전기제어고체추진제의 화염 형상에 대한 금속첨가제의 영향 분석 (Experimental Analysis of Metal Additive Effect on The Flame Structure of Electrically Controlled Solid Propellant)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 53권 / 3호 / 299 ~ 307페이지
· 저자명 : 임대홍, Rajendra Rajak, 여재익

초록

금속첨가제를 포함한 전기제어고체추진제의 연소과정 중, 화염구조와 입자거동을 조사하는 것으로 금속이 화염 동특성에 미치는 영향을 분석하였다. 화염구조와 응집입자의 거동은 CH* 자발광과 미 산란 기법을 이용해 각각 확인하였으며, 동시계측의 적용으로 금속 기반 입자의 방출에 따른 특이 화염구조를 생성하는 것을 관찰하였다. 금속이 첨가된 추진제에서는 지속적인 국소 화염 pinch-off 현상의 발생이 화염면 형상에 지배적인 역할을 하였으며, 특히 알루미늄 첨가 추진제보다 티타늄을 첨가한 추진제에서 입자 지배적 특징은 두드러졌다. 티타늄의 첨가는 상대적으로 향상된 생존성에 따라, 화염길이와 입자방출 속도의 증가를 유발하였으며, 이에 따라 연소율 변화와 그에 따른 유입 유량 섭동을 야기하는 것을 밝혔다. 본 연구를 통한 금속첨가제 종류에 따른 화염 동특성 변화에의 분석은 전기제어고체추진제의 임무 및 추력 최적화에 대한 기초 연구가 될 수 있다.

영어초록

The combustion process of electrically controlled solid propellants (ECSP) containing metal additives was investigated to analyze the effects of metals on flame dynamic characteristics through observations of flame structure and particle behavior. The flame structure and behavior of agglomerated particles were identified using simultaneous CH* chemiluminescence and Mie scattering techniques, respectively, and the application of measurements revealed the formation of unique flame structures resulting from the emission of metal-based particles. In propellants with metal additives, the continuous local flame pinch-off phenomenon played a dominant role in generating the flame surface, and this particle-dominant feature was particularly pronounced in titanium added propellants compared to those with aluminum. Titanium addition, due to its relatively enhanced survivability of ejected particles, led to an increase in flame length and particle ejection velocity, subsequently inducing variations in the burning rate and associated flow rate perturbations. The analysis of flame dynamic changes based on metal additive type can provide basic study for optimizing the mission and thrust of ECSP systems.

참고자료

· 없음