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여인석(Inseok Yeo),강선일(Sunil Kang),안재철(Jaechel An),이재준(Jaejun Lee),서종원(Jongweon Seo) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
한국항공우주연구원에서는 현재 대한민국 독자적인 기술의 한국형발사체를 개발하고 있다. 따라서 한국형발사체의 추진기관에 적합한 새로운 발사대시스템의 개발이 요구된다. 한국형발사체는 나로호와 비교하여 추력변화 및 단 구성변화와 추진배관 및 구성품의 규격변화가 발생하였기 때문에 이에 대응되는 연료공급설비 구축이 무엇보다도 중요하다. 이번 상세설계에서는 예비설계 결과를 바탕으로 보다 구체적인 공급라인 구성과 구성품의 규격을 설계하였고, 충전개념을 결정하였다. 또한 케로신 공급운용 및 사전작업에 필요한 계획을 수립하였고 이에 따른 운용알고리즘을 구성하였다. 본 논문에서는 이에 대한 전반적인 내용을 소개하였다. Korea Aerospace Research Institute(KARI) is now developing Korea Space Launch Vehicle-Ⅱ(KSLV-Ⅱ) with Korean own technology. Thus, development of a new launch complex system that corresponds to propulsion engine is required. Becasue thrust, stage composition, the propulsion system and components are changed comparing KSLV-Ⅰ and KSLV-Ⅱ, it is important to establish the appropriate kerosene filling system. In this critical design process, specific supply line and specification of components are designed and the concept of kerosene filling is determined based on results of preliminary design. Also, plans of supply operation and prerequisite are established and operation algorithms are formed. In this paper, an overview for the kerosene filling system is introduced.
한국형발사체 연료 동시충전을 위한 유량제어 방식에 대한 고찰
여인석(Inseok Yeo),이재준(Jaejun Lee),안재철(Jaechel An),강선일(Sunil Kang) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5
한국형발사체 발사를 위하여 나로우주센터에 제 2발사대가 구축될 예정이며 연료공급설비 역시 새롭게 설치된다. 한국형발사체 발사대시스템의 연료공급설비는 나로호 발사대의 설계를 기본 바탕으로 하였다. 하지만 한국형발사체는 나로호 또는 시험발사체와는 달리 3단형 발사체이기 때문에 연료 이송펌프 1대로 1, 2, 3단의 발사체 연료 탱크로 연료를 공급해야한다. 유동해석을 통해 충전 시나리오를 선정하는 과정에서 펌프 토출압력의 급격한 상승 문제를 확인하였다. 이는 오리피스타입의 유량제어방식으로 각 단의 충전모드 전환에 따른 유량변화에 대해 리턴유량이 능동적으로 대응할 수 없기 때문에 발생하였다. 이 문제를 해결하기 위해 다양한 경우에 대해 유동해석을 통해 accumulator 설치와 각 단의 충전모드 전환 순서를 적절히 조정함으로써 안정적으로 공급할 수 있음을 확인하였다. To lunch the Korea Space Launch Vehicle-Ⅱ(KSLV-Ⅱ), the second launch complex will be constructed on the Naro Space Center and Kerosene Filling System (KFS) will be also installed newly. KFS of KSLV-Ⅱ launch complex system is being designed based on Naro Launch Complex. But this must supply fuel to fuel tanks of the vehicle with only a supply pump because KSLV-Ⅱ is a 3-stage launch vehicle unlike Naro Launch Vehicle or Test Launch Vehicle (TLV). A sudden rise of pump output pressure is recognized during fuel filling scenario selection process. This occurs because return flow can not actively deal with a lot of flow change using flow control method of orifice type. To solve this problem, it is verified that fuel can be stably supplied by installation of accumulator and an appropriate adjustment of filling mode change sequence through flow analysis of various cases.