액체로켓엔진에서 충돌형 분사기 형태의 연료과잉 가스발생기 연소특성

Abstract

본 논문에서는 충돌형 분사기를 장착한 연료 과잉 가스발생기에서 수행한 설계점 및 탈설계점 연소시험의 전반적인 결과에 대하여 논하였다. 가스발생기는 충돌형 분사기와 추진제 공급 메니폴드로 구성된 분사기 헤드, 물냉각 채널을 가진 연소실, 혼합을 증가시키는 turbulence ring, 온도 및 압력을 측정하는 링, 그리고 노즐로 구성되었다. 여러 운영조건에서 연소시험은 성공적이었으며 가스발생기 손상은 발생하지 않았다. 체류시간 4～6msec 정도에는 출구온도변화가 거의 없었지만 압력변동에 따라 출구온도는 변하였다. 측정되는 압력, 유량 그리고 노즐목 크기로 계산한 연소효율는 출구에서 측정한 온도의 제곱근에 비례하는 관계식을 저 혼합비 가스발생기에서도 갖고 있었다. 가스발생기의 O/F 비 변화에 가장 민감하게 출구온도가 변화하였으며 이에 대한 관계식을 도출하여 향후 설계 기초 자료로 활용되게 하였다. The overall results of hot firing tests of fuel-rich gas generator with impinging injector at design and off-design points are described. The gas generator consists of an injector head with impinging injector, a water cooled combustor wall, a turbulence ring to enhance mixing, an instrument ring measuring temperature and pressure and a nozzle. The combustion tests were successfully performed without damage of gas generator. Test results show that the outlet temperature is not dependent on residence time of hot gas within 4～6msec but dependent on chamber pressure. The relation between outlet temperature and combustion efficiency resulting from measured pressure, mass flow rate and area of nozzle throat is shown. The overall O/F ratio is the critical parameter to determine the outlet temperature and the linear correlation between two parameters is established.