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하이브리드 로켓의 추력제어를 위한 추력 섭동 감쇠에 관한 연구
강완규(Wankyu Kang),최재성(Jae Sung Choi),허환일(Hwanil Huh) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.5
정확한 산화제 유량조절은 하이브리드 로켓의 추력제어에 매우 중요하다. 산화제 유량제어를 위해 스텝모터와 니들밸브를 결합하여 장치하고 Labview 프로그램으로 제어하는 산화제 유량제어 장치를 설계하였다. 하이브리드 로켓 연소실험에 사용한 산화제는 기체산소를 사용하였고, 추진제로는 PolyCarbonate, PolyEthylene PMMA를 사용하였다. 본 연구에서는 초기 추력제어 실험에서 발생한 추력 섭동(Oscillation)을 감쇠시키기 위한 연구로 추력제어 실험에서 공급되는 산화제 배관 유속의 변화를 통해 발생되는 추력 섭동의 원인을 분석하였으며, 추진제 종류에 따라 달라지는 안정적인 제어 조건을 찾기 위한 연구를 수행하였다. Precise control of oxidizer mass flow rate is important for hybrid rocket thrust control. In this study, oxidizer mass flow rate control system is developed by using stepping motor which is controlled by Labview program. Gox is used for oxidizer and PolyCarbonate, PolyEthylene, and PMMA is used for solid propellant. To suppress thrust oscillation during thrust control experiment, schematics of the experiment is analysised and revised. Results show that thrust oscillation is suppressed successfully.
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GOx/PC 하이브리드 로켓의 추력제어 환경에서 후퇴거리 예측
강완규(Wankyu Kang),허환일(Hwanil Huh) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
본 연구에서는 Lab-Scale의 하이브리드 연소기를 이용하여 하이브리드 로켓의 추력제어 범위와 연소시간에 따른 추진제의 후퇴거리를 분석하기 위하여 산화제 유량에 따른 추진제별 연소 특성을 파악하였다. 산화제 유량을 제어하기 위해서 니들 밸브와 스텝모터를 결합하여 스텝모터의 구동에 의해 니들밸브의 개폐량을 조절할 수 있도록 배관 시스템을 설계하였다. 산화제 유량 변화를 통해 추진제에 따른 질유량과 후퇴율 관계식을 유도하였다. 추력제어를 하면서 명령 추력 값에 따른 산화제 유량을 통해 후퇴거리를 예측하였으며 실제 추력제어 연소 실험을 통해 신뢰성을 확인하였다. In this study, we analyze the characteristic of burning classified by a propellant according to a flux of an oxidizer to analyze propellant regression distance in accordance with a thrust control and burning time of hybrid rocket using hybrid combustor of Lab-Scale. To control a flux of an oxidizer, we design flow control system to regulate the mount of opening and shutting of a needle valve by a driving of stepping motor by a combination the needle valve with stepping motor. We derive the relationships between mass flow rate and regression rate according to a propellant through the oxidizer flux change. While doing the thrust control, we estimate regression distance through the oxidizer flux in accordance with thrust and confirm the creditability through the actual thrust control burning experimentation.
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윤동익(Dongik Yun),강완규(Wankyu Kang),이용우(Youngwoo Lee),이종률(Jonglyul Lee),허환일(Hwanil Huh) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
추진시스템의 추력제어를 목적으로 50 N급 PE(폴리에틸렌)-GOx(기체산소) 하이브리드 로켓을 제작하고, 기체산소의 질유량을 변화시켰다. 기초실험 결과, 기체산소의 질유량 제어를 통한 하이브리드 로켓의 추력제어 가능성을 확인하였다. In order to control thrust of propulsion system, we built the 50 Newton level PE-GOx hybrid rocket, and changed the mass flow rate of GOx. From the preliminary experiential results, we could see possibility of controlling thrust of hybrid rockets by controlling mass flow rate of GOx.
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최재성(Jae Sung Choi),강완규(Wankyu Kang),허환일(Hwanil Huh) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회지 Vol.15 No.1
In this study, we tried to improve the thrust control performance through the thrust control combustion experiment of the hybrid rocket. We constructed the system which controls the oxidizer flow by combining a needle valve with a stepping motor and controlling the stepping motor drive according to the thrust control command order. Gas oxygen was used as the oxidizer for two different propellants, PE(Polyethylene), PC(Polycarbonate), respectively. To improve the slow response time and the oscillation phenomenon in the beginning stage of the thrust control combustion experiment, we measured and analyzed the change of the flow speed of the propellant pipe. The revised thrust control combustion experiment showed that the thrust was stably controlled with the margin or error from the thrust command within ±1 N.
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