OpenMotor와 BurnSim의 계산 결과 비교

OpenMotor

BurnSIm

 

OpenMotor와 BurnSim의 동일한 설계 조건(BATES 그레인, HTPB 연료, 동일한 치수)을 바탕으로 계산한 결과이다. 하지만, 세부 수치에서 흥미로운 차이점이 나타난다.

 

다음은 두 프로그램의 결과를 비교 분석한 내용이다.

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1. 주요 수치 비교 테이블

항목	BurnSim	OpenMotor	개발중	차이점 분석
모터 클래스	K-746 (42%)	K-705 (36%)		OpenMotor에서 총 역적이 약 16% 낮게 계산됨
총 역적 (Impulse)	1813 Ns	1734.6 Ns	1795.6 Ns	가장 큰 차이점이다.
비추력 (ISP)	222 s	213 s	221 s	비추력 계산 모델의 보수성 차이
최대 압력 (Peak Pc)	604.7 psi	604.7 psi	604.4 psi	압력 계산은 거의 일치함
연소 시간 (Burn Time)	2.43 s	2.43 s	2.43 s	일치
연료 질량 (Prop. Mass)	1.83 lbs	1.83 lbs	1.83 lbs	일치

 

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2. 핵심 비교 분석

압력 vs 추력 (핵심 차이)

• 일치점: 두 프로그램 모두 최대 압력(605 psi)과 연소 시간(2.43초)은 동일하다. 이는 기하학적 연소 면적 계산과 압력 평형 공식이 두 프로그램에서 같게 작동하고 있음을 보여준다.
• 차이점: 하지만 추력(Thrust)과 역적(Impulse)에서 차이가 난다.
• BurnSim은 전달 비추력(Delivered ISP)을 222초로 높게 잡아 총 역적이 1813 Ns가 나왔다.
• OpenMotor는 전달 비추력을 213초로 보수적으로 계산하여 총 역적이 1735 Ns로 나왔다.

추력 계수(Thrust Coefficient)의 영향

• OpenMotor 결과를 보면 Delivered Thrust Coefficient가 1.20으로 나타난다. 일반적으로 이론적인 값보다 노즐 손실이나 대기압 영향을 더 엄격하게 반영했을 가능성이 크다.
• BurnSim은 상대적으로 노즐 효율을 더 낙관적으로 산출하는 경향이 있다.

그래프 형태

• 두 프로그램 모두 BATES 그레인의 특성인 '중립 연소(Neutral Burn, 압력이 일정하게 유지됨)'를 잘 보여준다. 그래프 곡선이 매우 평탄하며, 이는 실제 제작 시 예측 가능한 일정한 추진력을 제공한다는 의미이다. <끝>