소형 추력기의 성능 개선을 위한 액체 추진제 주입기 최적 설계 및 추진제 거동 연구

Abstract

본 연구는 기존의 인젝터와 새로운 형태의 인젝터를 비교분석 함으로써 소형 추력기의 성능을 연구하였다. 기존의 인젝터는 볼록한 표면에 8개의 노즐로 구성되어 액체 추진제를 분사하는 형태로 제작되었다. 우리가 제안한 새로운 형태의 인젝터는 오목한 표면에 4, 5, 6, 8, 9개의 노즐로 구성된 충돌형 인젝터이다. 노즐의 구멍을 통해 분사되는 액체추진제는 축 방향으로 한 점에서 부딪히게 설계되었으며, 이는 분사되는 액체 추진제의 입자를 더욱 세분화하여 사방으로 일정하게 분무할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 전산유체역학, 입자 유속계 및 고속 카메라를 이용하여 분무 가시화 및 인젝터의 성능을 연구 하였다. This work studies the performance of an injector for a monopropellant thruster, comparing a conventional and new injector types. The conventional injector consists of 8 nozzles on a convex surface allowing the jet to be diverged. The new injector, we suggested, is an impinging type with nozzle holes on a concave surface. The fuel streams through the nozzle holes are collide at a point on an axial direction, which allow to atomize the liquid streams and to spray more uniformly along circular direction. The performance of the injectors is investigated by using computational fluid dynamics, particle image velocimetry and high speed camera visualization.