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한영민,고영성,양수석,이대성,Han, Yeoung-Min,Ko, Young-Sung,Yang, Soo-Seok,Lee, Dae-Sung 대한기계학회 2002 大韓機械學會論文集B Vol.26 No.8
In this paper, the test results of the combustion for 2 IAFR lean fuel models are described. The need for the low emission combustor has been issued from the concern on the increase of green house and the destruction of ozone layer. To evaluate the flow and combustion performance of newly designed 21AFR lean modules, the hydraulic tests in stereolithographic airflows models, the low pressure combustion tests in three injectors model for weak extinction and ignition and the high pressure combustion tests in single sector for NOx, SAE and efficiency are performed. The low pressure tests reveal that the governing parameters in weak extinction and ignition at atmospheric condition are prefilmer length, swirl flow rotation direction, secondary swirl angle and flow split. As a result of combustion test at high pressure, the efficiency and smoke level are satisfied with performance targets, but EINOx of 17.8 is higher than target value of 13.1 The high pressure tests show that the main parameters influenced on NOx are primary swirl angle, swirl flow rotation direction, heatshield exit angle and liner mixing hole location.
한영민,김승한,서성현,이광진,김종규,Han, Yeoung-Min,Kim, Seung-Han,Seo, Seong-Hyeon,Lee, Kwang-Jin,Kim, Jong-Gyu 한국항공우주연구원 2005 항공우주기술 Vol.4 No.2
본 논문에서는 와류형 및 충돌형 분사기를 가진 액체로켓엔진용 축소형 연소기의 기본 설계 및 상세설계에 대해 기술하였다. 와류분사기는 내부에 액체산소 외부에 케로신을 공급하여 노즐 내부 또는 외부에서 혼합하는 구조를 가지고 있다. 축소형 연소기는 분사기 헤드, 삭마 냉각방식의 내열재 연소실 그리고 물냉각 노즐로 구성되어 있다. 분사기 헤드는 18개의 주 분사기, 하나의 중앙 분사기, 연료 메니폴드, 산화제 매니폴드 그리고 추진제 분배기 등으로 구성되어 있다. The procedure of conceptual and detailed design of sub-scale combustor using bipropellant swirl or impinging injector with external or internal mixing for a liquid rocket engine are described in this paper. The sub-scale combustor uses liquid oxygen(LOx) and kerosene as propellants and has a injector head, an ablative material combustor wall and a water cooled nozzle. The injector head has LOx manifold, fuel manifold, fire face plate, one center swirl or impinging injector and 18 main swirl or impinging injectors.
한국형발사체 액체엔진 연소기 및 터보펌프 시험설비 배치 및 설계에 대한 검토
한영민(Yeoung-Min Han),조남경(Nam-Kyung Cho),정용갑(Young-Gahp Chung),김승한(Seung-Han Kim),유병일(Byung-il Yu),이광진(Kwang-Jin Lee),김진선(Jin-Sun Kim),김지훈(Jihoon Kim) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5
한국형발사체 추진기관 개발을 위한 연소기 연소시험설비와 터보펌프 실매질 시험설비의 배치 및 설계에 대해 간략히 기술하였다. 연소기 연소시험설비 및 터보펌프 실매질 시험설비에서 75톤급 액체로켓엔진의 부품인 연소기 및 터보펌프의 개발 및 인증시험을 수행할 예정이다. 연소기 및 터보펌프 시험설비의 유공압 설비, 제어계측 시스템, 시험 스탠드 그리고 부대설비에 대한 상세설계를 완료하였다. The result of design review and arrangement of a combustion chamber test facility(CTF) and a turbo-pump real propellant test facility(TPTF) is briefly described. The development/qualification tests of combustion chamber and turbo-pump for 75ton-class liquid rocket engine will be performed in CTF and TPTF. The critical design of hydraulic-pneumatic system, control and data acquisition system, test stand cell, and auxiliary facilities in CTF and TPTF was performed.
