본 논문은 한국형발사체 연소기 연소시험설비의 구축과 시운전 결과를 다루고 있다. 이 시험설비는 2012년부터 2014년까지 구축되었고, 2014년 하반기에 시운전이 수행되었다. 시운전 과정에는 산화제 수류시험, 연료 수류시험, 냉각수 수류시험 등이 수행되었고, 이후 점화시험이 이루어졌다. 점화시험 결과는 연소기의 시동시퀀스를 설정하는데 적용되며, 저압연소시험과 설계점 연소시험을 위한 기초자료로 활용되게 된다.
본 논문은 한국형발사체 연소기 연소시험설비의 구축과 시운전 결과를 다루고 있다. 이 시험설비는 2012년부터 2014년까지 구축되었고, 2014년 하반기에 시운전이 수행되었다. 시운전 과정에는 산화제 수류시험, 연료 수류시험, 냉각수 수류시험 등이 수행되었고, 이후 점화시험이 이루어졌다. 점화시험 결과는 연소기의 시동시퀀스를 설정하는데 적용되며, 저압연소시험과 설계점 연소시험을 위한 기초자료로 활용되게 된다.
This paper covers the result of construction and start-up tests of the KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-II combustion chamber hot-firing test facility. This facility was constructed from 2012 to 2014. Start-up test of this facility began in the second half of 2014. Oxidizer cold flow test, fuel cold...
This paper covers the result of construction and start-up tests of the KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-II combustion chamber hot-firing test facility. This facility was constructed from 2012 to 2014. Start-up test of this facility began in the second half of 2014. Oxidizer cold flow test, fuel cold flow test and cooling water cold flow test were carried out as start-up test. Afterward, ignition test of combustion chamber was accomplished. The result of ignition test is applied to set up start-up sequence of KSLV-II combustion chamber and utilized as base line data for hot-firing test of low and normal design point.
This paper covers the result of construction and start-up tests of the KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-II combustion chamber hot-firing test facility. This facility was constructed from 2012 to 2014. Start-up test of this facility began in the second half of 2014. Oxidizer cold flow test, fuel cold flow test and cooling water cold flow test were carried out as start-up test. Afterward, ignition test of combustion chamber was accomplished. The result of ignition test is applied to set up start-up sequence of KSLV-II combustion chamber and utilized as base line data for hot-firing test of low and normal design point.
한국형발사체를 개발하기 위해서 진행 중인 추진기관시험설비의 구축은 나로우주센터에서 활발히 이루어지고 있으며, 그 중 75톤 액체로켓엔진 연소기의 구축 현황과 시운전 결과를 본 논문에서 소개하고자 한다. 75톤 액체로켓엔진 연소기를 시험하기 위한 지상연소시험설비는 2014년에 구축이 완료되었다[1,2].
제안 방법
연계시험시에는 실제 물리량을 인가하여 시험을 수행하게 되는데, 사용되는 매질은 시험설비의 성능을 평가하는데 적합한 유체를 사용한다. 본 시험설비를 가동시에는 액체산소, 액체질소, 케로신, 물, 기체질소, 공기, 헬륨, TEA(Tri-ethyl Aluminium) + TEB(Tri-ethyl Aluminium Boron) 등의 매질이 동시에 사용되지만, 시험설비의 첫 가동이 되는 수류시험에서는 시험장 안전과 절차에 따라 산화제와 연료를 동시에 사용하지 않고 개별적인 공급을 통해 연계시험을 수행하였다.
한국형발사체 액체로켓엔진 연소기의 성능평가를 위해 구축된 지상연소시험설비의 현황과 초기 가동을 위해 수행된 시운전 내용을 간략히 소개하였다. 시운전은 시험설비의 가동점검과 더불어 시험설비의 수력학적 특성을 파악 할 수 있는 자료와 75톤 기술검증용 연소기의 연소시험에 필요한 자료를 얻을 수 있도록 해 주었다.
대상 데이터
한국형발사체(KSLV-II)개발을 위해 구축된 연소기 연소시험설비는 가압식 설비로, 고압질소가스를 이용하여 추진제를 가압하고, 가압된 추진제를 연소기에 공급하게 된다. 이 시험설비는 2개의 테스트 스탠드를 가지며, 고추력 테스트 스탠드에서는 한국형발사체의 주 엔진 연소기로 사용되는 75톤급 연소기의 연소시험을 수행하게 된다.
성능/효과
또한 이 결과를 바탕으로, 75톤 연소기의 점화시험을 수행하였고, 이후 수행될 75톤 연소기의 메인점화를 위한 연료 공급 시점을 제시하였다. 그리고 시운전 결과로부터 나타난 시스템별 가동점검사항과 시험절차서 등의 수정보완사항은 시험설비의 안정적 가동과 정상 운용에 문제가 없도록 개선하였다. 위와 같은 시운전 및 점화시험으로부터 얻은 결과는 이후 이어지는 연소기의 저압연소시험과 설계점 연소시험에 기조차료로 활용될 것이다.
