Journal of Pyrotechnica, Issue No. 1, Summer, 1995 에드윈 D. 브라운 (에스테스 인더스트리) PO Box 177, Rockvale, CO 81244, 미국 초록 추진제 평가 프로그램은 로켓 추진제의 성능을 추정하고, 다양한 추진제의 성능을 비교하고, 조성 변경의 효과를 평가하는 데 사용합니다. 프로그램 계산 결과는 정확하지 않을 수 있지만 실험 결과와 자주 비교합니다. 이 프로그램의 가장 큰 약점은 계산에 사용하는 기본 열화학 데이터베이스의 정확성과 완전성에 있습니다. 이 프로그램은 로켓이 아닌 화학 평형을 평가하는 데 잠재적으로 유용할 수 있습니다. 이 문서에서는 공공에서 사용할 수 있는 추진제 평가 프로그램인 PROPEP의 설치, 테스트 및 사용에 대한 가이드..

로켓에 탑재된 액체 추진제는 전량(100%)을 추진력 발생에 사용하는 것은 불가능하다. 아래와 같이 약간의 추진제가 역할을 못 하는 것은 불가피하다. 이륙 중인 델타 IV 헤비. 로켓은 액체 수소와 액체 산소 극저온 추진제로 완전히 연료를 공급받는다. ① 증발: 일부 액체 추진제는 리프트오프 전에 탱크에 충전된 직후부터 로켓이 비행할 때까지 증발한 기체는 탱크 상부의 통기밸브 등으로 방출된다. 극저온 추진제, 특히 액체수소의 증발량은 매우 많다. ② 가스 흡입 방지: 엔진 연소 종반에 잔량이 적어서 액체 추진제를 탱크에서 엔진으로 계속 보내면 탱크 바닥의 출구 부근에서 소용돌이가 발생하거나 액면의 요동으로 추진제 공급설비 배관에 탱크의 가압 가스가 흡입된다. 그러면 터보 펌프 파열이나 이상 연소가 일어나..

압축가스 또는 펌프로 연소실에 공급한 산화제와 연료는 화학반응을 일으키고, 고온, 고압의 혼합가스를 생성한다. 이것이 연소라는 화학반응으로 생긴 반응 생성물이 연소가스이다.1) 분사기액체 산화제와 연료는 각각의 탱크에서 배관으로 연소실에 보내지는데, 연료는 연소가스에서 발생하는 고열로부터 연소실과 노즐 벽을 보호하는 냉각제로 이용하는 경우가 많다. 분사기에 들어갈 때 산화제와 연료는 모두 액체이거나 한쪽이 기화될 수 있다. 산화제와 연료는 분사기를 통과하고 균일하게 혼합하여 효율적으로 연소한다. 동축류형은 액체산소/액체수소 엔진에 주로 이용되고, 중심에 액체산소, 외측에 수소가스를 통과시킨다. 분사기는 원판에 다수의 구멍을 만든 구조이며, 연소를 안정시키려고 정류판을 만들기도 한다. 아폴로 12호 임무에..

액체로켓이 일정한 추력을 만들려면 탱크에서 일정량(단위 시간당 흐르는 액체의 질량)의 추진제를 연소실로 보내야 한다. 이 목적을 달성하려면 가스 압축 방식과 펌프 방식의 2가지 방식을 이용할 수 있다.1) 가스 압축 방식가스 압축기에서 만든 고압가스를 일정 압력으로 조절한 후, 산화제 탱크와 연료 탱크 안으로 보낸다. 탱크 안의 가스 압력이 일정량의 산화제와 연료를 각각 탱크에서 밀어내서 엔진에 공급한다. 엔진 작동 중에 압축가스를 가스 압축기에서 보충해서 2개 탱크의 내부 압력을 일정하게 유지한다. 그래서 추진제 탱크는 큰 내압에 견디는 구조로 만들어야 하며, 펌프방식과 비교하여 탱크 전체의 질량이 늘어난다. 이 단점 때문에 가스 압축 방식은 대형 액체로켓에서 자주 사용하지 않지만 구조가 단순하고 신뢰..

우주로켓이 지상에서 저고도 위성 궤도에 도달하는 비행은 2단계가 있으며, 각각 뚜렷한 특징을 가지고 있다. 2단계의 특징과 그 단계에 적합한 추진 시스템을 비교한 것이다.비행 단계/작동 로켓의 단부스트 단계/1단 및 보조 부스터수평 가속 단계/상단(2단, 3단)각 단 추진 시스템의 역할로켓 기체를 지상에서 실질 대기층을 넘는 고도까지 올린다.2단 이상의 로켓 기체를 궤도속도까지 올린다.비행 단계의 특징비행 상하각크다.작다.중력 손실크다.작다.공기 손실크다.거의 제로바람직한 추진성능추력크다.작다.비추력중간 정도 (높은 비추력이 필요 없음)높다.추진제 밀도크다.특히 제약 없다.질량비크다.크다.최적 로켓(최적화 추진제)· 고체로켓· 액체로켓(액체산소/케로신)· 액체로켓(액체산소/액체수소)  1) 부스트 단계의..

노즐의 기능은 고온, 고압의 가스를 효율적으로 팽창시키는 것이다. 노즐 성능을 높이려면 팽창비를 되도록 크게 하는 것이 바람직하지만, 당연히 노즐은 구조물의 강도, 강성, 크기, 구조 질량 등의 제약이 있다. 또, 1단 로켓처럼 지상에서 점화되는 엔진의 노즐은 외부 압력과 노즐 출구 압력의 관계에 따라 제약이 있으므로 팽창비를 함부로 키울 수 없다. 보통 로켓의 노즐 단면적은 원형이며, 유동은 축대칭이지만, 직사각형이라도 상관없다. 지금까지 고안, 개발된 대표적인 노즐 형상은 다음과 같다. 현재 가장 많이 사용하는 것은 ‘콘(cone)’형과 ‘벨(bell)’형이다.(1) 콘형 노즐콘형 노즐은 형상이 단순하고 제조하기 쉽지만, 같은 팽창비를 확보하려면 노즐의 길이가 벨형보다 길어지므로 구조 질량이 증가한다..