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      • 하이브리드 로켓 모터의 연소불안정 분석 및 저감 설계

        이정표(Jungpyo Lee),이선재(Sunjae Rhee),김진곤(Jinkon Kim),문희장(Heejang Moon),정식항(Sik-Hang Jung) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.12

        본 연구에서는 다이아프램(diaphragm)을 설치한 하이브리드 로켓에서 발생하는 연소불안정의 발생 메커니즘을 알아보고, 고체연료의 연소율은 증가하면서 연소불안정은 줄일 수 있는 그레인 설계를 제안하였다. 고체연료의 연소율을 증진시키기 위해 다이아프램을 설치한 하이브리드 로켓 모터에서 관찰되는 큰 연소불안정의 가진 요인은 전방 연소실에서 생성된 와류가 후방의 다이아프램에 부딪치면서 나타나는 hole-tone으로 판단된다. 또한 다이아프램의 고연소율 발생 메카니즘을 적용하면서 연소불안정은 줄일 수 있는 ‘Stepped Grain‘을 제안하였다. 본 연구의 실험조건에서 ‘Stepped Grain‘의 후퇴율은 single-port 그레인의 후퇴율에 비해 약 28% 이상 증가하였고, 압력 진동은 크게 줄었다. In this paper, the mechanism of the combustion instability which may occur in a hybrid rocket motor with a diaphragm was studied, and the design for the motor grain where regression rate of solid fuel was increased and combustion instability was reduced was suggested. It was confirmed that the main cause of the large combustion instability in a hybrid rocket motor with a diaphragm was hole-tone, and it was caused by a collision between a diaphragm and a vortex which was generated in a pre-chamber. And ‘Stepped Grain’ which had the mechanism for high regression rate in a motor with a diaphragm and could reduce a combustion instability was suggested. In this experimental conditions, the regression rate for ‘Stepped Grain’ was increased by more than 28% compared to the regression rate for single-port grain, and the fluctuation of chamber pressure was reduced highly.

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