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김철웅(Cheulwoong Kim),정은환(Eunhwan Jung) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
액체로켓엔진의 안전한 개발에 대한 연구는 실질적인 사고의 예방과 불의의 사고발생 시 피해의 최소화를 목적으로 하고 있다. 한국형발사체에 사용될 액체로켓엔진의 안전한 개발을 위하여 엔진 설계 시 엔진의 물리적 환경과 시동 및 정지과정 중의 거동특성에 대한 분석이 수행되었고, 발사체 단에 엔진의 납품 전후 상태검사 방법이 연구되었다. 더불어 텔레미트리와 엔진의 진단에 사용될 측정 파라미터가 선정하였다. 액체로켓엔진의 안전한 개발에 대한 연구는 사고방지와 더불어 엔진개발과정 중에 간과될 수 있은 안전의식을 고취하는데도 유용하다. The objective of research in safe development of rocket engine is to prevent and minimization of damage from accident. For development of KSLV-II launch vehicle, the analysis in physical phenomena in the engine, and behavior characteristics in start-up and cut off processes of liquid rocket engine has been carried out relate to design of safe operation. Technical state inspection methods before and after assembly of stages of vehicle were also studied. Measurement parameters are chosen for telemetry system and engine health monitoring. The research activity in safe development of rocket engine would be useful to prevent from accident and inspire sense of safety through rocket engine development process.
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.
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) 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.