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김종규(Jonggyu Kim),한영민(Yeoung-Min Han),안규복(Kyubok Ahn),김문기(Munki Kim),서성현(Seonghyeon Seo),최환석(Hwan-Seok Choi) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.5
30톤급 액체로켓엔진 실물형 연소기의 형상에 따른 연소특성속도에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 연소기의 형상은 연소기 헤드와 분리가 가능한 내열재 및 채널 냉각형 연소실(ε=3.2), 그리고 일체형인 팽창비가 각각 3.5와 12인 재생냉각형 연소기이다. 연소압력은 약 53~60 bar 그리고 추진제 유량은 약 89 kg/s이고, 적용된 분사기는 리세스수가 1.0인 동축 와류형이다. 설계점 연소시험에서 팽창비가 12인 일체형 재생냉각 방식의 연소기가 가장 큰 연소특성속도를 보였는데 이는 추진제인 케로신이 분무되기 전 챔버 냉각으로 인한 온도 상승에 따른 엔탈피의 증가 및 연소압력의 증가에 기인한 것이다. Effects of chamber configuration on combustion characteristic velocity of full-scale combustion chamber for 30-tonf-class liquid rocket engine were studied. The configurations of combustion chamber are ablative and channel cooling chamber (ε=3.2) which have detachable mixing head, and single body regenerative cooling chamber which has nozzle expansion ratio of 3.5 and 12, respectively. The combustion chambers have chamber pressure of 53~60 bar and propellant mass flow rate of 89 kg/s, and the injectors of all combustion chamber have recess number 1.0 and double-swirl characteristics. The hot firing test results at design point show that the combustion characteristic velocity of the regenerative cooling chamber which has nozzle expansion ratio of 12 is higher than that of other combustion chambers. The reasons for the above result are the increases of combustion pressure and enthalpy of kerosene which is heated due to cooling of the chamber wall before injection into the combustion field.
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고 에너지 레이저를 통한 알루미늄-산소 연소현상에 대한 분광분석
김창환(Chang-hwan Kim),여재익(Jai-ick Yoh) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
이차 추진제로 많이 쓰이는 알루미늄을 고출력 레이저를 이용하여 공기 중의 산소와 반응시켜 발생되는 rich 및 stoichiometric 상태의 알루미늄-산소 연소 현상에 대해 레이저 분광분석법을 이용하여 연구하였다. 7ns의 펄스 주기와 1064nm의 주파수를 가진 Q-switched Nd:YAG 레이저로 40 -2500mJ의 에너지가 공급되었으며, 플라즈마 빛은 echelle 회절 분광기와 ICCD 카메라로 감지하였다. 레이저 분광분석을 통하여 연료인 알루미늄과 산화제인 산소의 원자 신호를 얻었을 뿐만 아니라, 현상이 일어나는 환경인 플라즈마 온도와 전자밀도가 계산되었다. 특정 전자 밀도비 비교를 통하여, 고출력 레이저를 통해 일어나는 알루미늄과 산소의 연소 및 폭발 현상 변화에 대한 분석이 가능하다는 것에 본 논문의 중요성이 있다. Laser-induced combustions and explosions generated by high laser irradiances were explored by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) in rich, and stoichiometric conditions. The laser used for target ablation is a Q-switched Nd:YAG laser with 7 ns pulse duration at wavelength of 1064 nm laser energies from 40 mJ to 2500 mJ (6.88 × 10<SUP>10</SUP> - 6.53 × 10<SUP>11</SUP> W/cm<SUP>2</SUP> ). The plasma light source from aluminum detected by the echelle grating spectrometer and coupled to the gated ICCD(a resolution (λ/Δλ) of 5000). This spectroscopic study has been investigated for obtaining both the atomic signals of aluminum (fuel) ? oxygen (oxidizer) and the calculated ambient condition (plasma temperature and electron density). The essence of the paper is observing specific electron density ratio which can support the processes of combustion and explosion between ablated aluminum plume and oxygen from air by inducing high power laser.
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최돈묵 경원전문대학 2001 論文集 Vol.23 No.-
As the applied pressures to 4D c/c composites increased form 100bar to 900bar, the densification ratio was greatly improved. The effect of pressure affects ablative property as well as morphology. The microstructure of c/c composites were examined to determine the influence of pressure on the densification, where coal tar pitch impregnated to the 4D weaving preforms by applying the different pressures of 100 and 900bar, respectively.
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분광분석을 활용한 고에너지 레이저 환경에서의 알루미늄-산소 화학반응 연구
김창환(Chang-hwan Kim) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.9
이차 추진제로 많이 쓰이는 알루미늄을 고출력 레이저를 조사하여 공기 중의 산소와 반응시켜 발생되는 알루미늄과 산소의 화학 반응을 레이저 분광분석법을 이용하여 연구를 수행 하였다. 7ns의 펄스 주기와 1064nm의 주파수를 가진 Q-switched Nd:YAG 레이저로 40 - 2500mJ(6.88 x 10<SUP>10</SUP> - 6.53 x 10<SUP>11</SUP> W/㎠)의 에너지가 공급되었으며, 플라즈마 빛은 echelle 회절 분광기와 ICCD 카메라로 감지하였다. 분광분석을 통하여 알루미늄과 산소의 원자/분자 신호 분석과 현상이 일어나는 플라즈마 환경의 특성 연구를 위해 들뜸 온도(2200K~6600K) 및 전자밀도(3.15 x 10<SUP>15</SUP>~2.38 x 1016 cm<SUP>-3</SUP>) 계산, 그리고 알루미늄 표면의 크레이터(Crater) 분석을 수행하였다. 본 연구는 고 레이저 복사 조도 환경하에서 발생되는 화학 반응과 플라즈마의 특성을 파악하는 방법을 제시하고 있다. Laser-induced combustions and explosions generated by high laser irradiances were explored by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). The laser used for target ablation is a Q-switched Nd:YAG laser with 7 ns pulse duration at wavelength of 1064 nm laser energies from 40 mJ to 2500 mJ (6.88 x 10<SUP>10</SUP> - 6.53 x 10<SUP>11</SUP> W/㎠). The plasma light source from aluminum detected by the echelle grating spectrometer and coupled to the gated ICCD(a resolution (λ/Δλ) of 5000). This spectroscopic study has been investigated for obtaining both the atomic/molecular signals of aluminum–oxygen and the calculated ambient condition such as plasma temperature and electron density. The essence of the paper is observing specific electron density ratio which can support the processes of chemical reaction and combustion between ablated aluminum plume and oxygen from air by inducing high laser energy.
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