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임병직(Byoungjik Lim) 한국추진공학회 2023 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.11
차세대발사체개발사업 예비타당성조사 보고서에서 사업의 목적부터 시작하여 선정된 시스템 구성과 조사 과정에서 외부자문단에 의해 논의된 의견 등을 확인하였다. 차세대발사체는 1.8톤의 착륙선을 달전이궤도에 올리기 위해 설계되어, 10년 동안 약 2조원의 예산으로 개발되어 3회 발사를 수행할 예정이다. 예비타당성조사 보고서는 새로운 발사체의 위험성을 고려하여 발사 횟수를 2회에서 3회로 증가시키는 변경 후에 0.429의 비용편익을 추산하였다. 하지만, 2040년까지 차세대발사체를 활용할 수 있는 수요가 달탐사 임무뿐이라는 것은 개발기간 동안 지속적으로 고민되어야 할 내용이다. In the preliminary feasibility analysis report on the KSLV-III program, starting with the objective of the program, one may examine the selected system configuration and read evaluations of an external advisory committee during the analysis period. The next generation launch vehicle will be sized to carry a 1.8 ton lunar lander to a lunar transfer orbit, and it will be developed and launched three times in the next 10 years with a total budget of 2 trillion won. As a results of the report, the cost-benefit ratio of 0.429 was justified after the number of launches has been increased from two to three to accounting for the risk involved with the new vehicle. However, it should be kept in mind that the use of KSLV-III is limited only to the lunar mission til 2040.
임병직(Byoungjik Lim),김철웅(Cheulwoong Kim),이금오(Keum-Oh Lee),이기주(Keejoo Lee),박재성(Jaesung Park),안규복(Kyubok Ahn),남궁혁준(Hyuck-Joon Namkoung),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11
최근 발사체 개발의 큰 흐름을 살펴보면, 친환경, 저비용, 재사용, 심우주 탐사를 위한 저장성, 외부행성에서의 추진제 확보 가능성 등의 이유로 액체 메탄이 로켓 연료로 각광 받기 시작했다. 이미 메탄엔진의 개발을 완료한 기업도 있으며 전반적으로는 많은 국가와 기업이 메탄엔진의 신규 개발에 나선형국이다. 재사용 발사체 기술의 보편화, 국제적인 엔진개발 추세에 발맞춰 미래의 경쟁력과 임무 유연성을 확보하려면 엔진 개발 기간 등을 고려해서 가능한 빨리 메탄엔진 개발을 추진해야 하며, 제작 및 시험 인프라, 활용성, 개발 비용 등을 종합적으로 고려하면 부스터 엔진보다 저추력 엔진을 선행 개발하는 것이 더 적절한 것으로 판단된다. Selecting liquid methane as fuel is a prevailing trend for recent rocket engine developments around the world, triggered by its environment-friendliness, affordability, reusability, storability for deep space exploration, and prospect for in-situ resource utilization. A few companies in the forefront of advancing rocket engine technology have already completed the development of lox-methane engines, and a number of entities from both private and public sectors are actively pursuing the development of so-called methane engine. Given years of time required for acquiring a new rocket engine, a national-level R&D program to develop a methane engine is highly desirable at the earliest opportunity in order to catch up with this worldwide trend towards reusing launch vehicles for competitiveness and mission flexibility. In light of the monumental cost associated with development, fabrication, and testing of a booster stage engine, it is strategically a prudent choice to start with a low-thrust engine and build up space application cases.
임병직(Byoungjik Lim),김문기(Munki Kim),김현준(Hyeon-Jun Kim),강동혁(Donghyuk Kang),김종규(Jonggyu Kim),최환석(Hwan-Seok Choi) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5
한국형발사체 1, 2단에 사용되는 75톤급 액체로켓엔진 가스발생기 개발시제 3기를 이용한 연소시험 결과를 기술하고 엔진시스템 요구조건과 비교하여 그 적합성을 평가하였다. Combustion test results were described of the 3 development test articles of the gas generator for a 75 tonf-class liquid rocket engine which is the component of the 1st and 2nd stage of the Korea Space Launch Vehicle II and the conformance with the engine system requirements was evaluated.
