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고현석(Hyeonseok Koh) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
극저온 산화제 탱크 벤트밸브는 충전 중 산화제 탱크 내의 과압을 해소할 수 있도록 충분한 유량을 배출할 수 있어야 한다. 출구 직경 184, 200 ㎜인 상세설계 형상에 대한 유동해석 결과 Cv 값이 951, 917로 각각 예측되었다. 출구 직경 195 ㎜인 시제품에 대한 수류시험 결과 Cv 1148이 나옴을 확인하였다. 유량계수 해석 및 시험 결과를 참고하여 다른 요구조건의 산화제 벤트밸브에 대한 출구직경과 형상을 결정할 계획이다. A vent valve for cryogenic oxidizer tank should have enough flow capacity to relieve the over-pressurization of oxidizer tank during filling. The flow analysis for the critical design model with the outlet diameter of 184 and 200 ㎜ predicted that Cv would be 951 and 917 respectively. The water flow test result of the development model with the outlet diameter of 195 ㎜ showed that the average Cv was 1148. Referring to the analysis and test result for flow coefficient, we will plan to determine the outlet diameter and the configuration of oxidizer vent valve for the different requirement.
고현석(Hyeonseok Koh),길경섭(Gyoung-Sub Kil),김병훈(Byung-Hun Kim),조인현(In-Hyun Cho) 한국항공우주연구원 2007 항공우주기술 Vol.6 No.1
파이로젠 형 점화기를 KSLV-I 킥모터 시스템 요구 조건을 만족하도록 설계하였다. 비행모델 제작에 앞서 신뢰성을 확보하기 위해 구조시험, 환경시험, 연소시험을 수행하였다. 점화기 구성품들의 구조적 강도를 확인하기 위해 수압 시험을 수행하였다. 극심한 환경 조건에서 점화기가 정상적으로 작동하는 지를 확인하기 위해 충격 및 진동 시험을 고려하였다. 그리고 초기 조건의 변화에 따른 점화 특성을 이해하기 위해서 연소시험을 수행하였다. 최종적으로 지상 시험을 통해 킥모터 추진제를 점화시키기에 충분한 에너지를 공급할 수 있다는 것을 검증하였다. A pyrogen type igniter was designed to satisfy the requirements of KSLV-I Kick Motor system. To insure the reliability of the igniter before the production of the flight model, we have been performed the structure, environmental, combustion tests. The hydraulic test was carried out to confirm the strength of the components of the igniter. The shock and vibration tests were considered to check whether the igniter operates normally under the severe environmental condition. The combustion tests were also performed to understand the ignition characteristics with the variation of initial condition. Finally, we confirmed that the igniter could provide the acceptable energy to ignite the propellant of kick motor at the ground test.
고현석(Hyeonseok Koh),한상엽(Sang Yeop Han) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
우주발사체에 사용하는 극저온 밸브용 위치지시기는 높은 신뢰성과 정확성을 가져야 한다. 극저온 환경에 노출되는 만큼 습기나 외부오염 등 환경 요인에 영향을 받지 않고 밸브의 상태를 측정하여야 한다. 이러한 요구조건을 만족할 수 있도록 영구자석과 리드스위치를 활용한 위치지시기를 개발하였다. 영구자석과 리드스위치의 특성을 분석하고 극저온 환경에 적용할 수 있는 부품을 선정하였다. 그리고 밸브 개폐 정보를 정확하게 측정할 수 있도록 부품의 형상과 위치를 고려하였다. 최종적으로 밸브 시제품에 적용하여 시험을 통해 설계 변수의 타당성을 검증하였다. The position indicator for cryogenic valves used in space launch vehicle should have high reliability and accuracy. Because the valves operate in cryogenic environment, the position indicator has to measure the valve status independently of the environmental factor, such as moisture and external contamination. We have developed the position indicator using a permanent magnet and reed switches to satisfy these requirements. We analyzed the characteristics of a permanent magnet and reed switches, then selected the appropriate components for cryogenic temperature. The shape and position of components were also considered to measure the open/close information of valve accurately Finally, the position indicator was applied to the valve prototype model, and verified the feasibility of design parameters.
힘평형 방정식을 활용한 산화제 벤트/릴리프밸브 릴리프모드 작동 특성 해석
고현석(Hyeonseok Koh) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
산화제 벤트/릴리프밸브의 릴리프모드 작동 특성을 이상 기체 상태 방정식과 힘평형 방정식을 활용하여 모델링하고 시험 결과와 비교하였다. 일정한 유량으로 탱크를 가압하는 상황에 대한 해석 결과, 벤트/릴리프밸브의 크래킹 압력 및 최종 평형 상태를 예측할 수 있었다. 하지만 반복적인 크래킹-재착 과정을 모사할 수는 없었다. 실제 시험 결과와 비교하기 위해서는 작동 요소의 변위 계산 시힘평형 방정식 대신 동적 모델을 적용하여 할 필요가 있다. The relief mode characteristics of oxidizer vent relief valve was simulated by modeling with ideal gas state equation and force balance equation, and was compared with the test results. Analyzing the case that the tank was pressurized with the constant mass flow rate, we could predict the cracking pressure of vent relief valve and the final equilibrium state. However we could not simulate the repeated process between cracking and re-seating. We have need to apply the dynamic model for calculating the displacement of moving parts instead of the force balance equation in order to compare the modeling with the test results practically.
산화제 벤트/릴리프밸브 밸브구동부 마찰력 저감 방안 연구
고현석(Hyeonseok Koh),김경석(Kyung-Seok Kim),한상엽(SangYeop Han) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
밸브구동압 15~22 ㎫에서 작동 가능하도록 에너자이드 씰을 적용하여 산화제 벤트/릴리프밸브 밸브구동부를 설계/제작하였다. 하지만 에너자이드 씰의 높은 마찰력으로 인하여 밸브 개폐 시 문제점이 나타났다. 이에 마찰력이 적고 극저온환경에서 기밀 특성이 좋은 포펫-시트 구조를 사용하는 밸브구동부를 설계하였다. 마찰력이 적은 포펫-시트 구조의 밸브구동부는 요구수명 400 회에서 안정적인 작동 성능을 보였으며 극저온 환경에서 기밀 요구 조건을 만족하였다. An actuator with energized seal of oxidizer vent relief valve was designed and manufactured to operate under the pilot pressure from 15 to 22 ㎫. However the valve malfunctioned during the opening and closing operation because of the high friction of energized seal. Hence the valve actuator was re-designed by using the poppet-seat structure of low friction and high pressure-tightness at cryogenic temperature. The actuator with low friction poppet-seat structure showed the stable performance during the required life of 400 times and satisfied the leakage requirement under cryogenic environment.