극저온 추진제 탱크 가압 시 가압 속도에 따른 가압제 소모량 변화에 대한 연구 (A Study on the Change in the Consumption of Pressurant Gas according to the Pressurization Speed of the Cryogenic Propellant Tank)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 52권 / 9호 / 741 ~ 747페이지
· 저자명 : 이민수, 신민규, 차정열, 이재봉, 정용운, 고영성

초록

극저온 추진제를 상온의 가압제로 가압하게 되면 추진제 탱크 내부에서 열전달과 물리적인 교란에 의해 가압제가 응축되어 극저온 추진제에 용해되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상으로 인해 가압제 소모량이 증가하며, 추진제가 희석되어 연소기의 성능이 저하될 수 있다. 본 연구에서는 극저온 추진제 탱크에서 가압 속도만으로 가압제 응축 현상을 최소화하는 것에 대해 연구하였다. 가압제의 응축 여부를 가압제의 소모량으로 판단하였다. 실험 결과 가압 속도가 증가할수록 가압제 소모량이 증가하였으며, 가압 속도가 1.8bar/s의 경우 가압 속도가 낮은 경우보다 가압제 소모량이 약 11배가량 증가하였다. 또한 런 탱크 압력 50bar까지 약 0.5bar/s로 가압한 후, 50bar부터 100bar까지 약 1bar/s 가압 속도를 증가시켜도 가압제 소모량이 증가하지 않았다.

영어초록

When pressurizing cryogenic propellant with room temperature pressurant, condensation of the pressurant into the propellant may occur due to heat transfer and physical disturbances within the propellant tank. This phenomenon leads to an increase in pressurant consumption and dilution of the propellant, potentially degrading the performance of the combustion chamber. In this study, we investigated minimizing pressurant condensation solely through the pressurization speed in the cryogenic propellant tank. The condensation of pressurant was determined by its pressurant consumption rate. Experimental results showed that as the pressurization speed increased, pressurant consumption also increased. Specifically, at a pressurization speed of 1.8bar/s, pressurant consumption increased by approximately six times compared to lower pressurization speed. Additionally, after pressurizing to a run tank pressure of 50bar at about 0.5bar/s, increasing the pressurization speed from 50bar to 100bar did not increase the pressurant consumption.

참고자료

· 없음