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NTIS 바로가기한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.16 no.6 = no.73, 2012년, pp.23 - 31
김재우 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) , 전두성 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) , 강태곤 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) , 장석필 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) , 구자예 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) , 문희장 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)
Present work deals three families of
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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젤 추진제의 단점은? | 또한, 고체 추진제의 단점으로 부각되는 추진제 표면의 크랙(crack) 발생을 최소화하고, 금속 입자 첨가 시 에너지 밀도를 증가시킬 수 있으며 운용 중 추력제어가 가능하여 고체 및 액체 추진제의 장점을 두루 살리는 차세대 추진제로서 1950년대부터 연구[1]가 시작되었다. 반면, 젤화 된 추진제를 만들기 위한 제작의 추가 공정으로 인해 추진제 단가가 높아질 수 있으며 젤화제 첨가로 높아진 점도는 연료 및 산화제의 미립 분사를 어렵게 하여 고압의 인젝터 공급압력이 요구된다는 단점이 존재한다[2]. | |
젤 추진제는 무엇인가? | 젤(gel)은 액상의 기본 유체에 고체 상태의 젤화 작용제(gelling agent)를 첨가하여 얻을 수 있는 액체와 고체 중간 단계의 점탄성을 갖는 비뉴튼(non-Newtonian) 물질로서 유변학적(rheological) 특성이 젤화제에 따라 변할 수 있다. 젤 추진제는 전단박화(shear thinning) 성질을 갖는 젤 상태의 연료 및 산화제를 일컫는다. | |
젤 추진제 제작을 위해 추진제에 첨가되는 젤화제는 어떻게 구분되는가? | 젤 추진제 제작을 위해 추진제에 첨가되는 젤화제는 탄소 성분의 유무에 따라 무기계 젤화제와 유기계 젤화제로 구분되며 필요에 따라 Al, Mg, Boron[3]과 같은 첨가제(additives)를 추가하기도 한다. 케로신(kerosene) 기반 젤의 제작을 위해 종종 사용되는 SiO2(이산화규소, 이하 SiO2)계열의 무기계 젤화제는 연소 반응에 참여하지 않아 연소 후 젤화제가 남아있을 수 있는 반면, HPC(Hydroxypropylcellulose) 계열인 HEC, HAC와 같은 탄소 섬유소(cellulose)로 구성된 유기계 젤화제는 연료와 함께 연소 반응에 참여하는 특성을 갖고 있다[4]. |
Hermans, P.H., Gels, in Colloid Science II, Kruyt, H.R. (Ed.), Elsevier Pub. Co., Amsterdam, 1949, pp.483-494
Michele Negri and Helmut K. Ciezki, "Atomization of non-Newtonian fluids with an impinging jet injector: influence of viscoelasticity on hindering droplets formation," 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2010, AIAA-2010-6821
Arza Haddad, Benveniste Natan, Rimon Arieli., "Performance Assessments of a Boron Containing Gel Fuel Ramjet," 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 2009, AIAA-2009-1421
T. D. Kubal, R. Arnold, T. L. Pourpoint, O. H. Campanella, and W. E. Anderson, "Rheological Characterization of Hydroxypropylcellulose/ Monomethylhydrazine and Silica/Red Fuming Nitric Acid Gels," 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2010, AIAA-2010-7140
R. Arnold, P. H. S. Santos, M. deRidder, O. H. Campanella, W. E. Anderson., "Comparison of Monomethylhydrazine/Hydroxypropylcellulose and Hydrocarbon/Silica G딘," 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 2010, AIAA-2010-0422
Y. Solomon1, Sarah Jo DeFini, Timothe L. Pourpoint, W. E. Anderson, "Gelled MMH Hypergolic Droplet Investigation," 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011, AIAA-2011-5705
Jacob D. Dennis, Timothee L Pourpoint and Steven F. Son. "Ignition of Gelled Monomethylhydrazine and Red Fuming Nitric Acid in an Impinging Jet Apparatus," 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011, AIAA-2011-5706
Jennifer A. Mallory, Sarah Jo DeFini, Paul E. Sojka, "Formulation of Gelled Propellant Simulants," 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2010, AIAA-2010-7142
오정수, 박지훈, 장석필, 문희장, "U-자형 덕트에서의 $Al_{2}O_{3}$ 나노 입자를 포함한 모사 Gel 추진제의 유동 특성 수치해석," 한국추진공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집, 2010, pp.377-382
오정수, 전두성, 최상태, 김덕윤, 최양호, 이정혁, 문희장, "인젝터 형상 변화에 따른 Gel 추진제의 유동 특성 연구," 한국추진공학회 2010년도 추계학술대회 논문집, 2010, pp.300-303
Yoon, C. Heister, S. Xia, G. Merkle, C. "Numerical Simulations of Gel Propellant Flow through Orifice," AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2009, AIAA-2009-5045
Changjin Yoon., Stephen D. Heister., Paul E. Sojka., Christopher C. Watson., Guoping Xia, and Charles L. Merkle, "Injector Flow Characteristics for Gel Propellants," 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011, AIAA-2011-5707
Rahimi, S. Natan, B. "Numerical Solution of the Flow of Power-Law Gel Propellants in Converging Injectors," Propellants, Explosives, Pyrotechnics, Vol. 25, Issue 4, 2000, pp.203-212
Anat Desyatkov, Klaus Madlener, Helmut K. Ciezki, Benveniste Natan, "Experimental Investigation of Gelled Fuel with High Vapor Pressure Species and Metal Additives," 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2008, AIAA-2008-4873
Jonathan D. McCabe. Dr. Millicent A. Coil. "A Graphical Spray Analysis Method for Gel Spray Characterization," 46th AIAA/ ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2010, AIAA-2010-6823
Kuznetsov, A. Solomon, Y. and Natan, B. "Development of a Lab-Scale Gel Fuel Ramjet Combustor," 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2010, AIAA-2010-7124
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