp Chung),조남경(Nam-Kyung Cho),김성룡(Seong-Lyong Kim),한영민(Young-Min Han) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12

본 논문은 75톤급 연소기의 연소시험을 위한 지상시험설비의 구축 현황을 다루고 있다. 이 시험설비는 유공압 시스템, 제어/계측 시스템, 테스트 스탠드 및 가스 덕트 냉각 시스템 등으로 구성된다. 현재 시험설비 내 필수 구성요소들의 기능 확인을 위한 시운전이 진행 중에 있으며, 이 시운전 단계가 종료되고 시험설비가 정상 가동되면 한국형발사체 개발을 위한 연소기 연구 일정과 비용 단축에 영향을 줄 것으로 기대된다. This paper covers construction status of ground test facility for hot-firing test of 75tonf-class combustion chamber. This facility consists of several systems: hydro-pneumatic system, control and measurement system, test stand and gas duct cooling system, etc. Start-up test is currently underway to confirm the function of the essential component in the test facility. After start-up test, performing of normal operation of this facility would be expected to have an effect on schedule and cost reduction of combustion chamber research for KSLV-Ⅱ development.

메탄엔진 연소시험설비 구축 및 예비 시험들

강철웅(Cheolwoong Kang),황동현(Donghyun Hwang),안종현(Jonghyeon Ahn),이준서(Junseo Lee),이다인(Dain Lee),안규복(Kyubok Ahn) 한국추진공학회 2021 한국추진공학회지 Vol.25 No.3

This paper deals with the construction of a combustion test facility and preliminary tests for hot-firing tests of a methane engine. First, the combustion test facility for a 1 kN-class thrust chamber using liquid oxygen/gas methane as propellants was designed and built. Before hot-firing tests, the cold-flow tests of each propellant line and the ignition tests of torch igniter/afterburner were performed to verify propellant supply stability of the combustion test facility, operation of the control and measurement system, and successful ignition. Finally, a preliminary hot-firing test was conducted to measure the combustion efficiency, heat flux, and combustion stability of a thrust chamber prototype. The constructed combustion test facility will be helpfully used for basic research and development of methane engine thrust chambers.

고체추진기관 연소관 내부 압력에 따른 소음 특성 분석

조시현,최재성,이정호 국방기술품질원 2022 국방품질연구논집 Vol.4 No.2

본 논문은 유도탄 추진기관의 지상연소시험 간 계측된 연소관 내부 압력과 소음에 대한 특성을 분석한 논문이다. 추진기관은 유도탄을 목표물에 도달할 수 있게 하는 구성품으로 내탄도 성능 분석을 위해선 지상연소시험이 필수적이다. 시험 간 연소관 내부 연소 이상 현상 등을 분석하기 위해 연소관 내부 압력 측정이 필요하며, 추진기관 연소를 위한 추진제 점화 시 강한 충격소음이 발생한다. 본 시험은 추진기관 2종의 지상연소시험 간 총 4회에 걸쳐 압력 및 소음을 게측하였으며, 동일 추진기관에서 연소관 내부 압력 변화에 따른 소음 변화량을 확인한 결과 연소초기에 최대압력에 따라 최대음압 수준이 결정된다고 판단하였다. 이를 통해 연소 초기 최대압력과 최대 음압과의 선형 Fitting을 통한 경향성을 분석하였고, Pearson's r값이 1에 가깝게 나타남을 확인하였다. 또한, 서로 다른 추진기관의 지상연소시험 간 연소관 내부 최대압력과 같은 거리에서 계측된 음압의 비교,분석을 통해 추진기관 노즐의 출구 직경과 연소가스 확산각에 따라 연소 초기 압력이 낮음에도 불구하고 최대 음압이 높게 형성됨을 확인하였다.