[보고서]친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 핵심기술 개발

권세진

[국가R&D연구보고서] 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 핵심기술 개발
Development of Non-Toxic Hypergolic Bipropellant Thruster 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology
연구책임자	권세진
참여연구자	강홍재
보고서유형	3단계보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2017-05
과제시작연도	2016
주관부처	미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning
연구관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO201800003873
과제고유번호	1711040823
사업명	우주핵심기술개발
DB 구축일자	2018-04-28
키워드	친환경 접촉점화성 추진제.점화지연시간.로켓 추진.폭발성 시동.Non-toxic hypergolic propellant.Ignition delay.Rocket propulsion.Hard start.
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201800003873

초록

▶ 독성을 제거한 접촉점화성 이원추진제 개발 및 검증절차 확립
- 친환경 접촉점화성 이원추진제 조성 연구
- 기존 맹독성 이원추진제 조합에 유사한 성능을 갖는 친환경 추진제 개발
- 접촉점화지연시간, 연소 엔탈피, 저장성, 반응성 등 추진제 성능평가 수행

▶ 접촉점화성 이원추진제 추력기 개발 및 검증
- 진공 추력 500 N 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 설계 및 연소시험
- 접촉점화성 이원추진제 추력기 시동 특성 연구

(출처 : 요약서 3p)

목차 Contents

표지 ... 1
제 출 문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
요 약 문 ... 4
SUMMARY ... 6
CONTENTS ... 6
목차 ... 6
제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 7
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 57
제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 66
제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 67
제 7 장 국가과학기술종합정보서비스 등록 연구시설·장비 현황 ... 67
제 8 장 참고문헌 ... 67
끝페이지 ... 71

표/그림 (47)

표 친환경 접촉점화성 이원추진제에 대한 국외 연구동향 (1)
표 Physical properties of sodium borohydride-based non-toxic hypergolic fuel (Stock 2) and non-hypergolic fuel (pure Stock 2) under standard atmospheric conditions.
표 Hypergolic interactions between 90% HTP droplet and sodium borohydride-based non-toxic hypergolic fuel (Stock 2).
표 Solid-phase byproducts of combustion of sodium borohydride-based non-toxic hypergolic fuel (Stock 2).
표 A schematic of droplet combustion test chamber.
표 Results of thermogravimetric analysis for both non-toxic hypergolic fuel (Stock 2) and non-hypergolic fuel (pure Stock 2).
표 Temporal images of non-hypergolic fuel (pure Stock 2) droplet in a temperature of 700 °C.
표 Temporal images of non-hypergolic fuel (pure Stock 2) droplet in a temperature of 800 °C.
표 Normalized temporal histories of non-hypergolic fuel (pure Stock 2) droplets at elevated temperatures.
표 Temporal images of sodium borohydride-based non-toxic hypergolic fuel (Stock 2) droplet in a temperature of 700 °C.
표 Normalized temporal histories of sodium borohydride-based non-toxic hypergolic droplets at elevated temperatures.
표 Schematic drawing of the droplet impact test.
표 Engineering model of 500 N scale nontoxic hypergolic bipropellant thruster.
표 Schematic view of propellant feed systems.
표 Variations of ignition delay under two extreme environments:fuel-rich and oxidizer-rich conditions.
표 Consecutive images of hypergolic interactions between 90% HTP droplet and Stock 2 under fuel-rich condition.
표 Consecutive images of hypergolic interactions between Stock 2 droplet and 90% HTP under oxidizer-rich condition.
표 Hard start of hypergolic thruster using 90% HTP oxidizer: a) variations of O/F mass ratio and chamber pressure, and b) snapshot of the steady-state operation after occurring hard start.
표 Design parameters of cavitating venturi tube
표 Variations of O/F mass ratio and chamber pressure using 90% HTP oxidizer (optimum O/F mass ratio is 5.5).
표 Variations of O/F mass ratio, chamber pressure and thrust using 95% HTP oxidizer (optimum O/F mass ratio is 5.2).
표 Snapshot of the steady-state operation of hypergolic thruster using 95% HTP oxidizer.
표 Variations of O/F mass ratio, chamber pressure, and thrust using 98% HTP oxidizer (optimum O/F mass ratio is 5.0).
표 Statistical experimental data of the performance on non-toxic hypergolic thruster
표 Physical properties of storable fuels under the standard room conditions
표 The Storability of Stock 3 fuel under the standard room conditions.
표 Theoretical performance estimation of storable bipropellant combinations (NASA CEA: stoichiometry, chamber pressure 10 bar, nozzle expansion ratio 300, vacuum condition).
표 Hypergolic interactions between Stock 3 fuel and 98% HTP droplet.
표 Variations of ignition delay of hypergolic interactions between Stock 3 and hydrogen peroxide.
표 Pentad impinging jets injector of the engineering model of 500 N scale hypergolic thruster.
표 Results of static hot-fire tests using the green hypergolic combination, Stock 3 fuel and 95% HTP oxidizer.
표 Temporal images of static hot-fire tests in the startup phase (side view).
표 Variations of the shape of the plume in the transition period.
표 Results of static hot-fire tests using green hypergolic combination (Stock 3 fuel and 95% HTP oxidizer)
표 Stock 2 연료와 과산화수소 액적의 접촉점화 현상
표 Stock 3 연료와 과산화수소 액적의 접촉점화 현상
표 친환경 접촉점화성 이원추진제의 점화지연시간
표 Stock 2 연료 액적의 점화 및 연소현상 분석
표 친환경 접촉점화성 이원추진제의 이론적 성능분석 및 비교
표 고에너지 친환경 접촉점화성 연료 Stock 3 저장성 평가
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 분사기 설계
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 연소기 설계
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 시동 특성 평가:연소 불안정성 발생-폭발성 시동 (Stock2/90% HTP)
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 (Stock2/90% HTP)를 활용한 지상 연소시험
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 (Stock3/95% HTP)를 활용한 지상 연소시험
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 연소시험 결과 (Stock2/90% HTP)
표 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 연소시험 결과 (Stock3/95% HTP)

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