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블라프 바디를 이용한 하이브리드 연료의 연소율 증진

전문가 제언: ○ 유도탄이나, 로켓 추진기관에 사용되는 추진제는 크게 고체와 액체로 대별하며, 하이브리드 형의 실제 적용 예는 흔치 않다. 그러나 고체 연료에 흡입공기를 사용하는 램제트나, 덕티드 로켓은 이미 실용화 되어 일부는 양산되고 있다. 이러한 형태도 광의로 보면 하이브리드 형태의 추진기관이다.

○ 이러한 램제트나 덕티드 로켓의 구현에서 중요한 기술 중에 하나는 고속으로 들어오는 흡입 공기가 안정되게 연소할 수 있도록 하는 화염 안정화 기술이다. 이러한 화염 안정화 기술의 연구 개발에서 조사된 방법으로는 블라프 바디, 요철 그루브로 만든 캐비티 생성 법, 2차 분사 방법 등이 사용되고 있다.

○ 논문에서는 이러한 화염 안정화 기법에 사용된 블라프 바디, pitfall, swirl 분사나 tubular 분사 등, 2차 분사 방법을 연소율 증가와 관련하여 조사한 것이 흥미롭다. 특히 블라프 바디를 설치할 경우 블라프 바디 후면에 생기는 재순환 영역이 블라프 바디가 없는 경우보다 작아지고, 유체 흐름이 벽 쪽, 즉 연료 표면 쪽으로 가까이 진행되어 연소율이 증가됨을 발표하고 있다.

  ○ 상대적으로 화염 안정화 기법에서는 블라프 바디 후면에 형성된 재순환 영역이 화염을 유지시키는 화염 홀더 역할을 하는 것과 비교할 만하다. 화염 안정화 관점에서는 재순환 영역의 크고 작음이 핵심이 아니고, 유속의 강도가 중요인자로 강도가 작을수록 화염 홀더의 역할을 잘 할 것이다.

  ○ 램제트나 덕티드 로켓을 실용화하고 있는 미국, 러시아, 프랑스를 비롯한 EU 등에서는 화염 안정화를 위한 여러 가지 방안을 연구 개발하여 왔는데, 이에 한 걸음 더 나아가 연소율과의 연계 연구도 진행되고 있는 것을 보여 주는 논문이다. 우리나라는 이제 램제트 연구가 시작되는 초기 단계에 있는데, 화염 안정화와 함께 연소율과의 병행 연구에 참고할 가치가 있다고 판단된다.

저자: Rajiv Kumar et al
자료유형: 니즈학술정보