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NTIS 바로가기한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.45 no.8, 2017년, pp.704 - 710
홍문근 (Launcher Propulsion Control Team, Korea Aerospace Research Institute)
The supply of the liquid oxygen into a rocket combustor is simply controlled by the 'on' and 'off' positions of a main oxidizer shut-off valve. However, the partially opened position of a three-position valve can control and optimize the engine start transients by regulating the liquid oxygen flow r...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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기존 연소기 산화제 개폐밸브의 한계는 무엇인가? | 한편 기존의 연소기 산화제 개폐밸브는 온·오프 단순 작동을 통해 밸브가 완전히 닫혀있거나 완전히 열리기 때문에 산화제 공급 유량 조절을 통한 엔진 점화·시동 특성 제어에 한계가 있다고 볼 수 있다. 반면에 부분 개방이 가능한 2단계 개방 연소기 산화제 개폐밸브의 경우에는 산화제의 초기 공급 유량 제어가 가능하기 때문에 액체 로켓엔진의 점화·시동 특성을 최적화할 수 있는 이점이 있다[6]. | |
2단계 개방 연소기 산화제 개폐밸브를 통해서 무엇을 구현할 수 있는가? | 반면에 부분 개방이 가능한 2단계 개방 연소기 산화제 개폐밸브의 경우에는 산화제의 초기 공급 유량 제어가 가능하기 때문에 액체 로켓엔진의 점화·시동 특성을 최적화할 수 있는 이점이 있다[6]. 밸브의 부분 개방을 통해 연소기초기 점화 구간에서 독립적으로 제어 가능한, 소량의 산화제를 공급함으로써 엔진의 점화 신뢰성을 높이고 유연한 엔진 시동을 구현할 수 있다. 한편 다단연소사이클 엔진인 나로호 1단 엔진(RD-151)의 경우에는 예연소기와 연결된 추력제어밸브를 이용하여 엔진 점화·시동 구간에서의 연소기 연소압이 단계적으로 정상상태에 도달하도록 운용된 바가 있다. | |
우주발사체 액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브의 특징은 무엇은가? | 우주발사체 액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브는 비록 비교적으로 간단한 온·오프 작동만으로 연소기로의 산화제 공급을 제어하지만, 고압, 고유량의 극저온 액체산소가 산화제로 사용되기 때문에 일반 산업용 극저온 개폐밸브에 비해 밸브 운용 환경 자체가 매우 가혹할 뿐만 아니라, 밸브 누설기준, 밸브 열림 압력 등과 같은 밸브 작동 특성, 밸브의 무게 제한 등 관련 개발요구조건의 난이도가 상당히 높다고 볼 수 있다. 한국형발사체 액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브의 경우, 헬륨의 구동압력으로 밸브가 최초 개방되지만, 밸브 개방 이후에는 운용유체인 액체산소의 압력 변화만으로 밸브 개폐가 가능한 자체유지형(Self-sustainable) 포핏 밸브 타입으로 개발이 진행되었다. |
Lee, H. and Hong, M., "On the Valve Travel of a Main Oxidizer Shut-off Valve," 5th International Symposium on Fluid Machinery and Fluids Engineering, Jeju, Korea, Oct. 24-27, 2012.
Kim, D., Kim, E., Kim, S., Park, S., Hong, M. and Lee, S. Y., "A Study on the Pneumatic Part Coatings Characteristics of a Main Oxidizer Shut-off Valve for Liquid Rocket Engines," 2013 SASE Spring Conference, Muju, Korea, May 9-10, 2013.
Kim, D., Hong, M., Park, J. and Lee, S. Y., "Study for the Development of a Main Oxidizer Shut-off Valve for Liquid Rocket Engines," Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 17, No. 6, 2013, pp.113-119.
Hong, M., "Improvement of a Flow Coefficient for the Recirculation Flow in a Main Oxidizer Shut-off Valve," 2016 KSPE Fall Conference, Jeongsun, Korea, Dec. 21-23, 2016.
Hong, M., "On the Main Oxidizer Shut-off Valve Operated in Combustion Tests of 75-tonf Liquid Rocket Engine KRE-075-001G," KARILPC- ELN-2016-009, 2016.
Dantinne, G., Servais, T., Lambert, G., and Dambaut, L., "Three-Position Pneumatic Ball Valve," 4th International Conference on Launcher Technology "Space Launcher Liquid Propulsion", Liege, Belgium, Dec. 3-6, 2002.
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