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문인상,문일윤,하성업,Mun, In-Sang,Mun, Il-Yun,Ha, Seong-Eop 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2
2차 대전 이후 미국과 소련의 우주 경쟁으로 인해 로켓엔진에 대한 많은 발전이 이루어졌고 그 결과 새로운 엔진 사이클과 많은 종류의 추진제가 개발되었다. 냉전 후 많은 ICBM이 민간용으로 개조되었지만 대부분의 민간용 발사체는 연료로 케로신과 액체수소를 사용하고 있다. 아폴로 계획까지 우주개발 초창기에는 미, 소 양국 모두 케로신 엔진을 주축으로 사용하였으나 우주왕복선의 시대가 도래한 이후 미국에서는 수소엔진을 주력으로 사용하였다. 그러나 현재 우주왕복선이 퇴역한 이후 러시아의 도움을 받아 개발 혹은 수입된 케로신 엔진이 델타와 아틀라스에 사용되고 있다. 또한 최초의 민간발사체인 팰콘에도 멀린이라는 케로신 엔진이 적용되었다. 수소엔진 이후에 새로이 개발되고 있는 메탄엔진은 아직 실용화에는 이르지 못하였기 때문에 적어도 당분간은 케로신 엔진이 로켓엔진 분야를 선도할 것으로 보인다.
Research on the Low-Frequency Combustion Characteristics of an Oxygen-Rich Preburner
문인상,문일윤,하성업 한국추진공학회 2013 한국추진공학회지 Vol.17 No.1
Combustion pressures were measured to study combustion stability for an oxygen rich preburner by both of static and dynamic pressure sensors. The resolutions of each static and dynamic pressure sensor are the 1,000 Hz and 25,600 Hz, respectively. The nominal combustion pressure of the preburner was 200 bar but 80 bar was used at the several initial tests for the safety reason. Two stage ignition was applied to reduce the ignition impact for every tests including the tests with 200 bar combustion pressure. The tests lasted for 10 sec. max. and a little fluctuations of pressure was observed during the main mode. The measured pressures were studied by FFT analysis and no noticeable frequency coupling was found. Thus the preburner can be regarded as stable and it can be utilized for further study on staged combustion cycle liquid rocket engine.
문인상,이선미,Il Yoon Moon,Jae Han Yoo,Soo Yong Lee 한국우주과학회 2011 Journal of Astronomy and Space Sciences Vol.28 No.3
A series of computational analyses was performed to predict the cooling process by the cooling channel of preburners used for kerosene-liquid oxygen staged combustion cycle rocket engines. As an oxygen-rich combustion occurs in the kerosene fueled preburner, it is of great importance to control the wall temperature so that it does not exceed the critical temperature. However, since the heat transfer is proportional to the speed of fluid running inside the channel, the high heat transfer leads to a trade-off of pressure loss. For this reason, it is necessary to establish a certain criteria between the pressure loss and the heat transfer or the wall surface temperature. The design factors of the cooling channel were determined by the computational research, and a test model was manufactured. The test model was used for the hot fire tests to prove the function of the cooling mechanism, among other purposes.
문인상,문일윤,정은환,박순영 항공우주시스템공학회 2017 항공우주시스템공학회지 Vol.11 No.4
액체로켓엔진은 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 각종 밸브 및 배관, 조인트, 오리피스, 튜브, 하니스, 센서 등이 결합되어있는 매우 복잡한 시스템이다. 대부분의 액체로켓엔진 부품은 IT(ISO Tolerance) 기준으로 6등급 이상의 높은 정밀도를 요구하며 정상운용 전후 시동과 종료 등과 같은 비정상 시의 응답에도 대응해야한다. 따라서 엔진 시스템 및 부품은 넓은 영역에서 안정적으로 동작할 수 있도록 설계되어야하며 조립은 이러한 설계철학을 충실히 반영하여야 한다. 엔진 설계 시에는 부품 간에 물리적 혹은기능적 간섭이 없도록 공간배치를 해야 하며 조립 중 조립성과 조립 후 유지보수의 효율성까지도 고려되어야 한다. 특히 양산품이 아닌 개발 단계에서는 조립 중 부품 간 공차의 누적, 각종 구성품의 비정렬, 부품 인터페이스 간의 불일치 등이 발생할 수 있다. 즉, 엔진조립공정은 개발 중 내재되어있는 각종위험이 현실화 되는 위기 혹은 예상치 못한 사건(incident)이 발생하기 쉬운 작업이다. 그러므로 조립 중사건이 발생했을 경우를 대비한 신속한 대응시스템이 구비되어야한다. 이 연구에서는 위에서 언급한 사항들의 기본적 대응방법과 한국형발사체에 탑재되는 7 tonf 급 엔진의 실제 조립공정을 다루었다. Liquid rocket engines (LREs) are very complex systems that include combustion chambers, turbopumps, gas generators, ducts and tubes, valves and etc. Most components of the LREs require higher than or equal to level 6 IT (ISO Tolerance). The components along with pipe line and/or tubing must dispose not to interfere each other. In addition, effectiveness of maintenance and service after assembling should be considered when the allocation of the components are determined. Especially at the stage of the development, tolerance accumulations or unpredictable errors may result in misalignment and/or mismatches at interfaces of the parts. Namely, it is the engine assembling process that many inherent risks are realized and crises or incidents occur. Therefore, a rapid reaction system should be prepared. In this research, 7 tonf class liquid rocket assembling process was studied and actual building steps were introduced.