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KIO<sub>4</sub>와 TiH<sub>2</sub>를 이용한 금속복합화약 개발
안길환,김상백,김준형,류병태,Ahn, Gilhwan,Kim, Sangbaek,Kim, Junhyung,Ryu, Byungtae 한국추진공학회 2020 한국추진공학회지 Vol.24 No.1
착화기에 많이 사용되고 있는 금속복합화약인 THPP(Titanium Hydride Potassium Perchlorate)는 금속연료로 타이타늄 수소화물(TiH<sub>2</sub>), 산화제로 과염소산칼륨(KClO<sub>4</sub>)을 주요 구성 성분으로 하는 파이로 테크닉 조성물이다. 그러나 산화제로 사용되는 과염소산칼륨은 갑상선 기능부전이나 종양 등을 일으킬 수 있는 유해물질로 염소 성분인 과염소산(ClO<sub>4</sub><sup>-</sup>)이 포함되어 있다. 본 연구에서는 과염소산칼륨의 대체물질로서 과옥소산칼륨(KIO<sub>4</sub>)을 적용하여 친환경 화약을 개발하였으며, 착화기에 적용하여 THPP 대체가능성을 확인하였다. THPP is a type of metallic complex explosive used in initiators, consisting of TiH<sub>2</sub> and KClO<sub>4</sub>. In this case KClO<sub>4</sub> includes ClO<sub>4</sub><sup>-</sup> which is a harmful substance that may cause thyroid dysfunction or tumors. In this study KIO<sub>4</sub> is applied to a new type of environmentally friendly explosive as a substitute to the conventional KClO<sub>4</sub>. Tests were carried out to see if KIO<sub>4</sub> can be made a successful replacement for KClO<sub>4</sub>.
안길환(Gilhwan Ahn),김상백(Sangbaek Kim),김준형(Junhyung Kim),류병태(Byungtae Ryu) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11
착화기에 많이 사용되고 있는 금속복합화약인 THPP(Titanium Hydride Potassium Perchlorate)는 금속연료로 타이타늄 수소화물(TiH₂), 산화제로 과염소산칼륨(KClO₄)을 주요 구성 성분으로 하는 파이로 테크닉 조성물이다. 그러나 산화제로 사용되는 과염소산칼륨은 갑상선 기능부전이나 종양 등을 일으킬 수 있는 유해물질로 염소 성분인 과염소산(ClO₄-)이 포함되어 있다. 본 연구에서는 과염소산칼륨의 대체물질로서 과옥소산칼륨(KIO₄)을 적용하여 친환경 화약을 개발하였으며, 착화기에 적용하여 THPP 대체가능성을 확인하였다. THPP is a type of metallic complex explosive used in initiators, consisting of TiH₂ and KClO₄. In this case KClO₄ includes ClO₄ - which is a harmful substance that may cause thyroid dysfunction or tumors. In this study KIO4 is applied to a new type of environmentally friendly explosive as a substitue to the convensional KClO₄. Tests were carried out to see if KIO₄ can be made a successful replacement for KClO₄.
안길환(Gilhwan Ahn),김장호(Jangho Kim),김상백(Sangbaek Kim),이정복(Jungbok Lee),류병태(Byungtae Ryu) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
착화기는 외부로부터 인가된 전기에너지를 화학에너지로 변환하는 일종의 에너지 변환장치로서 유도탄 및 우주발사체의 추진기관 점화 및 다양한 기계장치(PMD)의 작동 에너지원으로 사용된다. 본 연구에서는 착화기의 주 에너지원인 화약(ZPP, THPP) 최적화 설계를 통해 에너지 방출이 정밀한 고성능 화약을 제작하였으며, 압력별 착화기 2종을 제작하였다. 제작된 착화기는 밀폐용기를 이용한 성능시험을 통해 기존 착화기와 에너지 방출 성능을 비교 평가하였다. Electric initiator is an energy converting device which transforms applied electrical energy into chemical energy. It is utilized in various areas such as in igniting guided missile, rocket propulsion motors, or as PMD’s energy sources. In this study, three explosives which are used as main energy source (ZPP, BKNO3, THPP) were designed optimally for bursting energy in as accurate range as possible. Three initiators were manufactured. Then The initiators went through a test to compare their performance with existing products, in a closed bomb shell.
