기공성 축분사의 후미 연소 하이브리드 모터

전문가 제언

○ 하이브리드 로켓은 대부분의 경우 고체 연료에 액체 산화제를 사용하고 있다. 따라서 고체 추진기관이 설계된 연료 그레인이 연소하는 동안 특별한 제어방법이 없는 단점이 있는데 비하여 하이브리드 로켓은 산화제의 공급조절로 추력제어 등의 장점을 가지고 있어 새로운 역할이 기대되는 새로운 분야의 추진기관이다.

 

○ 그러나 하이브리드 로켓 모터는 대표적인 단점이 연소율이 낮은 것이다. 세계 여러 나라에서는 이러한 하이브리드 로켓의 연소율 증가를 위하여 여러 방안을 연구개발하고 있다. 통상적인 고체 추진기관에서도 비추력과 연소율을 높이는 방안으로 금속 분말 첨가가 많이 제안되고 사용되고 있는데 하이브리드에서도 이러한 방안이 개발되고 있는 것도 당연한 추세이다.

 

○ 이 외에도 하이브리드 로켓 모터만의 고유한 특성과 관련된 연소율 증가 방법이 연구되고 있다. 큰 예연소실(precombustion)과 함께 여러 개의 연료 포트를 만들거나, 또는 분사기를 여러 개 사용하거나, 연료 포트 길이를 크게 하는 등, 산화제의 질량유속과 연료 그레인의 연소면적을 늘리는 방안 등이 고려되었다.

 

○ 논문에서 Matthew 등은 기공성 포트의 축분사로 후미연소를 시켜 연소율을 증가시키는 방안을 제안 조사하고 있는데 이러한 축분사 후미 연소에 대한 연구는 산화제 속도에 따른 연소현상의 연구도 수행되고 있다. 유동 현상과 연관된 연구로 나선형 포트를 이용하여 연료 연소율을 증가시키는 방안, 또 소용돌이(swirl)분사를 통하여 산화제 면적에 질량 유속을 증가시키는 방법도 발표된바 있는데, 이들은 주어진 포트 길이에서는 유동통로가 길어지는 효과와 원심 효과 그리고 경계층 두께도 감소되는 효과 등으로 연소율이 증가되고 있다.

 

○ 상대적으로 후발인 우리나라에서는 이러한 연구결과 패턴이 하이브리드 로켓의 개발과 함께 연소율 증가를 위한 방안으로 고려할만한 가치 있는 연구로 판단된다.

 

저자

Matthew A. Hitt et al

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

32(4)

잡지명

Journal of propulsion and power

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

834~843

분석자

이*호

분석물

• 기공성 축분사의 후미연소 하이브리드 모터.pdf [452,954 byte]

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