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Al 나노입자가 첨가된 액체추진제의 연소 특성 규명

전문가 제언: ○ 지구 궤도 위성이나 행성 탐사선을 운반하는 추진기관은 주로 액체 연료를 사용한다. 액체 연료는 고체 연료에 비해서 유도 조정이 용이하다는 장점이 있지만, 고체 연료 시스템에 비해서 매우 복잡하고 부품들의 높은 신뢰도와, 정교한 구조가 요구된다는 단점도 있다. 이러한 이유 때문에 군사용으로 사용되는 유도탄 추진시스템에는 주로 고체 연료가 사용된다.

○ 액체 연료 시스템의 가장 중요한 인자는 물론 연료의 연소특성이다. 추진기관의 연소 특성을 개선하고 안전성을 유지하기 위한 다양한 연구가 꾸준하게 진행되고 있는데, 여기에는 에너지물질인 추진제 자체의 성능 증대, 새로운 에너지물질의 합성 및 특성 분석, 새로운 개념의 추진제 연소 시스템 및 연소 특성 개선과 관련된 연구들이 주류를 이루고 있다.

○ 이 글은 Purdue University 항공우주학부의 Saad Tanvir와 Li Qiao 등이 액체 연료 방울에 에너지물질인 알루미늄 나노입자를 첨가했을 경우 액체 방울 크기에 따른 로켓 추진기관의 연소 속도 증강 현상을 관찰하여, 이의 메커니즘을 분석하여 Journal of Propulsion and Power 지 2015년 1월호에 게재한 연구결과를 필자가 간단하게 요약한 것이다.

○ 국내에서는 군사용 로켓 추진기관을 개발하는 ADD와 위성 발사체 추진기관을 개발하는 항공우주연구원에서 각각 고체 및 액체 추진기관을 개발하고 있으나, 액체 추진기관의 개발 경험이 미천하기 때문에 여기서 소개한 구체적인 연소 현상 연구는 상대적으로 희귀한 편이다. 따라서 Tanvir 등이 소개한 액체 방울 내에 Al 나노입자를 첨가하여 이의 연소특성을 규명한 연구 결과는 담당 연구자들에게 큰 도움을 줄 수 있다는 점에서 이 분석물과 함께 원문의 일독을 권유한다.

저자: Saad Tanvir and Li Qiao
자료유형: 니즈학술정보