한영민(Yeoung-Min Han),김종규(Jonggyu Kim),이광진(Kwang-Jin Lee),임병직(Byoungjik Lim),안규복(Kyubok Ahn),김문기(Munki Kim),서성현(Seonghyeon Seo),최환석(Hwan-Seok Choi) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.5
추력 30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기에서 수행했던 연소시험의 결과에 대해 기술하였다. 연소기의 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 약 89 kg/s 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 연소기는 분사기 헤드, 배플분사기 그리고 재생냉각 연소실 등으로 구성하였다. 연소시험은 설계점뿐만 아니라 탈설계점 등 다양한 조건에서 이루어졌다. 연소특성속도는 약 1738부터 1751 m/sec이며, 비추력은 약 253에서 270 sec 정도의 값을 얻었다. 재생냉각 연소기의 최대 연소특성속도는 혼합비 2.35에서 나타났으며 최대 비추력은 혼합비 2.5에서 나타났다. Results of combustion tests performed for a regenerative cooling combustor of a 30 tonf-class liquid rocket engine were described. The combustion chamber has chamber pressure of 60 bar, propellant mass flow rate of 89 kg/s, and nozzle expansion of 12. The combustion chamber is composed of mixing head, baffle injector, and regenerative cooling chamber. The hot firing tests were performed at design and off-design points. The test results show that the combustion characteristic velocity is in the range of 1738~1751 m/sec and the specific impulse of the combustion chamber is in the range of 253~270 sec. The peak of combustion characteristic velocity and specific impulse for this combustor is shown at mixture ratio of 2.35 and 2.5, respectively.
30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기 저압 연소시험 결과
한영민(Yeoung-Min Han),김종규(Jonggyu Kim),이광진(Kwang-Jin Lee),임병직(Byoungjik Lim),안규복(Kyubok Ahn),김문기(Munki Kim),서성현(Seonghyeon Seo),최환석(Hwan-Seok Choi) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.5
30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기에서 넓은 영역에서의 연소기 작동성 및 연소성능 등을 확인하기 위한 저압 및 설계/탈설계점 연소시험 결과에 대해 기술하였다. 연소기의 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 약 89 kg/s 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 연소특성속도에 대한 압력의 영향은 혼합비 에 따라 크게 나타났다. 연소기의 비추력은 혼합비에 크게 영향을 받지 않았고 압력에 비례함을 알 수 있었다. 본 결과는 향후 대형 연소기에서 저압 연소시험의 가능성을 제시할 뿐만 아니라 대형 연소기의 고압 연소압력에서의 연소성능을 예측하는 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다. Test results of combustion chamber to verify the operation and the combustion performance at low pressure, design and off-design conditions for 30ton-class liquid rocket engine were described. The combustion chamber has nominal chamber pressure of 60 bar, propellant mass flow rate of 89 kg/s, and nozzle expansion of 12. Effects of chamber pressure on combustion characteristic velocity are largely affected by mixture ratio. The specific impulse of combustion chamber is proportional to the chamber pressure regardless of the mixture ratios. The present results can be used as the base to predict the combustion performance of large sized chamber at high pressure while demonstrating the possibility of low pressure firing test of large sized chamber.
외부혼합 와류분사기를 장착한 액체로켓엔진용 축소형 연소기 개발
한영민(Yeoung Min Han),김승한(Seung Han Kim),서성현(Seonghyeon Seo),이광진(Kwang Jin Lee),김종규(Jong Gyu Kim),설우석(Woo Seok Seol) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.10
본 논문에서는 와류분사기를 가진 액체로켓엔진용 축소형 연소기의 설계/제작/시험에 대해 기술하였다. 와류분사기는 내부에 액체산소 외부에 케로신을 공급하여 노즐 외부에서 혼합하는 구조를 가지고 있다. 축소형 연소기는 분사기 헤드, 삭마 냉각방식의 내열재연소실 그리고 물냉각 노즐로 구성되어 있다. 분사기 헤드는 18개의 주 분사기, 하나의 중앙 분사기, 연료 메니폴드, 산화제 메니폴드 그리고 추진제 분배기 등으로 구성되어 있다. 축소형 연소기 제작 후 수류시험 및 점화시험을 거쳐 설계점 및 탈설계점에서의 연소시험을 성공적으로 수행하였다. 연소시험결과 분사기 차압은 수류시험시의 값과 비슷하였고 연소효율은 목표치보다 높게 나왔으며, 정상연소시 동압의 진폭은 규격조건을 만족하였고 고주파 연소 불안정은 발생하지 않았다. The procedure of design and manufacture of sub-scale combustor using bipropellant swirl injector with external mixing for a liquid rocket engine are described. The results of cold flow test, ignition test and combustion test of the sub-scale combustor are also given in this paper. The sub-scale combustor uses liquid oxygen(LOx) and kerosene as propellants and has a injector head, an ablative material combustor wall and a water cooled nozzle. The injector head has Lax manifold, fuel manifold, fire face plate, one center swirl injector and 18 main swirl injectors. The cold flow, ignition and combustion tests were successfully performed without damage of combustor. Results of hot firing tests show that combustion efficiency meets the target of design and operations of start and stop cyclogram are stable and high frequency combustion instability does not occur.