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문제 정의
- 우주발사체 선진국의 경우 1단 엔진의 성능을 향상시키기 위하여 연소압력 100 bar를 상회하는 연소기를 사용하고 있으나[1], 국내 현황은 아직 이에 미치지 못하고 있다. 이렇듯 제한된 연소압력 조건에서 연소성능을 향상시키기 위해서는 연소기 설계 변수의 최적화가 필요하며 이에 본 연구에서는 다양한 설계 변수 중에서 추진제 유량과 분사기 배열에 대한 연구를 수행하였다.
- 축소형 액체로켓엔진 연소기에서 추진제 유량 변화와 분사기 배열이 연소기의 특성속도에 미치는 영향을 연소시험을 통해 확인하였다. 그 결과 유사한 압력과 혼합비 조건에서 효과적인 비 단위 면적당 유량 범위가 존재함을 알 수 있었다.
가설 설정
- 5～70 bar로 차이가 있으나 운영조건은 설계 압력의 15 % 내·외에서 가능하도록 하였다. 그림 2는 축소형 연소기의 연소실 내 화학평형 계산(CEA)의 예측결과로 연소실 내 유동장은 이동평형(shifting equilibrium) 상태로 가정하여 연소압력과 혼합비 변화에 따라 해석을 수행하였다. 그림 3과 4는 축소형 연소기를 가지고 수행한 다양한 시험 중에서 연소압력이 유사한 결과만을 정리한 것으로 축소형 연소기의 종류에 따라 연소효율을 대표하는 특성속도 값의 차이가 분명함을 알 수 있다.
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