Visualization of Roll Torque Generating Flows in a SRM Submerged-Nozzle by Cold Air-flow Test

내삽노즐 고체로켓모터의 공기 유동모사시험을 통한 롤토크 발생유동 가시화

  • 김도헌 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) ;
  • 이인철 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) ;
  • 이열 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) ;
  • 구자예 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) ;
  • 강문중 (국방과학연구소 1기술연구본부 6부) ;
  • 김윤곤 (국방과학연구소 1기술연구본부 6부)
  • Received : 2010.11.30
  • Accepted : 2011.02.12
  • Published : 2011.04.30

Abstract

The behaviors of combustion-induced internal flows of SRM equipped with fin-slot grain and submerged nozzle are very complex and diverse. Cold air-flow tests for 2D and 3D scale models of SRM have been done in order to specify the visualization method to analyze particular internal flow patterns such as roll-torque inducing flow. Swirl flow induced by asymmetric vortical tubes also has been visualized through employing various light source and recording directions.

고체로켓모터 추진제 그레인의 핀-슬롯 표면에서의 연소로 인해 생성된 고온, 고압의 연소가스는 그레인 핀-슬롯 및 내삽노즐을 통해 외부로 방출되면서 형성되는 유동은 매우 복잡하고 다양한 형태를 가진다. 핀-슬롯형 그레인 및 내삽노즐을 가지는 고체로켓모터의 2D, 3D 스케일모델에 대한 공기유동 모사시험을 수행하였으며, 롤토크 발생 등과 같은 내부유동발생 메커니즘을 규명할 수 있는 효과적인 연기-유동장 가시화 기법의 적용방법에 대한 검토가 이루어 졌다. 다양한 광원조사기법 및 촬영장치 방향을 이용하여, 축류 실험모델 노즐 선단부에서의 비대칭 와류튜브에 의한 선회류를 가시화하였다.

Keywords

References

  1. Sourabh Apte and Vigor Yang, "Unsteady Flow Evolution in Porous Chamber with Surface Mass Injection, Part 1: Free Oscillation," AIAA JOURNAL Vol. 39, No. 8, August 2001
  2. Toru Shimada, Nobuhiro Sekion, and Mihoko Fukunaga, "Numerical Investigation of Roll Torque Induced by Solid Rocket Motor Internal Flow," AIAA 2008-4891, 2008
  3. G. I. Taylor, "Fluid Flow in Regions Bounded by Porous Surfaces", Proc. Roy. Soc. London 234, 1956, pp.456-475 https://doi.org/10.1098/rspa.1956.0050