AP/AN 복합 고체 추진제 표면의 알루미늄 입자의 연소

전문가 제언

○ 고체추진제는 기본적으로 HTPB나 CTPB와 같은 고무성분에 AP와 같은 산화제와 비추력과 연소율 등에 도움을 주는 금속 연료가 추가된 조성을 사용하고 있다. 그러나 이러한 금속 연료들은 완전 연소가 쉽게 일어나지 않는다. 특히 알루미늄은 연소 초기에 입자들이 뭉쳐져 조성 시의 금속 분말 직경보다 더 커져 연소효율 면에서 고려할 요인이 되고 있다.

 

○ HTPB/AP/Al은 전형적인 고체 추진제의 형태로 이미 오래 전부터 세계 여러 나라에서 고체추진기관에 사용되어 오고 있는데, 전술한대로 알루미늄 입자의 뭉침 현상으로 연소시간이 지연되고 연소 체류시간이 충분치 않으면 연소효율은 떨어지게 된다.

 

○ 이러한 알루미늄의 완전연소를 위하여 Rieko Doi 등은 AP/AN 복합추진제를 사용하여 연소 표면에서의 알루미늄 입자와 연소 현상을 발광화염의 관찰 위주로 와 초기 등을 변수로 하여 조사하였고 발광화염이 구형과 타원형 형상의 두 가지로 나타남을 발표하였다.

 

○ 최근에는 공기흡입 추진기관이 새로운 기술로 대두되고 있는데 여기에 사용하는 금속분말로는 붕소가 연구개발 되고 있다. 이 원료도 알루미늄과 마찬가지로 입자의 뭉침 현상이 일어나고 있고, 특히 붕소는 연소 시 입자 표면의 액상 산화붕소가 붕소 입자 표면에서 차단막이 되어 추가적인 연소에 방해 작용을 하고 있다. 이에 비하여 알루미늄은 산화알루미늄은 추가적인 연소에 지장을 주지는 않고 있다.

 

○ 근본적으로 금속연료의 완전연소는 연소 성능을 증가시키는 중요인자이므로 연소 메커니즘을 정확히 이해하여 연소 체류시간 증가 방향이나, 조성에 의한 연소 증진책 등은 개발자나 설계자들이 고려해야 할 사항으로 여러 나라에서도 꾸준히 연구되고 있으며, 연소율 향상 촉매와 함께 고려할 필요가 있다.

 

저자

Rieko Doi, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

40()

잡지명

Propellants, Explosives, Pyrotechnics

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

765~771

분석자

이*호

분석물

• AP-AN 복합 고체 추진제 표면의 알루미늄 입자의 연소.pdf [438,378 byte]

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