시운전은 시험설비의 가동점검과 더불어 시험설비의 수력학적 특성을 파악 할 수 있는 자료와 75톤 기술검증용 연소기의 연소시험에 필요한 자료를 얻을 수 있도록 해 주었다. 또한 이 결과를 바탕으로, 75톤 연소기의 점화시험을 수행하였고, 이후 수행될 75톤 연소기의 메인점화를 위한 연료 공급 시점을 제시하였다. 그리고 시운전 결과로부터 나타난 시스템별 가동점검사항과 시험절차서 등의 수정보완사항은 시험설비의 안정적 가동과 정상 운용에 문제가 없도록 개선하였다.
한국형발사체 액체로켓엔진 연소기의 성능평가를 위해 구축된 지상연소시험설비의 현황과 초기 가동을 위해 수행된 시운전 내용을 간략히 소개하였다. 시운전은 시험설비의 가동점검과 더불어 시험설비의 수력학적 특성을 파악 할 수 있는 자료와 75톤 기술검증용 연소기의 연소시험에 필요한 자료를 얻을 수 있도록 해 주었다. 또한 이 결과를 바탕으로, 75톤 연소기의 점화시험을 수행하였고, 이후 수행될 75톤 연소기의 메인점화를 위한 연료 공급 시점을 제시하였다.
후속연구
그리고 시운전 결과로부터 나타난 시스템별 가동점검사항과 시험절차서 등의 수정보완사항은 시험설비의 안정적 가동과 정상 운용에 문제가 없도록 개선하였다. 위와 같은 시운전 및 점화시험으로부터 얻은 결과는 이후 이어지는 연소기의 저압연소시험과 설계점 연소시험에 기조차료로 활용될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
75톤 액체로켓엔진 연소기를 시험하기 위한 지상연소시험설비는 언제 구축이 완료되었는가?
한국형발사체를 개발하기 위해서 진행 중인 추진기관시험설비의 구축은 나로우주센터에서 활발히 이루어지고 있으며, 그 중 75톤 액체로켓엔진 연소기의 구축 현황과 시운전 결과를 본 논문에서 소개하고자 한다. 75톤 액체로켓엔진 연소기를 시험하기 위한 지상연소시험설비는 2014년에 구축이 완료되었다[1,2]. 그리고 시험설비의 시운전을 통해 시험설비의 가동상태를 점검하고, 향후 수행될 연소시험을 대비하였다.
연소기 연소시험설비는 무엇을 공급하는가?
한국형발사체(KSLV-II)개발을 위해 구축된 연소기 연소시험설비는 가압식 설비로, 고압질소가스를 이용하여 추진제를 가압하고, 가압된 추진제를 연소기에 공급하게 된다. 이 시험설비는 2개의 테스트 스탠드를 가지며, 고추력 테스트 스탠드에서는 한국형발사체의 주 엔진 연소기로 사용되는 75톤급 연소기의 연소시험을 수행하게 된다.
PM 401~PM 409는 각각 어디에 사용되는가?
PM 401~PM 409의 구동에 따른 물 공급 경로는 크게 일곱 경로로 구분되며, Table 1에 제시한 cooling section으로 분류할 수 있다. 이 경로를 조금 더 살펴보면, core injection에 사용되는 펌프는 총 3대로 PM 409, PM 408, PM 407이다. 소음기의 film cooling에 사용되는 펌프는 PM 406이고, 1차 cooling ring에 사용되는 펌프는 PM405이다. 2차 cooling ring에 사용되는 펌프는 PM 404이고, 1차 cooling channel에 사용되는 펌프는 PM 403, 2차 cooling channel에 사용되는 펌프는 PM 402, 3차 cooling channel에 사용되는 펌프는 PM 401이다.
참고문헌 (2)
Lee, K.W., Kim, J.H., Chung, Y.G., Cho, N.K. and Han, Y.M., "Facility Development for Ground Hot-firing Test of a LRE Combustion Chamber," Proceeding of the 2013 KSPE Spring Conference, Pusan, Korea, pp. 99-102, May 2013.
Lee, K.W., Kim, S.H., Yoo, B.I., Chung, Y.G., Cho, N.K., Kim, S.L. and Han, Y.M., "Construction Status of Ground Test Facility for Hot-firing Test of 75 tonf-class Combustion Chamber," Proceeding of the 2014 KSPE Fall Conference, Gangwon, Korea, pp. 237-241, Dec. 2014.
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