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황색산화철을 포함하는 혼합형 추진제의 특성에 관한 연구
박성준(Sungjun Park),최성한(Sunghan Choi),원종웅(Jongung Won),박정호(Jungho Park),박의용(Euiyong Park) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5
황색 산화철과 적색 산화철을 적용한 추진제의 초기점도는 특이한 차이점이 없다. 또한 황색 산화철을 첨가한 물질의 열분해 속도가 적색 산화철을 첨가한 것 보다 빠르게 진행되며, 특히 고온 고압에서의 압력지수가 18% 낮은 것을 확인하였다. 황색 산화철을 적용한 추진제의 산화제 비율 변화에 따른 점도를 비교하면 큰 입자/작은 입자 비율 71%일 때 초기점도가 가장 낮았다. There is no unusual difference in the initial viscosity of the propellant applied with yellow iron oxide and red iron oxide. In addition, the thermal decomposition rate of the material added with yellow iron oxide is faster than that of the addition of red iron oxide. Especially, it was confirmed that the pressure exponent was 18% lower at high temperature and high pressure. The initial viscosity was lowest at 71% of large particle/small particle ratio.
HTPB/AP계 추진제의 유변학적 특성 개선을 위한 연구
박성준(Sungjun Park),최성한(Sunghan Choi),송종권(Jongkwon Song),박의용(Euiyong Park ),노태호(Taeho Rho) 한국고분자학회 2019 폴리머 Vol.43 No.5
본 연구에서는 hydroxyl terminated polybutadiene/ammonium perchlorate(HTPB/AP)계 추진제의 유변학적 특성을 개선하기 위한 연구를 진행하였다. 유변학적 특성 개선은 추진제 내부에 기공이나 균열 등과 같은 결함을 예방한다. 따라서 이러한 균열에 의해 발생하는 연소 면적의 증가로 인한 로켓 폭발 사고를 막을 수 있다. 입도가 다른 두 종류의 AP를 사용한 경우 큰 AP 입자 비율이 대략 65wt%에서 가장 낮은 점도를 나타내었다. 연소촉매는 추진제의 연소속도 조절에 관여하는 촉매지만 추진제의 점도상승에도 관여하는 것을 확인하였다. 경화촉매 함량 증가는 추진제의 유변학적 특성 개선에는 큰 영향은 없지만 최종 경도를 증가시켜 재료의 물성 개선 효과가 있다. 유변학적 특성 개선을 위해서는 가소제 함량이 증가할수록 좋지만 과량을 첨가하면 재료의 물성에는 부정적인 영향을 끼친다. 추진제 최종 혼화 온도는 초기 점도에 큰 영향을 끼치지는 않는다. In this study, we investigated the rheological properties of the hydroxyl terminated polybutadiene/ammonium perchlorate (HTPB/AP) propellant. In addition, the defects (e.g., pores or cracks) in the propellant were prevented by improving its rheological characteristics. Two different oxidizers were used. The viscosity was the lowest when the content of large particles was 65 wt% in the mixture of large and small particles. The burning rate catalyst increased the viscosity of the propellant. The curing catalyst did not affect the viscosity build-up but affected the final curing reaction. The viscosity decreased with the increase in the content of the plasticizer. However, this addition negatively affected the material properties. The final mixing temperature of the propellant did not affect the initial viscosity. During the development of the propellant, the physical properties, and processes of the propellant are trade-off relations. Therefore, it is necessary to select the appropriate composition through the experimentation.
박성준(Sungjun Park),최성한(Sunghan Choi),전수아(Sua Jeon),김가희(Kahee Kim),김경민(Kyungmin Kim),김운재(Woonjae Kim),박정호(Jungho Park) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11
혼합형 고체 추진제에 황색산화철은 연소촉매로 사용되며 고온, 고압에서 압력지수 값이 낮은 특성이 있다. 황색산화철은 수화물 형태이며 열과 압력 등에 의해 Fe₂O₃와 H₂O로 분해된다. 이렇게 분해 되면서 발생 한 수분에 의해 추진기관의 수명에 악영향을 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 황색산화철의 자연 노화에 따른 결정상 변화, 휘발성 및 열분해 특성 그리고 밀도를 확인하였다. 또한 자연 노화된 황색산화철을 고체추진제에 적용하여 추진제의 초기점도, 연소속도와 인장강도 결과를 통해 연소촉매로써의 성능을 나타낼 수 있는지 확인하였다. Yellow iron oxide is a hydrate and decomposes into Fe₂O₃ and H₂O under heat and pressure. Moisture generated during decomposition can adversely affect the life of the propulsion rocket. In this study, the crystal phase change, volatility and pyrolysis characteristics, and the density of yellow iron oxide were confirmed according to natural aging. In addition, naturally aged yellow iron oxide was applied to the solid propellant, and the initial viscosity, combustion rate, and tensile strength results of the propellant were checked to see if it can exhibit the performance as a burning rate catalyst.
