[항공우주공학]로켓엔진의 역사

소개

로켓엔진의 간단한 역사와 원리, 고체, 액체 로켓에 대한 기초적인 내용을 기술

목차

로켓의 역사
1. 고체로켓
2. 액체로켓

본문내용

1.로켓엔진

로켓은 10세기경 중국 사람들이 성을 공격하기 위한 무기로 개발하였으며, 액체 연료를 사용한 현대적인 로켓은 미국의 고다드가 1926년에 최초로 개발하였다. 그의 자료는 독일의 V2 로켓 개발에 이용되었으며, 2차대전 후에는 미국과 러시아에 의해 우주 개발의 도구로 본격적으로 개발되었다. 1957년 10월 4일 인류사상 처음으로 소련이 스푸트니크 1호로 발사하면서 우주개발의 역사는 시작되었다. 소련은 이어 한 달 후 ‘라이나’라는 개를 스푸트니크 2호에 태워 발사하였고, 인간 유리 가가린을 탑승한 최초의 유인우주선은 1961.4.12에 발사되었다. 이는 본격적으로 우주로켓 개발에 도화선이 되었고 이후 소련과 미국의 양자 구도로 로켓 발사에 박차를 가해왔고 오늘날에 이르게 되었다.

로켓엔진은 필요한 모든 추진체를 자체에 보유하고 외부에 공기를 필요하지 않을 뿐더러 비행속도나 제트의 속도에 관계없이 작용과 반작용에 의해서 가속된다는 점에서 제트엔진과 같이 공기를 흡입하는 엔진과는 차이가 있다. 로켓의 원리는 추력 발생 방법에 의해 나누어지는데, 추력은 엔진에서 분사되는 물질의 운동량에 의한 것으로, 그 운동량은 물질에 주어지는 에너지에 의해 만들어 진다. 이렇게 때문에 이론상으로 무한이 놓은 비행 속도를 얻을 수 있다. 또 산소가 없는 우주공간에서는 로켓만이 유일한 추진 방식이라고 할 수 있겠다.
에너지는 연소 등의 화학반응, 전기에너지, 원자력, 레이저, 태양 등의 에너지를 사용하고, 이러한 작동 물질이나 에너지 전달 방법에 따라 엔진의 형식이 분류 된다. 자료1 (표1) 은 각 엔진 형식에 따른 특성들을 비교 하였다.
자료에서 살펴본 것처럼 로켓 엔진은 작동 물질과 에너지의 종류에 따라 분류되며, 특히 에너지를 연소나 촉매 반응에서 얻는 화학 로켓과 그 외의 비화학 로켓 두종류로 크게 분류 된다.
표1. 에서는 로켓의 비행에서 가장 중요한 특성지표를 비추력으로 나타내었다. 비추력은 추진체 1Kg으로 추력 1Kg을 발생 할 수 있는 시간(s)으로, 추진체의 이용효율을 나타낸다. 보통 화학 로켓은 200 ~ 500 초이며 비화학 로켓은 1,000~3,000초에 달하기도 한다.
그러나 비화학 로켓의 경우 엔진 중량 대 추력비가 작아 현재에는 거의 화학 로켓을 사용하고 있다.

참고자료

· 1. http://mercury.hangkong.ac.kr/srs/
· 2. 항공우주용 추진시스템 경문사 (이상직, 윤영빈)
· 3. 로켓공학 목촌일랑 (윤웅섭 김영수)