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논문 상세정보

논문 : HTPB 연료를 사용한 하이브리드 로켓 기초설계

Papers : Preliminary Design of Hybrid Rocket Based on HTPB Fuel

초록

임무 조건에 적합한 하이브리드 로켓의 기초 설계를 위한 code를 개발하였다. HTPB/LOX 연료를 사용하였으며 성능 특성을 계산하기 위하여 하이브리드 연료의 연소율이 일정하다고 가정하였다. 기초 설계 과정에서 포트 수, 초기 산화제/연료(O/F) 비, 초기추력/중량(F/W) 비, 그리고 연소실 압력 등의 각 입력 변수에 대한 설계 특성을 살펴보았으며 계산 결과들은 다른 결과들과 물리적으로 잘 일치하는 경향을 보여주었다. 그리고 임무 조건을 만족시키는 매우 다양한 설계 결과가 존재함을 확인하였으며 제한 조건을 부과하는 경우에는 최적 설계 조건이 존재함을 확인하였다. 그러므로 보다 최적인 로켓 설계를 위하여 최적화 알고리즘이 고려되어야 하며 중량계산을 정확하게 하기 위하여 code에서 사용한 구조물이나 기타 부속품에 대한 구체적이며 실질적인 중량 계산을 위한 경험 식들이 사용되어야 한다.

Abstract

In this study, a preliminary design code was developed for the initiation of HTPB/LOX hybrid rocket system. HTPB was assumed to have a constant regression rate. And initial input parameters; number of port, initial O/F ratio F/W ratio, and chamber pressure, were varied to analyze the effects on the performance and geometry of rocket system. The results showed a qualitatively good agreement with previous data. And it was revealed that there exists a number of design results that meet the mission requirements and that we could find an optimal design case if a proper constraint would be imposed. Thus, it is natural to account for the optimal algorithm during the design procedure and to consider more realistic and reliable formulations used for weight estimation of structural supports and accessories.

참고문헌 (10)

  1. W. R. Humble, N. G Henry and J. W. Larson, "Space Propulsion Analysis And Design", Space Technology Series, McGraw Hill, Inc., pp.107-120, 179-441, 611, 711-712, 1995. 
  2. K. D. Huzel, and H. D. Huang, "Modern Engineering for Design of Liquid Propellant Rocket Engine", Progress in Astronautics and Aeronautics, vol 147, AIAA, pp.47-49, 289-293, 1992. 
  3. G. P. Sutton, "Rocket Propulsion Elements", 6th Ed., John Wiley & Sons, Inc., pp.502-521, 1992. 
  4. A. Ben-Yakar, and A. Gany, "Hybrid Engine Design and Analysis", AIAA paper 93-2548, AIAA/SAE/ASME 29th Joint Propulsion Conference & Exhibit, 1993. 
  5. W. L. Werthman, and C. A. Schroeder, "A Preliminary Design Code for Hybrid Rockets", AIAA paper 94-0006, 32nd Aerospace Science Meeting & Exhibit, 1994. 
  6. P. L. Schoonover, W. A. Crossley, and S. D. Heister, "Application of Genetic Algorithms to the Optimization of Hybrid Rockets", AIAA, 1998. 
  7. D. J. Vonderwell, I. F. Murray, and S. D. Heister, "Optimization of Hybrid-Rocket-Booster Fuel-Grain Design", AIAA journal, Vol 32, No 6, 1995. 
  8. R. Shanks, and M. K. Hudson, "A Labscale Hybrid Rocket Motor for Instrumentation Studies", Journal of Pyrotechnics, Issue 11, 2000. 
  9. P. George, and S. Krishnan, "Fuel Regression rate Enhancement Studies in HTPB/GOx Hybrid Rocket Motors", AIAA paper 98-3188, 34th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 1998. 
  10. 권순탁, 이창진, 하이브리드 로켓의 기초설계, 2001 춘계 항공우주학회 학술대회, pp.659-662, 2001. 

이 논문을 인용한 문헌 (3)

  1. Gwon, Sun Tak ; Lee, Chang Jin 2003. "Parametric Study on the Design of Hybrid Motor for Air Launch System" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences, 31(3): 72~78 
  2. Park, Bong-Kyo ; Lee, Chang-Jin ; Lee, Jae-Woo ; Rhee, Ihn-Seok 2004. "Optimal Design of Hybrid Motor with HTPB/LOX for Air-Launch Vehicle" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences, 32(4): 53~60 
  3. Kang, Dong-Hoon ; Lee, Chang-Jin 2010. "The Characteristics of DC-shift in Hybrid Rocket" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences, 38(5): 456~466 

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