75톤급 액체엔진 연소시험설비의 액체산소 과냉각 시스템

Liquid Oxygen Supercooling System in the 75 tonf-class Liquid Engine Combustion Test Facility

한국형발사체의 설계안에는 산화제 배관의 geysering 현상과 펌프 입구의 cavitation 현상을 방지하기 위하여 발사대기 중 산화제인 액체산소를 과냉각 하여 공급하는 시나리오가 포함되어 있다. 이 조건을 75톤급 엔진 개발 시험 단계에서 검증하기 위해 엔진 연소시험설비에는 액체산소를 과냉각 할 수 있는 시스템이 적용되었다. 여기에는 진공 이젝터를 이용한 방법과 탱크 내 헬륨 분사를 통한 방법이 적용되었으며, 성능 평가를 위해 각각에 대한 과냉각 시험이 수행되었다. 두 시험에서 모두 약 17분간 시험이 진행되었으며, 탱크 50%수위 지점 기준 이젝터를 이용한 시험에서는 약 3.3K, 헬륨 분사를 이용한 시 험에서는 약 2.2K 의 과냉각 결과를 나타내었다.

In the design of KSLV-II, there is a scenario in which supercooled liquid oxygen is supplied to prevent a geysering phenomenon in the oxidizer pipe and a cavitation phenomenon at the pump inlet. To verify this condition in the engine development test phase, a system that supplies supercooled liquid oxygen to the engine was applied in the engine combustion test facility. In this system, supercooling methods using a vacuum ejector and using helium injection to the tank were appied. Both tests were carried out for about 17 minutes. Supercooling results of about 3.3K for the ejector test and about 2.2K for the helium injection test were obtained at the 50% level of the tank.