초록 ▼

새로운 우주 연구를 해 나가는데 있어서 더 안전하고 편리하며, 비용 효율적인 추진 시스템에 대한 수요는 끊임없이 증가하고 있다. 이에 가장 유력한 후보로 손꼽히고 있는 친환경 젤 추진 시스템의 개발을 위한 기초 연구를 수행하였다.
본 연구에서는 탄화수소 계열 연료인 에탄올을 주성분으로 한 젤과 과산화수소를 주성분으로 하는 젤 추진제를 합성하여 유변학적 특성을 조사하였다. 레오미터를 이용해 요변성, 전단 박화 현상을 확인하고 frequency sweep test를 수행하여 합성된 젤 추진제의 동적 특성을 관찰했다. 에탄올 젤 추

새로운 우주 연구를 해 나가는데 있어서 더 안전하고 편리하며, 비용 효율적인 추진 시스템에 대한 수요는 끊임없이 증가하고 있다. 이에 가장 유력한 후보로 손꼽히고 있는 친환경 젤 추진 시스템의 개발을 위한 기초 연구를 수행하였다.
본 연구에서는 탄화수소 계열 연료인 에탄올을 주성분으로 한 젤과 과산화수소를 주성분으로 하는 젤 추진제를 합성하여 유변학적 특성을 조사하였다. 레오미터를 이용해 요변성, 전단 박화 현상을 확인하고 frequency sweep test를 수행하여 합성된 젤 추진제의 동적 특성을 관찰했다. 에탄올 젤 추진제의 합성을 위한 젤화제로는 메틸 셀룰로오스를 사용하였으며 각각 10, 11 wt%의 농도를 가지게 하여 농도에 다른 차이를 알아보고자 했다. 또한 에탄올 젤에 금속 가루를 섞어 금속화 에탄올 젤을 합성하고 위와 같은 분석을 수행하였다. 한편 과산화수소 젤에는 이산화규소를 젤화제로 사용하였다. 그 결과 합성한 젤 추진제는 전단 박화 현상을 가지는 젤임을 확인했으며 탄성이 우세한 젤임을 알 수 있었다.
향후 합성한 젤의 발열량을 측정하거나 연소 시험을 통한 점화 지연 현상의 관찰, 분무 방식에 따른 화염 발달 특성 연구 등이 수행되어야 할 것이다. 또한 연소 시 온도 및 압력에 따른 연소 특성 연구와 젤 추진제의 증발열에 대한 연구도 함께 진행되어야 한다.

Abstract ▼

It is imperative that we build and develop a safer, more convenient and cost effective environment for exploring new frontiers in space research. Gelled propellant is the most promising solution at the time which has high energy density and high specific impulse. We conducted the fundamental researc

It is imperative that we build and develop a safer, more convenient and cost effective environment for exploring new frontiers in space research. Gelled propellant is the most promising solution at the time which has high energy density and high specific impulse. We conducted the fundamental research to develop an eco-friendly gel propellant system.
In present study, effort has been made to formulate and investigate the hydrocarbon based ethanol gel propellants and hydrogen peroxide gel using rotational rheometer. The gelling agent used for ethanol gelation process was methylcellulose for two different wt% of 10 and 11. Meanwhile, fumed silica has been used as a gelling agent for hydrogen peroxide gelation process. This green fuels were characterized as a gel which is shear thinning and elasticity dominant fluid.
For the future work, calculating the heat of combustion of gel, observation of ignition delay, flame characteristics with atomization would be good next steps. Also combustion characteristics depending on temperature and pressure and heat of vaporization of gel propellant should be studied.

목차 Contents

• EEWS Research 2013 Final Report ... 1
• Summary (English) ... 2
• 국문 요약문 ... 3
• 1. Research Purpose ... 4
• 2. Research Target and Achievement ... 6
• 3. Research Method ... 7
• 4. Research Results ... 15
• (1) Outcome results ... 15
• (2) Further research required ... 26
• (3) Findings deserve to press ... 26
• 5. Research Outcomes ... 26
• (1) Publication ... 26
• (2) Conference presentation ... 26
• (3) Patents ... 27
• (4)Creation of New Big Project ... 27
• 6. Reference ... 27
• 1. 연구 목적 ... 29
• 2. 연구 목표와 성과 ... 31
• 3. 연구 방법 ... 32
• 4. 연구결과 및 고찰 ... 40
• (1) 연구결과 ... 40
• (2) 수반되어야 할 (후행)연구내용 ... 51
• (3) 보도할 만한 내용 ... 51
• 5. 연구결과물 발표실적 ... 51
• (1) 학회발표 ... 51
• (2) 논문 ... 52
• (3) 특허 ... 52
• (4) 대형 신규과제 발굴의 기여 ... 52
• 6. 인재양성 실적 ... 52
• 7. 참고문헌 ... 52
• 끝페이지 ... 53