누가 터보펌프 올렸길래 나도 간략히 75톤 엔진 연소기에 대해 올려봄


먼저 지금의 75톤 엔진 개발에 앞서 선행 연구개발로 케로신 + 액체산소 조합의 30톤급 액체엔진이 개발되었음.




30톤 엔진 목업


(하지만 개발&인증 시험과 같은 느낌이 아닌 그냥 단품시험의 선행연구 수준이였음) 



이러한 30톤급 엔진의 연구개발로 얻은 기술로 75톤 엔진 개발에 착수하게됨.



2009년 쯤, 연소기 개발 시제가 나오시 시작함. TDM#1, TDM#2, TDM#3






시험용 1,2호기의 경우 완전한 75톤 엔진 연소기 형태가 아닌 기술검증시험용이므로 분리형으로 제작함. 3호기 부터 일체형.


연소기의 핵심은 베플 분사기임 연소실 상단의 헤드부로써 여기서 액체산소와 케로신이 만나 점화됨. 베플 분사기의 길이와 그 숫자를 조절함으로써 최적의 연소기


형태를 찾는거임



그리고 연소기가 가지는 가장 큰 문제는 연소불안정임. 연소기 내부에서 고압연소시에 연소기는 특정 주파수에서 엔진이 진동하게됨



이로인해 엔진의 산화제 연료 공급량이 불안정하게 되고 배관 이음매 분리, 터보펌프 불안정으로 엔진이 폭발할 수도 있음.



그렇기에 연소기의 연소불안정을 잡는게 핵심임.



다행히 기술검증시제의 연소시험에서는 연소불안정이 발생하지 않았음. 아래 시험결과를 보면 각 단의 압력이 안정적인것을 알수 있음.





그 이유가 일단 2009년 당시 국내에는 75톤 엔진 연소기를 시험할 곳이 없었음. 대전 항우연에서는 최대 30톤급 엔진시험만 가능



최대 압력으로 시험가능한 나로우주센터의 경우 2014년 연소기시험실비가 완공됨.



그래서 일단 항우연에서 30톤급 엔진시험 시설로 저압연소시험(30기압)을 진행하게됨. 그 결과 연소불안정도 발생하지 않고 시험이 잘 진행됨.



이후, 완공된 나로우주센터 연소시험설비에서 테스트 차, 저압연소시험을 진행하는데 저압시험(30기압) 결과는 성공.





대망의 설계점 연소시험을 2014년 10월 부터 수행함, 연소기 내부의 기압을 30에서 60기압으로 승압하여 시험.. 하였으나



아니나 다를까 연소불안정 발생으로 일부 베플 분사기가 손상을 입음.





이후에도 설계를 변경해 가며 수회 시험을 했지만 연소불안정이 계속 나타남. 시험 중 산화제 배관이 탁락되어 그 산화제가 누설되어 자동으로 연소종료된 경우도 



있었음.




결국 20차례 이상의 설계 변경, 재제작, 시험을 거쳐 2016년 2월 연소불안정을 잡게됨. 





2014년 10월 부터 발생했으니 1년 이상 잡아먹은거임. 이런 이유와 다른 몇몇 이유가 겹쳐 누리호의 발사는 1년 연기됨.


2016년 4월 부터 개발용 75톤 엔진 1호기(터보펌프, 연소기등을 결합한 엔진)가 등장하여 연소시험을 진행함. 


2020년 2월 현재, 20여기의 75톤 엔진이 제작되어 개발 및 수락시험, 시험발사를 진행하였음.


다음에는 1호기 부터 30호기까지 75톤 엔진에 대해 간략히 설명해 보겠음.