하이브리드 추진기관의 아크 점화

전문가 제언

○ 최근 하이브리드 로켓 추진기관이 안정성과, 저 경비 등으로 새로운 차세대의 추진기관으로 관심을 갖기 시작하고 있다. 특히 추력 가변성(throttleability)은 기존의 고체 추진기관이 가지고 있는 단점으로 공기 흡입추진기관과 함께 하이브리드 추진기관이 갖는 큰 장점이다. 동시에 액체 추진기관의 구조적 복잡성에 비하여 단순성도 매력이다.

 

○ 그러나 이러한 하이브리드 로켓 모터의 장점에도 불구하고 유사한 추력을 생성하는 통상적인 고체추진기관보다 연소율이 25% 정도가 낮은 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 해소하기 위하여 연소율을 증가시키기 위한 방안이 연구되어 오고 있고 또 하나의 단점은 하이브리드 추진기관이 안정한 만큼 상대적으로 점화가 용이한 편이 아니다.

 

○ 연소율 증대를 위해서는 세계 여러 나라에서 연료 질량 흐름을 촉진시키기 위한 방안과 함께 금속 연료를 추가하는 방안 연구 되고 있다. 금속 연료 추가 방안은 기존의 고체 추진제 원료에서도 고려되는 방안의 연장에서 이루어진다고 볼 수 있으며, 질량 유동에 관한 것은 분사기를 여러 개 사용하거나, 연료 포트 길이를 크게 하는 등, 연료 그레인의 연소면적을 늘리는 설계를 하고 있다. 또 연소 영역에서 연료 그레인 표면으로 열전달을 증기시키는 방법, 소용돌이(swirl)분사를 통하여 산화제 면적에 질량 유속을 증가시키는 등의 방법이 연구 개발 되고 있다.

 

○ 점화를 용이하게 하려는 시도 역시 진행되고 있는데, 통상의 파이로 테크닉에서 나아가 Hypergolic이나, TEA-TEB(triethylaluminum？triethylborane)와 같은 Pyrophoric 유체를 사용하는 방안 등도 조사되고 있는데 이들은 비교적 점화가 용이하나 독성이 있어 하이브리드 추진기관의 본성과는 배치되는 문제점이 있다. Whitmore 등은 아크 점화기를 개발하여 연속적으로 또 저기압 상태에서도 점화가 가능한 시스템을 개발하였다. 우리나라에서도 추진기관의 다양한 옵션으로 하이브리드 추진기관과 함께 점화기에 대하여도 관심이 필요하다.

저자

Stephen A. Whitmore et al

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

31(6)

잡지명

Journal of propulsion and power

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

1739~1749

분석자

이*호

분석물

• 하이브리드 추진기관의 아크 점화.pdf [466,144 byte]

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