전기펌프 사이클 및 E-D 노즐을 적용한 소형 발사체 성능 분석

초록

과거의 우주발사체 및 우주개발은 국가경쟁력 확보 를 위해 정부 주도로 진행되었으나 뉴스페이스 , (NewS pace) 패러다임이 등장하며 민간 사업체 주도의 저비 용 발사체 개발이 가속화되고 있다 과학기술정보통신 . 부는 2018 3 년에 제 차 우주개발 진흥 기본계획을 통해 소형위성 수요 증가에 대비하여 고성능 및 고효율 발 사체의 핵심 기술의 확보가 필요함을 강조하였다 앞. 서 언급한 최근 트렌드에 따라 발사체의 성능 향상 및 구조비 개선을 위한 다양한 연구가 수행 중이며 전기 , 펌프 사이클 및 ED 노즐 적용도 이를 위한 하나의 방 안이 될 수 있다. 전기펌프 사이클은 전기모터를 이용하여 액체로켓 엔진의 펌프를 구동하는 추진제 공급 시스템으로 시스 템 구성이 간단하고 공급 유량 및 압력 제어가 용이한 장점이 있으며 Rocket Lab Rutherford 사의 엔진 등 여러 엔진에 적용 중이다. (1) 1960 또한 년부터 연구가 진행된 E- D (Expansion- Deflection) 노즐은 노즐의 형상 변경만으로 고도에 따른 노즐 출구 유효 면적이 변하여 고도 보정 효과가 발생한다 또한 . 고도 보정 효과 뿐만 아니라 기존 벨 노즐 대비 길이를 절감해도 동일한 성능이 나오는 것을 통해 발사체의 탑재 중량 증가를 확인한 바 있으며(2) Fig. 1 해당 결과는 에 도시 하였다. 따라서 본 연구에서는 소형 발사체의 성능 개선 상 단 엔진에 전기펌프 사이클 및 E- D 노즐 기술을 적용 할 경우 발사체 측면에서의 성능 이득을 확인하고자 한다. 본