HTPB/AP/Al 추진제의 파괴 메커니즘

전문가 제언

○ 고체 추진제 그레인은 선적이나 점화 압력, 저장하는 동안에 진동, 충격과 같은 부하 환경에 놓이게 되는데, 이런 것들은 미세 균열이나 캐비티 같은 손상의 원인이 되고 있다. 추진제 그레인에서 균열 전파는 연소할 때에 추가적인 연소 표면적이 되어 로켓 모터의 탄도 성능에 영향을 미친다.

 

○ 특히 점화 압력 상승 때나 큰 가속의 경우에, 추진제는 동력학적 조건에 놓이게 된다. 이러한 동력학적 조건에서 추진제가 파괴모드의 시작되는지의 여부는 추진제 인성과 직결된다. 그러나 구체적으로 추진제 그레인 안에서 어떻게 파괴 메커니즘이 일어나는지에 대한 조사는 상대적으로 많지 않다.

 

○ 일반적으로 고체 로켓 추진기관은 실전에 사용되는 연도와는 상관없이 미리 만들어 보관할 수 있기 때문에 10년 20년을 발사하지 않고 대기 상태로 있을 수 있다. 이러한 상황 때문에 추진제 내부에 균열이 존재하는지 여부와 균열의 성장 가능성 여부 등을 추진제 수명과 연계하여 세계 여러 나라에서 노화 특성연구가 상대적으로 활발하게 진행되어 오고 있다.

 

○ 네덜란드의 Ramshorst 등은 SEM 하에서 HTPB/AP/Al 추진제 시편의 현장 단축 인장시험을 수행하여, 파괴메커니즘을 조사하고 있는데, 파괴는 커다란 AP 입자와 바인더가 간의 디본딩이 주된 원인으로 나타나고 알루미늄 입자와는 접착이 강함을 보여주고 있다. 즉 추진제 조성 성분 간에 접착성이 파열과 연관됨을 보여주는 흥미로운 논문이다.

○ 우리나라에서도 추진제 노화 특성은 산학연에서 연구되고 있지만, 추진제 조성 성분이 미치는 연구는 상대적으로 많지 않다. 커다란 AP 입자와의 분리는 발표되고 있는데, 상대적으로 작은 AP 입자와는 어떤 관계가 있는지 등 관심을 가질 분야가 많이 남아 있고 조성들이 미치는 효과를 in-situ 기법으로 연구하는 것도 참조할 만하다.

 

저자

Marthinus C. J. van Ramshorst, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

41()

잡지명

Propellants, Explosives, Pyrotechnics

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

700~708

분석자

이*호

분석물

• HTPB AP Al 추진제의 파괴 메커니즘.pdf [466,462 byte]

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