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낮은 입구압력 조건에서 캐비테이션 불안정성에 의한 액체로켓엔진의 작동 특성
Operational Characteristic of Liquid Rocket Engine by Cavitation Instability at Low Inlet Pressure Condition 원문보기

한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.24 no.6, 2020년, pp.93 - 100  

김대진 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute) ,  강병윤 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute) ,  최창호 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute)

초록
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액체로켓엔진의 터보펌프는 추진제 상태 변화로 인한 캐비테이션 발생을 최소화하기 위해 인듀서를 사용한다. 그러나 인듀서에서 발생하는 캐비테이션 불안정성은 엔진 개발의 큰 문제점으로 알려져 있다. 본 논문에서는 한국형발사체 1단용 엔진이 낮은 입구압력 조건에서 작동될 때 캐비테이션 불안성에 의한 엔진 작동 특성을 검토하고 엔진의 신뢰도를 확인하고자 하였다. 산화제펌프의 캐비테이션 불안정성을 대표하는 특성주파수가 산화제펌프와 연료펌프를 비롯한 엔진 여러 곳에 부착된 동압센서, 가속도계, 스트레인 게이지 등의 신호에서 뚜렷하게 관찰되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The turbopump of the liquid rocket engine adapts an inducer to minimize the cavitation due to the variations of the propellants supply condition. However, the inducer introduces cavitation instabilities which are well-known problems in the engine development. In this paper, operational characteristi...

주제어

참고문헌 (16)

  1. Moon, Y., Nam, C.H., Chung, Y.H. and Jeong, E., "Introduction to Test Program for Development of KSLV-II Liquid Rocket Engine," 2015 KSPE Fall Conference, Gyeongju, Korea, pp. 727-731, Nov. 2015. 

  2. Nam, C.H., Moon, Y. and Seol, W.S., "Definition of Engine Component Performance Test Range of 75tf Class Gas Generator Cycle Liquid Propellant Rocket Engine," Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 15, No. 6, pp. 91-97, 2011. 

  3. Kim, D.J., Kang, B.Y., Choi, C.H. and Bae, J.H., "High Frequency Signal Analysis of LOx Pump for Liquid Rocket Engine under Cavitating Condition," Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 22, No. 4, pp. 61-67, 2018. 

  4. Kim, D.J., Kang, B.Y. and Choi, C.H., "High Frequency Signal Analysis of Fuel Pump for Liquid Rocket Engine under Cavitating Condition," 2017 KSPE Spring Conference, Jeju, Korea, pp. 727-731, May 2017. 

  5. Kim, D.J., Choi, C.H. and Kim, J.S., "Cavitation Instability of Turbopump Assembly Test for Korean Space Launch Vehicle," The Society for Aerospace System Engineering 2018 Fall Conference, Gyeongju, Korea, Nov. 2018. 

  6. Kim, D.J., Sung, H., Choi, C.H. and Kim, J.S., "Cavitation Instabilities During the Development Testing of a Liquid Oxygen Pump," AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 33, No. 1, pp. 187-192, 2017. 

  7. Kim, D.J., Sung, H., Choi, C.H. and Kim, J.S., "Cavitation Instabilities of an Inducer in a Cryogenic Pump," Acta Astronautica, Vol. 132, pp. 19-24, 2017. 

  8. Ryan, R.S. and Gross, L.A., "The Space Shuttle Main Engine liquid Oxygen Pump High-Synchronous Vibration Issue, The Problem, The Resolution Approach, The Solution," 30th Joint Propulsion Conference, Indianapolis, I.N., U.S.A., AIAA-94-3153, June 1994. 

  9. Tsujimoto, Y. and Semenov, Y.A., "New Types of Cavitation Instabilities in Inducers," Space Launcher Liquid Propulsion: 4th International Conference on Space Launcher Technology, Liege, Belgium, 2002. 

  10. Tsujimoto, Y., Yoshida, Y., Maekawa, Y., Watanabe, S. and Hashimoto, T., "Observations of Oscillating Cavitation of an Inducer," ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 119, No. 4, pp. 775-781, 1997. 

  11. Yoshida, Y., Nanri, H., Kikuta, K., Kazami, Y., Iga, Y. and Ikohagi, T., "Thermodynamic Effect on Subsynchronous Rotating Cavitation and Surge Mode Oscillation in a Space Inducer," ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 133, No. 6, p. 061301, 2011. 

  12. Kang, D.H., "A Cause and Suppression Methods of Cavitation Instabilities in an Inducer for Rocket Engines," Ph.D Dissertation, Department of Mechanical Science and Bioengineering, Osaka University, Suita, Osaka, Japan, 2010. 

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  14. Kim, D.J., Choi, C.H. and Kim, J., "Cavitation Instabilities of LOX Pump for KSLV-II," 2016 Summer Conference of Korean Society for Fluid Machinery, Busan, Korea, July 2016. 

  15. Kim, D.J., Choi, C.H. and Kim, J., "Cavitation Instabilities of Fuel Pump for KSLV-II," 2016 Summer Conference of Korean Society for Fluid Machinery, Busan, Korea, July 2016. 

  16. Yoshida, Y., Eguchi, M., Motomura, T., Uchiumi, M., Kure, H., and Maruta, Y., "Rotordynamic Forces Acting on ThreeBladed Inducer Under Supersynchronous/Synchronous Rotating Cavitation," ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 132, No. 6, p. 061105, 2010. 

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