위성 발사체 액체 로켓 엔진의 Pre-burner 성능 모사

Abstract

다단 연소를 수행하는 위성 발사체 액체 로켓 엔진의 예연소기 성능을 모사한 in-house code가 개발되고 검증되었다. CEA (Chemical Equilibrium with Applications)의 해석 알고리듬을 바탕으로 하여 예연소기의 화학 반응을 모델링 하였고, gas dynamics 모델링과 연동시켜 예연소기의 성능을 모사하였다. CEA와 비교한 결과 아주 높거나 아주 낮은 O/F ratio를 제외하고는 계산 값들이 거의 일치함을 보여 주었다. 또한 실제 엔진 (RD-8)의 성능곡선과 비교한 결과 개발된 in-house code의 계산 값들이 타당한 범위 내에서 모사되었고, 정상상태에서는 거의 비슷한 결과 값을 보였다. In-house code which simulates the performance of pre-burner in staged-combustion liquid-fueled rocket engine was developed and demonstrated. Chemical reaction of pre-burner was modeled based on analytic algorithm of CEA (Chemical Equilibrium with Applications) and gas dynamics model was incorporated with it. Comparison results between in-house code and CEA have shown small relative errors except at very high or very low O/F ratio. Also the performance curve obtained by in-house code revealed that the calculated values follow the overall trend of real engine (RD-8) performance quite well and at steady-state operation, the deviation became very small.