초음속 노즐의 역할은 무엇인가?

우주로켓의 추진 시스템인 액체로켓이나 고체로켓은 3,000℃ 이상의 연소가스를 다루므로, 고도의 기술이 필요하다. 추진 시스템에서 노즐은 특별한 역할을 담당한다. 로켓 노즐은 수축관과 팽창관을 이어서 연소실 출구에 설치한 부품이지만, 추력 발생에 큰 효과를 발휘한다. 연소가스가 노즐 안을 통과하면서 팽창, 가속하여 초음속 유동이 되고, 노즐 출구에서 배출된다. 로켓 추력은 노즐 출구에서 배출되는 가스 속도의 제곱에 비례하므로, 배출가스의 유동을 최대한 고속으로 하는 것이 바람직하다. RD-107 로켓 엔진의 세로 단면 그림과 같이 연소실에 원형의 구멍을 만들고, 수축관으로 연소가스를 배출하는 음속 노즐보다 초음속 노즐로 배출할 때 추진 성능(추력($F$), 비추력($I_{sp}$))이 더 향상된다. 화학..

2024.04.16