액체로켓용 터보펌프 개발기술 The Technologies on Liquid Rocket Engines
보고서 정보
주관연구기관
한국항공우주연구원 Korea Aerospace Research Institute
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
2001-12
주관부처
과학기술부 Ministry of Science and Technology
등록번호
TRKO200200047482
DB 구축일자
2013-04-18
초록▼
I. 제목 액체로켓용 터보펌프 개발기술 II. 국내외 현황 및 필요성 1. 조사의 필요성 가. 액체로켓용 터보펌프 관련 국내 현황 및 필요성 - 국내에서 로켓과 관련된 연구는 1958년부터 시작되었으며 1970년대 국방과학연구소에서 군사목적의 로켓개발로 실제적인 연구 및 개발/제작이 이루어져 실용기술경험이 축적되었으나 터보펌프를 사용한 고성능 액체로켓기술은 부재함. - 국내 처음으로 2002년 발사목표로 액체로켓개발이 항공우주연구원을 주축으로 추진되고 있으며 향후 탑재체의 중량 증가에 대비하여 터보펌프관련 기반기술이
I. 제목 액체로켓용 터보펌프 개발기술 II. 국내외 현황 및 필요성 1. 조사의 필요성 가. 액체로켓용 터보펌프 관련 국내 현황 및 필요성 - 국내에서 로켓과 관련된 연구는 1958년부터 시작되었으며 1970년대 국방과학연구소에서 군사목적의 로켓개발로 실제적인 연구 및 개발/제작이 이루어져 실용기술경험이 축적되었으나 터보펌프를 사용한 고성능 액체로켓기술은 부재함. - 국내 처음으로 2002년 발사목표로 액체로켓개발이 항공우주연구원을 주축으로 추진되고 있으며 향후 탑재체의 중량 증가에 대비하여 터보펌프관련 기반기술이 시급히 요구됨. - 1999년부터 민군겸용과제의 일환으로 액체추진제 로켓엔진용 터보펌프개발이 착수되어 진행되고 있으나 이는 10톤급 고압펌프의 개발에 한정되어 있는 바 추력상승시 요구되는 첨단의 기술이 장기적으로 볼 때 상당부분 필요함. 나. 액체로켓용 터보펌프관련 해외 현황 및 필요성 - 전 세계적으로 터보펌프를 이용한 발사체의 개발, 생산 및 발사 서비스 능력을 갖춘 나라는 미국, 러시아, 유럽연합, 중국, 일본, 인도등이 있음. - 미국, 러시아, 일본, 등지에서는 터보펌프 개발에 필요한 여러 가지 다양한 시험 설비를 갖추고 이에 대한 심도있는 연구가 이루어지고 있으며 자국의 국방, 관련기술파급, 상용화의 목표로 기술개발에 주력하고 있음. - 선진 기술국들은 이러한 고난도 기술의 제3국 유출이나 기술이전을 철저히 통제하고 있으며, 내부적으로는 기술력을 바탕으로 한 가격 경쟁으로 타국의 개발연구를 억제하고 있는 실정임. 2. 조사 목표 가. 최종 조사목표 - 액체로켓용 터보펌프개발 동향조사 및 국내 대응 방안 제시 나. 세부 조사목표 - 액체로켓용 터보펌프 국가별 개발 현황 조사 - 액체로켓용 터보펌프 세부기술 개발현황 조사 III. 동향조사의 결과 본 동향조사사업을 통하여 일본과 유럽의 터보펌프관련 기술 동향과 시험설비 및 개발 방법등의 자료를 입수 정리함으로써 곧, 국내에서 개발해야할 발사체관련 소요기술, 설비등의 인푸라 구축과 또한, 국내독자개발 혹은 해외공동연구개발시에 접촉점과 대응방법등을 도출할 수 있는 자료의 근간을 마련하였다고 판단된다. 전술한 바와 같이 유럽의 발사체는 상용화의 경쟁력을 위해 다국적으로 힘을 모아 개발에 전력을 하고 있으며 일본의 경우에도 상용화를 위한 발사체의 개발에 몰두하고 있다. 접촉한 전문가들에 의하면 개발초기에 Planning이 중요한 것은 거듭 강조하여도 부족하며 개발의 장기 목표를 어디에 두고 갈 것인가가 중요한 첫 단추이다. 즉, 자국의 자주국방에 초점을 둘 것이지, 발사체의 상용화에 초점을 둘 것인지, 중장기적 산업체의 선행 첨단기술의 기술파급에 중점을 둘 것인가로 구분하거나 혹은 이들을 복합적 목표로하여 우선순위를 둘 수 있다. 이러한 문제가 설정되면 개발 방향과 방법이 이에 따라 결정되며 이러한 논지에 의해 중장기적 개발계획이 국가적인 공론을 가지고 이끌어 갈 수 있는 것이다. 일본 전문가가 '언급한 화석연료가 다하면 차세대 산업연료로 수소가 매우 중요하며 이에 기술개발 축적과 산업체로의 기술 파급을 목표로 수소를 연료로 사용한 이유중의 하나' 라고 한 바 있다. 또한, 유럽의 경우 상용화를 목표로 개발하므로 엔진 형식의 선택시 압력이 높은 staged combustion이 아닌 gas generator cycle을 도입한 것도 개발 방향과 일치된 선택이었다. 1980년초 까지만 하더라도 미국과 구소련간에 고성능의 로켓개발경쟁이 있었으며 이에 따라 연소실 압력이 매우 높은 엔진들이 많이 개발되었고 구소련의 엔진들을 이점에서 뛰어나다. 그러나 이제는 발사체의 개발이 자주국방의 측면 보다는 상용화에 초점이 맞추어짐에 따라 러시아의 고압엔진들을 상대적으로 신뢰도가 떨어지고 제작/개발비용이 많이 소요되어 선택에 신중을 기할 필요가 있다고 본다. 이러한 점들을 염두에 두고 국내에서의 중장기적 개발목표와 설정과 방법의 선택을 이루어 나아가는 것은 매우 중요하다.
Abstract▼
I. Subject The Technologies on Liquid Rocket Engines II. Status and Significance of Technology 1. Necessity of technology survey Rocket development habe been practically started by ADD(Agency of Defence and Development) for military use from 70s. practical development and manufacturing had been
I. Subject The Technologies on Liquid Rocket Engines II. Status and Significance of Technology 1. Necessity of technology survey Rocket development habe been practically started by ADD(Agency of Defence and Development) for military use from 70s. practical development and manufacturing had been performed and technologies were accumultaed. But turbopump technology seems not established using liquid fuel. In 2002, KARI will launch a liquid rocket but turbopump is not adopted and the preliminary development of turbopumps for heavier payloads. From 1999, a turbopump for 10 ton thrust level is under development. However, various breakthrough technologies for higher thrust engine is still far beyond. There are several countries possessing the turbopump technologies (i.e., USA, Russia, EU, China, Japan, India etc.) All the countries established the required infrastructure including designing, manufacturing, and testing. The technologies are strictly closed to other countries. 2. Scope of Research Survey of technologies on turbopump development and suggestion of our future plan 3. Conclusion Through the survey of technologies, various materials regarding to the test facilites and development methodology were obtained and organized. Using These material, it is considered that any required infrastructure and technologies can be determined and plan can be established. Currently, European launchers and Japanese launchers are under development focusing on the commericaialization. It is very important to note that the establishement of long-term-plan from the beggining. It is important to choose what kind of strategy we need to establish(i.e., commercial point of view, defense, or thchnology spin-off, etc.)
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