Design and Analysis of Two-Directional Regenerative Cooling Passages for Liquid Rocket Nozzle

액체로켓연소실의 양 방향 재생냉각유로 설계/해석

The 30 tonf-class liquid rocket combustor currently being developed is designed to connect the fuel feeding line at a middle position of the supersonic nozzle in order to reduce both pressure loss in the regenerative cooling passage and overall envelope of the thrust chamber in spite of increase in design complexity. To verify the design of cooling passages including fuel ring, connecting holes, two-directional cooling channels and collectors, numerical analysis has been performed.

30톤급 액체로켓엔진용으로 개발된 일체형 재생냉각 연소기는 연료를 확대노즐부의 중간에서 공급하는 방식으로 설계되었으며, 노즐 끝단에서 공급되는 방식에 비해 냉각유로는 복잡해지지만 열유속이 상대적으로 낮은 확대노즐부의 냉각유량을 줄임으로서 압력손실을 감소시키는 동시에 공급라인을 포함한 연소기 전체 외경이 줄어들어 엔진 구성에 유리한 장점을 있다. 본 연구에서는 이와 관련한 연료링과 양 방향 냉각 채널, 그리고 연결/분기 유로에 대해 수치해석을 통한 세밀한 설계검토를 수행하였다.