비행체 추진기관용 내열 복합재의 특성 및 개발 동향 (Characteristics and Development Trends of Heat-Resistant Composites for Flight Propulsion System)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 47권 / 9호 / 629 ~ 641페이지
· 저자명 : 황기영, 박종규

초록

고온, 고압의 연소가스에 의해 유입되는 많은 열을 효과적으로 차단하여 고체 로켓 노즐의 공력형상을 최대한 유지하면서 구조물의 온도 상승을 일정수준 이하로 제한하기 위해 연소가스와 접하는 위치에 내삭마성이 우수한 C/C 복합재 등의 내열재를, 그 배면에는 열확산계수가 낮은 단열재를 적용한다. 내산화성이 우수한 SiC/SiC 복합재는 가스터빈 엔진에 적용되고 있으며, 경량화와 내열성 향상으로 인해 엔진 성능 증가에 기여하고 있다. 극초음속으로 비행하는 스크램제트는 흡입공기 온도가 매우 높아서 흡열 연료를 냉각제로 사용하는 C/SiC 구조물 개발 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 고체 로켓 노즐, 가스터빈 엔진 및 램제트/스크램제트 추진기관에 사용되는 다양한 내열 복합재의 특성, 적용사례 및 개발 동향을 고찰하였다.

영어초록

In order to limit the temperature rise of the structure to a certain level or less while maintaining the aerodynamic shape of solid rocket nozzle by effectively blocking a large amount of heat introduced by the combustion gas of high temperature and high pressure, the heat-resistant materials such as C/C composite having excellent ablation resistance are applied to a position in contact with the combustion gas, and the heat-insulating materials having a low thermal diffusivity are applied to the backside thereof. SiC/SiC composite, which has excellent oxidation resistance, is applied to gas turbine engines and contributes to increase engine performance due to light weight and heat-resistant improvement. Scramjet, flying at hypersonic speed, has been studying the development of C/SiC structures using the endothermic fuel as a coolant because the intake air temperature is very high. In this paper, characteristics, application examples, and development trends of various heat-resistant composites used in solid rocket nozzles, gas turbine engines, and ramjet/scramjet propulsions were discussed.

참고자료

· 없음