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박종연(Jongyoun Park),손갑식(Gabsik Son),이지형(Jihyung Lee),김재호(Jaeho Kim) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
로켓 엔진의 2축 회전 운동을 구현하기 위한 짐벌마운트는 높은 구조 강도와 강성, 낮은 베어링 마찰토크, 연소시간 동안의 충분한 수명 등의 요구조건들을 기준으로 개발된다. 여러 요구조건들에 대한 만족 여부는 부품 개발단계에서 검증되어야 하며, 이를 위한 적절한 시험 방법 및 절차의 수립은 성공적인 부품 개발과 발사 성공을 위해 필수적이다. 본 연구에서는 요구조건을 기반으로 개발된 로켓 엔진용 짐벌마운트의 적합성을 검증하고 그 규격을 확인하기 위한 개발시험 방법들을 제시한다. A gimbal mount for the two-axis gimbaling motions of the rocket engine requires high structural strength, high stiffness, low bearing friction torque and enough life cycle to guarantee its safe operation during the full duration of combustion. It has to be verified if the gimbal mount is developed satisfactory to the requirements at the component development phase. For this reason, to set up proper test methods and procedure is significant. This paper proposes the development test methods for the gimbal mount of the rocket engine to check and confirm its specifications based on the development requirements.
박종연(Jongyoun Park),전성민(Seongmin Jeon),김경석(Kyungseok Kim),정은환(Eunhwan Jeong),김현웅(Hyunung Kim),신윤철(Youncheol Shin) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
높은 압력 상태에서의 배관을 회전시키기 위해서는 회전시키고자 하는 위치에 유연성을 갖는 배관인 벨로우즈를 설치해야 한다. 이중 두 축 방향의 회전을 위한 짐벌 벨로우즈를 고압 배관에서 회전시키기 위해서는 회전 시 발생하는 주요 저항력들의 합을 초과하는 힘이 구동기를 통해 인가되어야 한다. 본 연구에서는 짐벌 벨로우즈를 작동시키는데 필요한 여러 힘 성분들을 시험을 통해 도출하는 방법과 도출된 힘들의 조합으로부터 회전 운동을 위한 구동기의 힘 패턴을 구하는 방법을 제시하고 작동 시험 결과와의 비교를 통해 제시된 방법의 타당성을 살펴본다. Bellows are one of the application to rotate the high pressure pipelines. For two axes rotation, hinged type gimbal bellows are used. Actuating torque is required to apply the rotating movement to the bellows and it is to be higher than the summation of the torque components such as torque due to the spring rate, lateral pressure force and bearing friction. In this paper, methods to derive the torque components of hinged type gimbal bellows are presented and application results are reviewed to see the adequacy of the use of the methods.
로켓엔진 짐벌베어링 마찰토크 시험장치의 횡하중 인가장치 영향성 최소화 방안에 관한 연구
박종연(Jongyoun Park),이문석(Moonseok Lee),정은환(Eunhwan Jung) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
액체로켓 엔진의 짐벌마운트는 엔진 조립체와 발사체 후방동체 사이에서 두 축 회전운동을 통해 발사체의 피치(pitch) 및 요(yaw) 방향 운동을 가능케 하는 엔진 구성품이다. 짐벌마운트 개발 적합성을 확인하기 위해 하중인가 및 짐벌링 기능과 강도, 강성, 마찰토크 등의 계측 기능을 반영한 시험장치를 개발하였다. 이 시험장치의 점검시험 중 횡방향 하중 인가장치에 의해 마찰토크 측정값이 왜곡되는 현상이 발견되어 이에 대한 원인분석 및 장치 개선을 수행하였으며 개선여부 확인을 위한 시험을 수행하였다. 장치개선 전 횡방향 인가장치 유무에 따라 마찰토크 측정값 차이가 30% 이상 발생하였으나 시험장치 개선을 통해 마찰토크 측정값 차이가 1% 이내로 줄어드는 것을 확인하였고 이를 통해 횡방향 인가장치 유무에 따른 마찰토크 측정값 왜곡 현상이 크게 개선됨을 확인하였다. A gimbal mount of rocket engine is an engine component to make a pitch and yaw movement of the launch vehicle possible by its two axis gimbaling motion. Test facility for the gimbal mount which has the function of load application, gimbaling motion and measurement of the strength, stiffness and friction torque has been developed. The distortion of the friction torque due to the side strut attachment has been found during the operation test of the facility. The expected cause was studied and the test facility was modified. Tests after the modification shows that difference of the friction torque due to the side strut attachment is about 1%, which was more than 30% before the modification.
신윤철(Shin Yun Cheol),김현웅(Kim Hyun Wung),방정석(Bang Jeong Seok),박종연(Jongyoun Park),김경석(Kim Kyungseok),전성민(Seongmin Jeon) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.12
본 논문은 한국형발사체 75톤 액체 로켓 엔진에 적용되는 고압유연배관 기술 개발에 대해 기술한다. 고압유연배관은 GIMBAL BELLOWS라고도 하며, 연소기 짐벌 방식을 사용하는 한국형 발사체에서 관절의 역할을 하는 기능을 가지고 있다. 75톤 액체 로켓 엔진의 고압배관을 연결하며, 연소기 짐벌 시배관의 기능을 유지하면서 연소기 짐벌을 가능하게 한다. 고압 유연 배관은 1단 엔진과 2단 엔진에서 산화제나 연료를 터보펌프로부터 연소실로 전달하는 고압배관의 구성 품으로서 극저온상태를 견뎌내고, 높은 작동압력 이상을 만족하여야 하며, 연소기 짐벌 시 짐벌 각도의 요구조건을 만족하여야 한다. 본 논문에서는 고압유연배관의 요구 조건을 만족하도록 제작한 기술 개발에 대하여 소개한다. This paper describes the development of high pressure gimbal bellows technology for 75ton liquid rocket engine of Korean launch vehicle. High pressure flexible house is also called GIMBAL BELLOWS, and it acts as a join of Korean Launch vehicle using the combustor gimbal method. The high pressure gimbal bellows enables a combustor gimbal with a 75ton liquid rocket engine maintaining the function of piping when the combustor gimbals behavior. High pressure gimbal bellows is a high pressure piping component that convey oxidizer and fuel from a turbo pump to a combustion chamber in a 1st stage engine and a 2nd stage engine and satisfies a cryogenic condition and high operating pressure. Also, the gimbal angle requirement of the combustor gimbal behavior must be satisfied. In this paper, we introduce the development technology which was manufactured to satisfy the requirements of high pressure gimbal bellows.