원종웅(Jongung Won),최성한(Sunghan Choi),이원복(Wonbok Lee),김준형(Junhyung Kim),황갑성(Gabsun Hwang),박복선(Bocksun Park) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
공기흡입형 추진기관을 위한 연료과농(Fuel-rich) 추진제의 특성에 대한 연구를 수행하였다. 연료과농고체 추진제를 개발히기 위해 금속연료로 매우 높은 부피당 열량을 가지는 붕소(Boron)를 사용하였다. 비정질 붕소(Amorphous Boron Powder)를 입자화(Bead)하여 추진제내에 적용하였으며, 추진제내 금속연료로 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg)을 적용하여 추진제 연소특성을 확인하였다. 또한, 알루미늄의 입도크기에 따른 추진제 연소특성을 연구하였다. A study of fuel-rich propellant for air-breathing propulsion was performed in this paper. To develop the fuel-rich solid propellant, Very high amount of heat per volume of fuel into the metal having the Boron was used. Amorphous Boron Powder was applied to propellant as beads type and it used to aluminum and magnesium as metal fuel in propellant. And the characteristics of fuel-rich solid propellant according to the aluminum sizes were confirmed.
저탄소 고질소 물질 BTATz 추진제 원료 상용성 연구
김현주(Hyeonju Kim),최성한(Sunghan Choi),이웅희(Wonghee Lee),김민준(Minjun Kim),박영철(Young Chul Park) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5
친환경 추진제 원료물질인 BTATz는 저탄소 고질소 물질로서 질소함량이 높아 추진제 연소시 질소가스를 다량 방출하고 이산화탄소와 일산화탄소 등 탄소화합물의 방출을 줄이며 HCl과 같은 유해물질을 연소생성물로 만들지 않기 때문에 친환경적인 추진제 원료로 사용될 수 있다. 이러한 BTATz이 기존 추진제 원료와 Mixer에서 혼합되었을 때 예기치 않은 폭발이나 발열반응을 하는지 여부를 확인하여 기존 추진제 원료물질과 실제 함께 사용될 수 있는지를 알아보기 위하여 DSC를 이용하여 BTATz과 기존 추진제 원료물질 26종간 Compatibility Test를 수행하였다. BTATz is green propellants energy meterial. When it burns, combustion gas doesn"t include toxic gas like HCl. And it is high-nitrogen energetic compounds, it increases nitrogen contents of combustion gas and decreases carbon contents. But, information about behavior between BTATz and other components is essential to safe development of solid propellants. So, compatiblity of BTATz with other components is studied to evaluate potential hazards when in contact with other materials during production.
금속연료인 과립화붕소의 입도에 따른 연료과농 고체 추진제 특성 연구
원종웅(Jongung Won),최성한(Sunghan Choi),이원복(Wonbok Lee),김준형(Junhyung Kim),황갑성(Gabsung Hwang),박복선(Bocksun Park) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회지 Vol.18 No.5
A study of gas generator Fuel-Rich propellant for air-breathing propulsion system was performed in this paper. General solid propellant comprises a mean of 60% or more oxidizing agents. but, to develop the fuel-rich solid propellant increased the content of the metal fuel and reduced the content of the oxidizing agents by approximately 30%. Very high amount of heat per volume of fuel into the metal having the Boron was used. Amorphous Boron Powder was applied to propellant as beads type and it allowed to design more amount of metal fuel in the fuel-rich propellant. And the Combustion characteristics and properties of fuel-rich solid propellant according to the Boron-bead sizes were confirmed.