초록
고기동 유도탄은 짧은 시간에 큰 추력을 필요로 하는 발사체이다. 유도탄의 비행에 필요한 추력을 얻기 위하여 고체 연료를 폭발적으로 연소시키면 고온, 고압의 연소 가스가 발생되고, 이 연소 가스를 초음속 노즐을 통하여 팽창시킴으로서 큰 추력을 얻게 된다. 로켓 모터의 작동 시간은 수초 미만에 지나지 않으나 큰 추력을 내기 위해 고온 고압의 연소 가스가 이용됨으로 평창 과정 중 시스템 부품의 파손 혹은 노즐목 부근에서 삭마현상이 발생되기도 한다. 즉, 탄의 정확한 제어를 위해서는 연소 가스와 벽면과의 열전달에 따른 열응력과 유동장 내의 압력의 변화에 따른 구조체 응력이 동시에 고려된 정확한 응력해석이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 예비 설계된 추력 발생장치에 고온 고압의 연소 가스가 유동할 때 모터의 작동시간에 따른 구조체의 안전성을 응력과 재료의 용융온도의 측면으로부터 구명하였다.
High-maneuver missile is a projectile which demands a strong momentum at short time. To produce a necessary thrust for the flight, the gas of high temperature and pressure is generated through explosive combustion of solid propellant, and a great thrust can be obtained by expanding this high temperature and pressure gas. Although the operating time of a rocket motor is less than a few seconds, a failure of part or ablation near the throat of nozzle may take place during the expansion of high temperature and pressure gas for great thrust. In other words, for the precise control of a missile an exact stress analysis considering both, the thermal stress caused by the heat transfer between combustion gas and wall, and the mechanical stress caused by the pressure change in the flow, should be considered first. In this connection, this study investigated the safety, as a point of view of stress and melting point of the material, of the pre-designed thrust generating structure which is subjected to high temperature and pressure as a function of motor operating time.
