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논문 상세정보

한국형발사체 이후 우리나라의 우주발사체 개발 방향 및 기술 발전 전망

Development Directions of Succeeding Launch Vehicles of KSLV-II and Outlooks for Technology Advancement

초록

본 논문에서는 우주개발 중장기 계획에 따라 2020년 이후 한국형발사체의 후속으로 계획된 정지궤도위성 발사체와 대형 위성 발사체의 개발 방향에 대한 논의와 이를 구현하기 위해 요구되는 발사체 기술들에 대해 전망한다. 차세대 발사체는 고성능화뿐 아니라 저비용 및 고신뢰도를 목표로 세계 위성 발사 서비스 시장에서 경쟁할 수 있는 발사체로 개발되어야 하며, 이를 위해 75톤 급 케로신/액체산소 로켓 엔진 등 한국형발사체를 통해 확보된 발사체 기술 기반 및 개발 성과를 활용하고 발전시키는 방향으로 개발되는 것이 바람직하다.

Abstract

In this paper the development directions of the next generation launch vehicle program following KSLV-II has been discussed, which are to be executed after year 2020 according to the Medium and Long Term Plan for National Space Development. Also, several areas of technology advancement have been identified for the successful development of the LVs. The next generation LV must aim for not only the high performance but also for low cost as well as high reliability in order to compete against global commercial launch service providers. To this end, the next generation LVs program shall capitalize on many anticipated accomplishments of the KSLV-II program such as the 75 ton class LOX/kerosene rocket engine.

본문요약 

문제 정의
  • 본 논문에서는 이와 같이 제시된 발사체 분야의 우주개발 중장기 계획에서 제시된 목표를 달성하기 위한 우리나라의 발사체 개발 방향에 대해 논의하고 이를 실현하기 위해 요구되는 발사체 핵심 기술들에 대해 전망해 본다.

    본 논문에서는 이와 같이 제시된 발사체 분야의 우주개발 중장기 계획에서 제시된 목표를 달성하기 위한 우리나라의 발사체 개발 방향에 대해 논의하고 이를 실현하기 위해 요구되는 발사체 핵심 기술들에 대해 전망해 본다.

  • 케로신 연료를 사용하면서 비추력을 높일 수 있는 방법으로 산소 과잉 다단연소 사이클 (Oxygen Rich Staged Combustion Cycle) 엔진을 개발하는 것이다.

    우리나라의 발사체가 케로신 연료를 기반으로 개발된다면 수소 등의 연료를 혼용하지 않고 단일 연료를 사용하는 것이 비용과 시스템의 단순성 측면에서 유리하다. 케로신 연료를 사용하면서 비추력을 높일 수 있는 방법으로 산소 과잉 다단연소 사이클 (Oxygen Rich Staged Combustion Cycle) 엔진을 개발하는 것이다. 다단연소 사이클 엔진은 가스발생기 사이클 엔진에 비해 고온고압 상태로 작동이 되므로 이를 뒷받침하기 위한 소재, 코팅 및 냉각 기술 등이 요구된다.

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질의응답 

키워드에 따른 질의응답 제공
핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우주개발 중장기 계획
2013년에 제정된 우주개발 중장기 계획에는 무엇이 제시되어 있는가?
우리나라의 2020년까지의 구체적인 우주개발 계획과 함께 2040년까지의 우주개발 비전 및 목표

2013년에 제정된 우주개발 중장기 계획(제2차 우주개발진흥 기본계획 수정)에는 우리나라의 2020년까지의 구체적인 우주개발 계획과 함께 2040년까지의 우주개발 비전 및 목표가 제시되어 있다. 그 중 우주 발사체 분야에서는 1단계로 현재 개발이 진행 중인 한국형발사체(KSLV-II)를 통해 1.

우주개발 중장기 계획
우주개발 중장기 계획에서 대략적으로 제시된 차세대 발사체들의 투입 성능 목표는 무엇인가?
•KSLV-II: SSO 1.5톤 이상, LEO 2.6톤 이상•KSLV-III: GTO 3톤 이상, LEO 8톤 이상•KSLV-IV: GTO 5~6톤, LEO 15~20톤

•KSLV-II: SSO 1.5톤 이상, LEO 2.6톤 이상 •KSLV-III: GTO 3톤 이상, LEO 8톤 이상 •KSLV-IV: GTO 5~6톤, LEO 15~20톤

저비용/고신뢰도를 달성하기 위한 첫 번째 전략
저비용/고신뢰도를 달성하기 위한 첫 번째 전략은 무엇인가?
한국형발사체의 개발 성과를 효율적으로 활용하는 것

저비용/고신뢰도를 달성하기 위한 첫 번째 전략은 한국형발사체의 개발 성과를 효율적으로 활용하는 것이다. 기존의 기술을 바탕으로 성숙도를 높여가는 방법은 신규 기술을 개발하는 것에 비해 신뢰도를 높일 수 있으며 이미 구축된 개발 인프라를 활용할 수 있다는 측면에서 비용 절감도 기대할 수 있기 때문이다.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (5)

  1. 1. Isakowitz, S. J., Hopkins, J. B., and Hopkins Jr., J. P., "International Reference Guide to Space Launch Systems Fourth Edition," AIAA, 2004. 
  2. 2. 2015 NASA Technology Roadmaps, NASA. 
  3. 3. Dinardi, A., Bjelde B., and Insprucker J., "Operatinal Status of the SpaceX Falcon 1 and Falcon 9 Launch Vehicles," International Astronautical Congress, 2010. 
  4. 4. Hao P., Wang B., Li G., Meng Z., Tian K., and Tang X., 2014, "Hybrid optimization of hierarchical stiffened shells based on smeared stiffener method and finite element method," Thin-Walled Structures 82 pp. 46-54. 
  5. 5. Nimura K., Akiyama K., Egawa K., Ujino T., Sato T., and Oowada Y., "Technologies and Prospects of the H-IIB Launch Vehicle," Mitsubishi Heavy Industries Technical Review Vol. 50 No. 1. 

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