추력 30톤급 연소기의 냉각 성능

A design of regenerative cooling system of 30 ton level thrust combustion chamber for ground test has been performed. The 1-D design code has been validated by comparing with the heat flux of the NAL calorimeter for high chamber pressure and water-cooling performance of the ECC engine of MOBIS. The present design code has been confirmed to predict accurately the heat flux and water-cooling performance for high chamber pressure condition. The maximum hot-gas-side wall temperature is predicted to be about 720 K without thermal barrier coating and the coolant-side wall temperature is less than the coking temperature of RP-1. The coolant temperature rises nearly 100 K with thermal barrier coating when Jet-A1 is used as coolant.

30톤급 지상시험용 연소기의 재생냉각 유로의 설계를 수행하였다. 사용된 1차원 설계 프로그램은 NAL에서 보고한 고압 연소시험과 모비스 ECC엔진의 물냉각 성능 데이터와 비교하여 열특성 예측 성능을 검증하였다. 본 설계 조건과 유사한 고압에서의 열유속 예측 성능을 확인하였고 물냉각 성능 역시 참고문헌에서 제시하는 것과 동일한 수준의 정확성을 가지는 것으로 검증되었다. 열차폐 코팅 효과를 생략할 경우, 내벽의 최고온도는 약 720 K이 될 것으로 예상되며 냉각유체와 접하는 금속부의 온도는 코킹온도 이하일 것으로 확인되었다. 열차폐 코팅이 적용되었을 경우, 냉각유체 Jet-A1의 예상되는 온도상승은 약 100 K이다.