Pan과 Rayon계 내열재료는 카본-페놀 복합재료로 고체 추진기관용 노즐 내열재로 사용되고 있다. 연소시험 후, 두 재료의 삭마패턴에 달라 삭마형상에 의한 노즐 추력성능 변화와 관련된 연구가 요구되었다. 본 연구에서는 연소시험 후 획득한 삭마형상을 이용한 1차원 면적분석과 유동해석 수행하여 Pan계 및 Rayon계 내열재의 삭마형상에 의한 추력 손실 량을 예측하였다. 연구 결과, Rayon의 경우 Pan의 경우에 비해 약 0.53%의 추력손실이 더 있었으며, 약 0.4%의 더 많은 총 역적 손실이 예측되었다.
Pan과 Rayon계 내열재료는 카본-페놀 복합재료로 고체 추진기관용 노즐 내열재로 사용되고 있다. 연소시험 후, 두 재료의 삭마패턴에 달라 삭마형상에 의한 노즐 추력성능 변화와 관련된 연구가 요구되었다. 본 연구에서는 연소시험 후 획득한 삭마형상을 이용한 1차원 면적분석과 유동해석 수행하여 Pan계 및 Rayon계 내열재의 삭마형상에 의한 추력 손실 량을 예측하였다. 연구 결과, Rayon의 경우 Pan의 경우에 비해 약 0.53%의 추력손실이 더 있었으며, 약 0.4%의 더 많은 총 역적 손실이 예측되었다.
Pan and rayon materials, two types of carbon fabric/phenolics composites, are using as thermal protectors for SRM's nozzle. After burning tests, It was required to analyze the performance of nozzles by ablated shape because ablative patterns were different from each other. For studying of performanc...
Pan and rayon materials, two types of carbon fabric/phenolics composites, are using as thermal protectors for SRM's nozzle. After burning tests, It was required to analyze the performance of nozzles by ablated shape because ablative patterns were different from each other. For studying of performance on supersonic nozzles that have ablated shape, 1-dimensional analysis and numerical analysis were performed and results were presented in this paper. As the results of this study, in case of the thrust loss, rayon was predicted about 0.53% higher than pan and in case of total impulse loss, rayon was predicted about 0.4% higher than pan.
Pan and rayon materials, two types of carbon fabric/phenolics composites, are using as thermal protectors for SRM's nozzle. After burning tests, It was required to analyze the performance of nozzles by ablated shape because ablative patterns were different from each other. For studying of performance on supersonic nozzles that have ablated shape, 1-dimensional analysis and numerical analysis were performed and results were presented in this paper. As the results of this study, in case of the thrust loss, rayon was predicted about 0.53% higher than pan and in case of total impulse loss, rayon was predicted about 0.4% higher than pan.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 연소시험으로 얻어진 Pan계 카본/페놀 확대부 내열재(20도 T/W)와 Rayon계카본/페놀 확대부 내열재(0도 17W)의 삭마형상이 노즐 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여 1차원적인 면적분석과 Fluent를 이용한 유동해석을 수행하였고 그 결과를 시험결과와 비교, 분석함으로서 삭마형상이 초음속 노즐의 추력 성능에 미치는 영향을 평가하였고 그 결과를 수록하였다.
제안 방법
1 차원적인 면적분석 결과 동일 챔버 압력 하에 동일 노즐 목 직경에서의 경우가 존재하지 않아 Pan계의 삭마형상과 Rayon계의 삭마형상에 따른 추력성능비교를 수행하고자 Fluent를 이용하여 수치해석을 수행하였다. Table 1은 해석에 사용된 물성 치를, Figure 3은 해석에 사용된 Mesh(Rayon경우)를 보여주며 Figure 4는 수치해석을 수행한 해석 점을 나타내는 것으로 동일 압력 1050psig 에서 동일 목 직경 (Rayon 기준 : 1.
노즐 내열재의 삭마형상이 노즐 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여 연소시험 결과를 이용한 1차원적인 면적분석과 Fluent를 이용한 유동해석 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 일반적으로 연소시험 결과, 노즐 확대부 끝단에서의 삭마가 존재하지 않기 때문에 1차원 면적분석을 통한 시간에 따른 노즐 목 삭마량예측방법이 타당하다.
14263)을 사용하였다. 또한 노즐 목 후방 확대 부에서의 삭마량은 평균 삭마 율을 고려하여 삭마형상을 예측하였다.
