[논문]고체 추진기관 적용 부츠갭 라이너 충진 공정 개발

김용운; 김진용; 이원복

고체 추진기관 적용 부츠갭 라이너 충진 공정 개발
Boots Gap Liner Casting Process Development of Solid Rocket Motor 원문보기

김용운 ((주)한화) , 김진용 ((주)한화) , 이원복 ((주)한화)

추진제 원료로 알루미늄 분말을 사용하는 고체추진기관은 지상연소시험을 수행하면 slag가 생성되어 연소관 내부에 쌓이게 된다. 연소시간이 긴 대형추진기관은 slag 양이 많아 취약부위에 쌓이게 되면 자칫 추진기관 폭발이 발생할 수도 있다. 이를 개선하고자 본 논문에서는 고체추진기관에서 slag가 축적되기 쉬운 부분에 라이너를 충진하는 공정을 개발하여 소개하려고 한다.

Solid rocket motor that includes AL powder in propellant gets slag during static firing test. Slag is piled up to weak area in motor case and causes dangerous phenomena like explosion of motor. In this paper, It is shown that boots gap liner casting process was developed and static firing test was performed with better results.

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문제 정의

이를 방지하고자 부츠갭에 라이너를 중진하여 시험하였고, 그 결과 이ag의 침투를 최소화할 수 있었다. 본 논문에서는 고체 추진기관의 부츠갭에 라이너를 충진하는 공정에 대해 상세히 기술한다.
본 논문에서는 고체추진기관 추진제 연소 시발 생하는 slag에 의한 추진기관의 손상을 줄이고자 취약부위인 전방 부츠 갭에 라이너를 충진하는 공정을 소개하였다. 라이너 선정 및 충진 공정을 살펴보았고 지상연소시험을 수행하여 시험 전 후를 비교하였으며 충진된 라이너가 slag 침투를 줄이는데 효과가 있음을 확인하였다.
선정 기준은 점도 Build-up 과 물성 및 접착력 시험 결과를 참고하여 선정하였다. 본 논문에서는 점도 시험에 대해 소개하겠다.

제안 방법

결정하였다. 그 공정은 Fig. 2에서 보는 바와 같이 추진제 경화 공정이 끝난 후 수행하고 공정이 끝난 후, 이상 유무를 확인하기 위하여 비파괴 검사를 실시한다.
따라서 지상연소시험 중 slag에 의해 발생하는 위험을 최소화하고자 전방 부츠 갭에 라이너를 충진하기로 결정하였다. 그 공정은 Fig.
4에서 보는 바와 같이 추진제 경화 공정이 끝난 충전체를 360° 회전시킬 수 있는 롤러위에 올려놓는다. 라이너를 전 각도에 걸쳐 채우기 위해서 총 4회에 나누어 공정을 진행하는데, 1회 충진 시간은 1시간 이내에 마치고 2일간 상온에서 경화시킨다.
부츠갭 라이너 충진 공정을 적용한 추진기관의 이상 유무 및 성능을 알아보기 위하여 비파괴 검사(Fig. 7)와 지상연소시험을 실시하여, 공정 미적용 추진기관의 시험결과와 비교해 보았다. Fig.
서로 다른 조성을 가지고 있는 Sample A, Sample B 두 종류의 라이너에 대해 각각 경화 촉매량을 변화시킨 총 4개의 Sample 에 대해 점도 Build-up 을 시험하였다. Fig.

대상 데이터

라이너 충진 시간이 1시간 정도 소요되므로 작업이 끝나기 전에 라이너의 경화가 진행되면 흐름성이 악화되어 작업하기 어려워진다. 점도 시험에서는 최종 Samepie B 촉매 1.2%을 선정하여 공정을 진행하였다.

성능/효과

공정을 소개하였다. 라이너 선정 및 충진 공정을 살펴보았고 지상연소시험을 수행하여 시험 전 후를 비교하였으며 충진된 라이너가 slag 침투를 줄이는데 효과가 있음을 확인하였다. 향후충진 공정을 개선하여 타 추진기관에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
실제 50초급의 연소시간을 가지는 고체추진기관의 지상연소시험을 수행한 결과, 전방 부츠 갭에 slag가 침투한 경험이 있었다. 이를 방지하고자 부츠갭에 라이너를 중진하여 시험하였고, 그 결과 이ag의 침투를 최소화할 수 있었다. 본 논문에서는 고체 추진기관의 부츠갭에 라이너를 충진하는 공정에 대해 상세히 기술한다.

후속연구

라이너 선정 및 충진 공정을 살펴보았고 지상연소시험을 수행하여 시험 전 후를 비교하였으며 충진된 라이너가 slag 침투를 줄이는데 효과가 있음을 확인하였다. 향후충진 공정을 개선하여 타 추진기관에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

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