Numerical Study of the Cooling Channel of the Preburner for a Small Liquid Rocket Engine

소형 액체로켓엔진용 예연소기 냉각채널 유동해석

The cooling channel of the preburner for staged combustion engines was studied. The combustion pressure of the researched preburner is about 210 bar which is very high compared with the engines of the Korean Launch Vechicle and 30 ton class liquid rocket engines developed as a pre-research program. Also, the combustion is an oxygen rich process unlike the gas generators of open cycle kerosene engines. Thus the cooling process is very important to make the preburner stable. Many configurations for the preburner were developed and numerically analyzed. As a result, the pressure loss could be reached below the target.

다단연소사이클 액체로켓엔진에 사용 가능한 예연소기의 냉각채널에 대한 해석연구를 진행하였다. 해석에 사용된 예연소기는 내부압력이 210 bar로서 한국형발사체에 사용되는 엔진이나 30톤급 엔진에 비해 매우 높으며 개방형 엔진의 가스발생기와는 달리 연소실 내부에서 산화제 과잉 연소를 하기 때문에 냉각방법이 까다롭고 또 그만큼 냉각채널의 역할이 매우 중요해진다. 이를 위해 매우 다양한 형상의 냉각채널이 고안되었고 이들의 유동해석을 실시하였다. 결과적으로 냉각채널의 차압을 목표 차압 아래로 달성할 수 있었다.