대상 데이터
수치해석을 수행하였다. Table 1은 해석에 사용된 물성 치를, Figure 3은 해석에 사용된 Mesh(Rayon경우)를 보여주며 Figure 4는 수치해석을 수행한 해석 점을 나타내는 것으로 동일 압력 1050psig 에서 동일 목 직경 (Rayon 기준 : 1.14263)을 사용하였다. 또한 노즐 목 후방 확대 부에서의 삭마량은 평균 삭마 율을 고려하여 삭마형상을 예측하였다.
성능/효과
얻었다. 1) 일반적으로 연소시험 결과, 노즐 확대부 끝단에서의 삭마가 존재하지 않기 때문에 1차원 면적분석을 통한 시간에 따른 노즐 목 삭마량예측방법이 타당하다.
2) Pan계의 확대부 삭마형상과 Rayon계 확대부삭마형상에 따른 추력차를 1차원 면적분석 결과, 노즐 목 직경차가 0.89mm이나 같은 챔버 압력에서는 약 1.268%로 나타났으며 챔버압력차는 6psi이나 같은 목 직경에서는 약 0.57%로 나타났다.
3) 연소시험 결과를 이용하여 동일 목 면적, 동일 압력하의 해석 점을 선정하고 Fluent를 이용한 2차원 해석 결과 Rayon의 경우가 Pan 의 경우에 비해 약 0.53%의 추력손실이 예측되었다.
4) 해석된 추력 손실 값을 전 연소시간에 대해 내삽법과 외삽법을 이용하여 적용한 결과 Pan 의 시험결과에 대하여 예측된 Rayon 의총 역적 차는 약 0.35% 낮게 나타나며 Rayon의 시험결과에 대하여 예측된 Pan 의총 역적 차는 약 0.26% 높게 나타났으며 이 결과로 약 0.4%미만의 총 역적차가 발생하는 것으로 판단된다.
Fluent를 이용하여 챔버 압력 1050psig, 목 직경 L14263에 대하여 Pan계와 Rayon계의 해석 결과 Pan의 경우 1.01752, Rayon의 경우 1.01219^ 추력 값을 나타내었으며 추력 차는 약 0.533%로 예측되었다. 이 결과를 전체 연소시간에 대해 내삽, 외삽법을 적용하여 총 역적차를 구하면 Pan의 시험결과에 대하여 예측된 Rayon의 총 역적 차는 약 0.
고체 추진기관용 노즐 내열재로 사용되는 Pan 계 카본/페놀 내열재와 Rayon계 카본/페놀 내열재의 내열특성을 분석하고자 수행한 연소시험 결과 전반적으로 두 재료의 삭마 층과 숯 층의 두께를 더한 결과는 비슷한 경향을 보였으나 삭마와 숯 충의 두께는 서로 상이하게 나타났다. 즉, Pan계의 경우 삭마 충이 얇고 숯 층이 두꺼운 반면 Rayon의 경우 삭마 층이 두껍고 숯 충이 얇은 경향이 나타났다.
533%로 예측되었다. 이 결과를 전체 연소시간에 대해 내삽, 외삽법을 적용하여 총 역적차를 구하면 Pan의 시험결과에 대하여 예측된 Rayon의 총 역적 차는 약 0.35% 낮게 나타나며 Rayon의 시험 결과에 대하여 예측된 Pan의 총 역적 차는 약 0.26% 높게 나타난다. Figure 11과 Figure 12는 그 결과를 나타낸다.
나타났다. 즉, Pan계의 경우 삭마 충이 얇고 숯 층이 두꺼운 반면 Rayon의 경우 삭마 층이 두껍고 숯 충이 얇은 경향이 나타났다. 일반적으로 연소 시험 후 노즐 내열재에 virgki충이 존재할 경우 노즐 내열의 문제점이 없는 것으로 판단되나 삭마에의한 노즐 내부 Contoure] 변화는 노즐의 추력 성능에 영향을 미칠 것으로 판단됨에 따라 삭마형상에 따른 노즐 추력성능 변화와 관련된 연구가 요구되었다.
89mm 이며, 같은 노즐 목 면적인 경우 압력차는 6psi 차가 발생하였다. 즉, 노즐 목 직경차가 0.89mm 이나 같은 챔버 압력에서의 추력 차는 약 1.268%로 나타났으며 챔버 압력차는 6psi이나 같은 목 직경에서의 추력 차는 약 0.57%로 나타났다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.