나노알루미늄/니트로셀룰로오스 메소입자의 고체추진제 응용

전문가 제언

○ 군사용으로 사용되는 거의 모든 로켓 추진기관에는 연료로 알루미늄이과 산화제로 과염소산암모늄이 사용된다. 군사용 로켓들은 최소한의 추진제로 최대한의 사거리를 낼 수 있는 성능이 요구되는데, 이는 비추력(Specific Impulse)라는 파라미터로 대표된다.

 

○ 알루미늄의 크기가 추진제의 기본 성능에 큰 영향을 미치는데, 이론적으로는 비표면적이 큰 작은 입자일수록 유리하지만, 입자의 크기가 나노미터 규모가 되면 콜로이드 상태가 아닌 분말로서 취급하는 것이 불가능하다. 따라서 현대 로켓 모터에 사용되는 추진제에는 주로 마이크로미터 크기의 알루미늄 분말이 연료로 사용되고 있다.

 

○ 이 분석물은 미국 메릴랜드 주 소재 Naval Surface Warfare Center의 Gregory Young 등이 전기 분사 방법으로 알루미늄 나노입자(50nm)를 니트로셀룰로오스로 겔화시킨 메소입자들을 제조하여 이를 고체 로켓 추진제에 응용해 본 결과 기존의 마이크로미터 규모의 알루미늄을 연료로 사용했을 때에 비해서 연소속도를 35%까지 증가시킬 수 있다는 연구결과를 Propellants, Explosives, Pyrotechnics지 2015년 6월호에 게재한 것을 필자가 요약한 것이다.

 

○ 에너지물질 분야에 오래 종사해온 필자의 소견으로는 Young 등이 소개한 알루미늄 메소입자는 평범해 보이는 아이디어이지만, 이들이 제조한 메소입자는 추진제 제조 프로세스에 영향을 미치지 않으면서 나노미터 크기의 알루미늄의 연소특성을 얻을 수 있다는 점에서 이들의 연구 결과를 높게 평가한다.

 

○ 국내의 경우 새로운 에너지물질을 추진제 조성으로 사용해서 성능을 증대하는 경향이 있는데, 여기서 소개한 Young 등의 알루미늄 메소입자를 좀 더 구체적으로 제현하고 응용하면 추진제 연소속도를 증가시키는데 기여할 수 있을 것으로 보인다. 국방과학연구소와 관련 방위산업체들이 관심을 가져주기 바란다.

저자

Gregory Young, Haiyang Wang, and Michael R. Zachariah

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

40()

잡지명

Propellants, Explosives, Pyrotechnics

과학기술
표준분류

재료

페이지

413~418

분석자

이*웅

분석물

• 나노알루미늄-니트로셀룰로오스 메소입자의 고체추진제 응용.pdf [489,612 byte]

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