임병직(Byoungjik Lim),김종규(Jonggyu Kim),이광진(Kwang-Jin Lee),김문기(Munki Kim),안규복(Kyubok Ahn),강동혁(Donghyuk Kang),서성현(Seonghyeon Seo),한영민(Yeong-Min Han),최환석(Hwan-Seok Choi) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
75톤급 액체로켓엔진의 성공적인 개발을 위해서는 각 구성품에 대한 다수의 시험이 수행되어야 하며 이러한 상황은 연소기에서도 동일하다. 하지만 한국항공우주연구원에서 운용 중인 시험설비는 75톤급 연소기를 정상 추력으로 수행하기에는 부족하다. 연소기 개발 시험에 접어들기 이전에 시험설비는 준비가 되어야 하기 때문에 시험설비의 구축이 급박하다. 본 논문에서는 이와 같은 긴급한 필요성으로 수행한 75톤급 액체로켓엔진 연소기 시험설비의 기본설계 내용을 기술한다. For the successful development of 75 tonf class liquid rocket engine, a plenty of tests on each engine component has to be performed and this is equally true for a combustor. However the test facility which is in operation at Korea Aerospace Research Institute lacks its capacity to perform fire tests of a 75 tonf class combustor at its nominal thrust. Since the test facility has to be ready prior to the start of development tests, it is very urgent to establish the test facility. The preliminary design of a test facility for a 75 tonf class combustor which was performed according to the urgent necessity is described in the paper.
임병직(Byoungjik Lim),임하영(Ha Young Lim),이기주(Keejoo Lee),박재성(Jaesung Park) 한국추진공학회 2021 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
한국항공우주연구원 미래발사체연구단은 액체메탄엔진에 중점을 둔 소형발사체 상단의 선행기술을 개발하고 있다. 성능과 저비용을 검토하여 상단엔진은 메탄을 연료로 사용하는 팽창식 사이클로 결정되었으며, 최대한 많은 부품에 적층제작 기술을 적용할 계획이다. 본 논문에서는 1톤급 메탄엔진용 적층제작 연소기를 활용한 연소시험 준비 및 점화시험 과정에 대해서 소개하며, 향후 진행 방향에 대해서도 간단히 제시한다. The Future Launcher R&D Program Office of the Korea Aerospace Research Institute is developing preceding technologies for an upper stage of a small-satellite launch vehicle, with a focus on the liquid methane engine. An expander cycle has been chosen for the upper stage engine through a trade-off of performance and cost, and additive manufacturing technologies will be adopted to as many components as possible. In this work, we describe test preparation activities for hot firing and ignition tests of a thrust chamber for a 1-tonf class methane engine and briefly touch upon a near-term test plan.
로켓엔진 연소기 내열 세라믹 코팅의 내구성 검증 및 열전달 특성 파악을 위한 연소시험
임병직(Byoungjik Lim),김종규(Jonggyu Kim),조미옥(Miok Joh),최환석(Hwan-Seok Choi) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
로켓엔진 연소기에 적용된 내열 세라믹 코팅에 대해 연소기 작동 조건에서 연소시험을 수행하고 내구성을 검증하였다. 연소시험을 통해 6종의 코팅에서 2종에 대한 내구성이 확인되었으며, 연소시험에서 계측된 재생냉각 연료 온도와 해석 결과를 비교하여 열전달 특성의 예측 가능성을 확인하였다. Durability of thermal barrier ceramic coating used in a thrust chamber of liquid rocket engine was verified by hot firing tests in the operating condition of a thrust chamber. Durability of two types of coating out of six different types was validated by hot firing tests, and predictability of heat transfer characteristics was validated by comparing measured kerosene temperature in regeneratively cooled channel with a analytic results.