PMD용 BKNO<sub>3</sub> 금속화약의 제조공정 및 특성분석
심정섭,김상백,안길환,김준형,류병태,Shim, Jungseob,Kim, Sangbaek,Ahn, Gilhwan,Kim, Junhyung,Ryu, Byungtae 한국추진공학회 2018 한국추진공학회지 Vol.22 No.3
고체 점화제 $BKNO_3$는 항공우주 및 유도탄 등의 점화제로 널리 적용되는데 본 연구에서는 $BKNO_3$의 제조공정과 특성평가를 수행하였다. 이 고체 점화제는 금속분말과 산화제 그리고 유기 고분자물질(결합재)로 구성된다. 증발법(evaporation process)을 사용하여 원료들을 균질하게 혼합하였다. CEA 프로그램을 사용하여 $BKNO_3$의 물질특성 및 열적 반응 해석을 통한 최적 조성비를 설계하였으며, 입도, 형상, 감도, 열량 분석 등의 특성 평가를 수행하여 결과를 분석하였다. This study investigated the manufacturing process and characteristics of $BKNO_3$ (Boron Potassium Nitrate) as a pyrotechnic propellant that is commonly used in the aerospace, defense, and automobile industries. The solid mixture was composed of oxidizing agent, fuel, and binder. Evaporation process was used to uniformly mix the raw materials. The optimal ratio of composition was designed through the CEA program analysis of the material characteristics and thermal responses. Further the size, shape, sensitivity, and calorimetry characteristics were studied.
이승복(Lee Seungbok),안길환(Gilhwan Ahn),윤지상(Jisang Yoon),노관영(Kwanyoung Noh),유지창(Jichang Yoo) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
추진제나 화약류는 열적/시간적 노화를 거친 이후에 물리적 변화나 화학적 변화가 일어날 수 있다. 이것은 곧 화공품을 이용하는 로켓 모터나 분리장치 등의 오작동을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 해당 변화를 정량화하기 위해 레이저 점화에 의한 지연시간 및 연소시간을 측정하였다. 결과적으로 일부 시료에서 지연시간의 감소가 관찰되었다. 향후 노화시료에 대한 점화지연과 레이저광 에너지 밀도의 관계를 밝힐 수 있는 실험이 필요할 것으로 판단된다. Propellants or explosives may undergo physical and chemical change after being stored for lengths of time or thermally cycled. This could lead to malfunctions of rocket motors or separation devices using pyrotechnics. In this study, an attempt has been made to define the change occured in such property by measuring ignition delay and burn time by laser ignition method. As a result, decrease in ignition delay in one of explosives has been observed. For further purpose, experiment on ignition delay as a function of laser beam flux density of aged explosives might need to be carried out.
고압 밀폐용기 내 에너지 물질(ZPP)의 점화지연 및 연소 현상 연구
한두희(Doohee Han),성홍계(Hong-Gye Sung),안길환(Gilhwan Ahn),김준형(Junhyung Kim),류병태(Byungtae Ryu) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
파이로 작동기구에 사용되는 장약인 Zirconium Potassium Perchlorate의 점화 및 연소 특성을 파악하기 밀폐용기 내에서 생성되는 압력을 측정하는 연소실험을 수행하였다. 압력선도 결과와 성능해석 결과를 비교하여 비정상 성능해석 코드의 검증이 가능하다. 하지만 밀폐용기의 부피가 커지면 내부 장약의 확산 현상으로 인해 지연시간이 발생하여 압력 거동에 차이가 발생하는 현상을 관측 하였다. 점화지연 효과는 용기의 부피가 작아질수록 감소하는 것을 관측 하였고, 점화지연 모델링을 성능해석 모델에 적용하여 부피와 압력 수준에 따른 CBT의 점화지연에 대한 정량적 분석을 수행하였다. Combustion characteristics of Zirconium Potassium Perchlorate (ZPP) commonly used in a pyrotechnically actuated system could be evaluated using the closed bomb test. It is conducted by measuring the pressure histories caused by a combustion of ZPP in a closed bomb. Performance predicting code based on the theoretical modeling can be validated by comparing experimental data with the result of performance analysis model. However, it was observed a ignition delay of ZPP in a large volume of bomb because of the particle dispersion phenomenon. The effect would be weakened as a volume of a bomb becomes smaller. The effect of ignition delay in a closed bomb test with regards to a volume of a vessel was conducted and the analysis was quantitatively established by adopting a ignition delay model to the performance analysis code.
김다솜(Dasom Kim),이승복(Seungbok Lee),안길환(Gilhwan Ahn) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.5
최근, 착화장치 성능이 정밀해짐에 따라 압력 계측시스템 또한 신뢰성이 요구되고 있다. 일반적으로 착화장치 성능시험은 밀폐용기 시험(CBT) 방식을 사용하고 있다. 그러나 전원인가장치, 압력 센서와 저역통과필터의 변수는 압력 계측 값의 신뢰성을 저하시키는 주요한 요인 중 하나이다. 본 논문에서는 압력 계측시스템이 착화장치 신뢰성에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 착화장치 계측시스템의 표준안을 제시하였다. Recently, as the accuracy of initiator performance has been improved, pressure measurement system demands reliability. Performance test of initiator is generally applied to CBT(Closed Bomb Test). However, power supply, variable of pressure sensor and LPF(Low Pass Filter) is regarded as one of the primarily causes for measurement value of pressure degradation. In this paper, the reliability degradation mechanism of initiator performance induced by variable of pressure measurement system. Also, a standard for the measurement system is presented.