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문제 정의
- 본 논문은 나로우주센터 내 발사대에 구축된 20여개의 시스템 중 화염유도로 냉각시스템에 관한 것으로 이 시스템의 역할 및 기능과 운용방식을 소개하고 나로호 비행시험에서 측정된 화염유도로의 냉각특성에 대해 제시하고자 한다.
- 화염유도로 냉각시스템은 우주발사체 로켓엔진으로부터 발생되는 고온고속의 화염 가스를 발사체 후류로부터 안전하게 전향시키는 화염유도로를 냉각시키고, 로켓엔진 노즐로부터 발생하는 충격파를 완화하여 발사체 구조와 페이로드 구성품을 보호하는 역할을 한다. 본 연구는 로켓 엔진 노즐 후미의 화염에 직접 냉각수를 침투시켜 발사대와 발사체를 보호하는 냉각시스템의 형상과 고압가스를 이용한 가압식 구조의 운용 방식이 실용성이 있음을 나로호 비행시험 결과를 통해 보여주었다. 또한 본 논문에서 제시된 방법은 향후 한국형발사체 및 추진기관 시험설비의 화염유도로 냉각시스템을 구축하는데 중요한 사례로 활용될 수 있을 것이다.
가설 설정
- 본 시스템의 경우 물 공급 배관의 크기가 크고 직관부가 길지 않은 관계로 유량계를 설치하지 않고 물탱크 측면에 위치한 레벨 스위치와 냉각수 공급 배관에 설치된 오리피스 전후단의 압력차를 이용하여 냉각수 유량을 계산하였다. Fig. 6과 Fig. 7은 시스템 수력 분석을 통해 예측한 냉각수 공급 유량과 위치별 압력을 보여주는 것으로 물탱크 내 충전양을 26 ㎥로 가정하여 계산하였다. Fig.
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