소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열재 두께 변화에 따른 과도 열전달 해석

양지윤; 이경한; 김상우; 이수용

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자료유형: 학술저널

저자정보: 양지윤 (한국항공대학교) 이경한 (한국항공대학교) 김상우 (한국항공대학교) 이수용 (한국항공대학교)

저널정보: 항공우주시스템공학회 항공우주시스템공학회지 항공우주시스템공학회지 제18권 제3호

발행연도: 2024.6

수록면: 70 - 75 (6page)

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2024

소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열재 두께 변화에 따른 과도 열전달 해석

양지윤 , 이경한 , 김상우 외 1명 항공우주시스템공학회지 2024.06 학술저널

2023

극저온 추진제 탱크의 공통격벽 두께 변화에 따른 과도 열전달 해석

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본 연구에서는 단열재 두께에 따른 소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 분석하였다. 단일 파트로 이루어진 공통격벽 추진제 탱크는 탱크 연결부가 불필요하여 추진제 탱크의 경량화 설계가 가능하다. 그러나 산화제와 연료의 온도차로 인한 열전달에 의하여 추진제의 손실과 점화 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산화제 탱크와 연료 탱크를 구분하는 공통격벽 구조의 단열 성능 확인이 필수적이다. 본 연구에서는 기화질량(boil- off mass)을 이용한 단열 성능 분석을 위하여 단열재 두께가 50, 55, 60, 65, 70 mm인 추진제 탱크에 대해 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이어서 추진제 탱크의 1단 비행시간 동안 발생하는 산화제의 기화 질량을 도출하였다. 그 결과, 단열재 두께가 증가할수록 기화 질량이 감소하여 단열 성능이 향상되었다.

#Small Launch Vehicle(소형 발사체) #Common Bulkhead Propellant Tank(공통격벽 추진제 탱크) #Transient Heat Transfer Analysis(과도 열전달 해석) #Boil-Off Mass(기화 질량)

참고문헌 (13)

참고문헌 신청

J. S. Choi, H. I. Huh, and W. K. Ki, “Technology and Development Trends of Small Launch Vehicles,” Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, vol. 24, no. 5, pp. 91-102, September 2020.

Y. P. Singh, H. Singh, P. K. Sahu, and R. Muthukumar, “Common bulkhead tank design for cryogenic stage of an Indian launch vehicle,” Defence Science Journal, vol. 72, no. 1, pp. 3-9, January 2022.

C. M. Lee, C. H. Sim, and J. S. Park,” Thermal Insulation Performance Comparison Using Boil-Off Mass and Boil-Off Rate for Common Bulkhead Structures of Space Launch Vehicles,” Journal of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, vol.51, no. 4, pp. 227-234, April 2023.

F. Barato, “Challenges of Ablatively Cooled Hybrid Rockets for Satellites or Upper Stages,” Aerospace, vol. 8, no. 7, pp. 190, May 2021.

N. K. Cho, D. B. Seo, B. I. Yoo, S. H. Kim, and Y. M. Han, “Investigation on Chilling Procedure for LOX Supply System for Liquid Rocket Engine,” Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, vol. 23, no. 3, pp. 119-126, May 2019.

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