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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김태규
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 조선대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수21
이 논문의 연구 히스토리 (8)
2022
2019
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우주 개발의 핵심은 엔진의 개발이라 할 수 있다. 과거 대형 발사체 위주의 연구가 주로 수행 되었다면 최근에는 큐브 위성의 개발과 관련하여 추력기의 소형화에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 하이드라진 추력기는 ~220 sec 수준의 비추력 특성을 가지고 있으며 많은 위성 시스템의 자세제어 추력기로 사용된 바가 있다. 그러나 이들의 높은 독성은 환경 문제 및 취급 문제로 인해 이를 대체하고자 하는 움직임이 활발하다. 과산화수소가 대체 후보군에 있으나 비추력이 낮은 특성을 가지고 있다. 이에 대해 새로운 추진제 합성 및 젤 추진제 적용이 제안 되었다. ‘친환경 추진제’라 불리는 ADN과 HAN 등 추진제는 특별한 보호 장구 없이 취급이 가능하며 생성물 또한 수증기가 다수를 차지한다. 젤 추진제의 경우 독성 추진제를 기반으로 하며 적절한 첨가제를 통해 증기압을 낮추고, 첨가제의 종류에 따라 비추력 특성을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나 이원 추진제의 연료로 사용되는 하이드라진 단일 추진제의 경우 젤 추진제는 오히려 비추력을 낮출 수 있는 단점을 가지고 있다. 반면 ADN과 HAN은 각각 27%, 33%의 높은 산소 균형(Oxygen balance)을 가지고 있어 산화제로 작용하며 적절한 젤 화제 첨가는 연료로 작용하여 예혼합 단일 추진제로 사용이 가능하다. 그러나 이들의 가장 큰 문제는 점화에 어려움이 있다는 점이다. 분해 시 발생하는 고온의 가스는 장기적으로 활성 촉매 손실로 인한 연소 효율 감소 및 지속적인 고온 고압의 환경에 노출된 촉매 지지체의 구조적 불안정성은 이들의 우주 추진제 적용에 큰 장애물로 작용한다. 이를 해결하기 위해 다양한 방법이 제시되었다. 본 연구에서는 ADN에 비해 상대적으로 합성이 용이한 HAN을 기반으로 하는 친환경 젤 추진제를 직접 합성하고 이온 특성을 갖는 HAN 추진제의 전기 점화를 통한 점화 특성에 대해 수행하였다. 실험 결과 기존에 비해 11% 수준의 전기에너지 소모를 통해 5 sec 수준의 점화 지연 시간을 얻을 수 있었다.
목차
AbstractList of figureList of tableChapter 1. Introduction1.1 Introduction to rocket propulsion1.2 Recent research issues1.3 Conventional and novel monopropellants1.4 Gel propellantChapter 2. Experiment2.1 Material preparation2.2 Gelation process and analysis of HAN2.3 Experiment set - up2.4 Result and discussionChapter 3. ConclusionReference
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