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붕소-기반 농후연료 추진제 연소성능에 대한 산화제 효과

전문가 제언: ○ 일반적으로 고체 추진기관의 추진제는 순수연료와 산화제로 구성되어 있고 연료성분은 고무계열의 HTPB나 CTPB가 주이고 산화제는 AP가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 최근에는 빠른 연소속도와 함께 큰 비추력을 내는 추진제 개발에 사용되는 산화제로 RDX나 HMX가 연구 개발되고 있다.

○ 한편 추진제에 포함된 산화제는 전 추진제의 70-80%나 되어 연료효율 면에서 보면 매우 비효율적이다. 이에 대한 대안으로 새로이 공기흡입 추진기관인 램제트 추진기관이나 덕티트 로켓이 연구 개발되고 있으며 덕티드 로켓에는 산화제부분을 줄인 농후연료 추진제를 사용하고 이차 연소 시에 흡입되는 공기의 산소를 사용하는 시스템이다.

○ 또 이러한 농후연료에는 보론 입자를 가미하여 비추력을 높이고 있는데 붕소가 단위질량당, 단위체적당 우수한 열 형성을 하는 원자이기 때문이나 특이한 연소특성으로 붕소의 점화연소에 대하여 미국, 프랑스, 독일, 이스라엘, 러시아 등 많은 나라에서 연구하고 있다.

○ 논문은 이러한 보론 기지의 농후연료 추진제에 일반적으로 사용되는 AP와 함께 새로운 산화제로 연구 개발되는 RDX와 HMX를 추가한 연료의 특성과 그리고 압력지수 개발에 주로 사용하는 KClO4와 KNO3 을 가미한 연료의 특성을 조사하였다.

○ 우리나라에서는 붕소가 포함된 추진제 연구 개발이 이제 막 시작단계에 있는데 단순히 기존의 AP산화제 적용뿐만 아니라 열에너지와 연소 속도 증가 등의 연구 개발에 사용하는 RDX, HMX 등 언급되는 원료의 첨가 사용 등에 대한 이론적, 실험적 연구 개발 또한 중요한 의미가 있을 것으로 판단된다.

저자: Lin-lin Liu et al
자료유형: 니즈학술정보