1차 시험에서는 설계압력(60bar)보다 낮은 5bar로 목표를 잡았는데 압력이 너무 낮아서 토치점화기가 꺼진 후에 불안정한 연소를 보임. 설계압력인 60 bar 연소시험에서는 안정적으로 연소하는데 성공함.


출처 : 토치점화 방식의 축소형 산화제 과잉 예연소기 점화시험(한국추진공학회 2018 춘계학술대회)




Ni-Cr 도금은 세라믹 용사코팅에 비해 열차폐 효율은 떨어지지만, 열전도도가 높아 냉각효율을 높일 수 있으며, 모재와의 금속결합으로 밀착력이 높고, 열팽창계수 차이가 적은 장점이 있음. Ni-Cr 도금이 된 평판시편을 열충격(600도씨 의 10분, 공냉 10분)시험을 300회까지 수행한 뒤, 도금층간의 접합강도를 확인한 결과 접합강도는 50MPa이상을 유지했고, 이 기술을 다단연소사이클 엔진의 연소실과 노즐목에 적용하면 재사용 횟수를 증가시킬 수 있어서 다단연소사이클 엔진 개발-시험비용 저감에 기여될 것으로 판단된다고 함.


출처 : 다단 연소사이클 엔진에 적용된 열차폐 Ni-Cr도금의 연소시험 후 결과 고찰(한국추진공학회 2018 춘계학술대회)




금속 3D 프린팅 기술로 다단 연소사이클 엔진의 산화제 헤드(LOX-Dome)형상과 헤드 매니폴드(Manifold)의 시제품을 제작, 시험-검증했고, 제작공정까지 수립. 한국형발사체에 사용되는 여러 금속소재에 대한 연구를 통하여 3D 프린팅 가능 여부를 판단하고, 물성을 확보할 예정. 그 외에 부품의 경량화 및 제작공정의 단순화를 위한 연구를 수행한다고 함.


출처 : 다단 연소사이클 엔진에 적용된 3D 프린팅 부품과 향후 전망(한국추진공학회 2018 춘계학술대회)


ps. 항공우주용 금속 3D 프린팅 기술은 비츠로네스텍(비츠로테크 그룹 자회사)에서 개발중임. 누리호 엔진 연소기/가스발생기/열교환기/배관 개발한 회사.




다단연소사이클 엔진의 예연소기는 산화제 과잉상태의 환경에서 금속 배관은 작은 입자의 충격에 의해 발화 또는 폭발될 수 있기 때문에 내산화 코팅을 적용함. 해외 내산화 코팅 분말 (러시아 VIAM에서 제작한 EV-300-60M 분말, NASA에서 개발한 Emisshield 분말) 분석을 통해 국산 조합분말(AM-1, AM-2)을 개발. 코팅공정까지 수립함. 개발된 국산 조합분말과 해외 분말을 코팅하여 코팅 특성을 확인한 결과 미국 Emisshield 분말은 표면이 박리된 반면, 러시아 EV-300-60M 분말과 국산 개발 분말(AM-1, AM-2)은 그렇지 않았다고 함.


위에서 이야기한 금속 3D프린팅으로 제작된 곡관, 산화제 헤드에 내산화 코팅을 적용하고 파워팩 시험 및 연소시험을 통해 성능 검증을 진행. 평균 압력 193bar, 평균 온도 624K에서 누적 30초 이상 진행했고, 연소시험 전, 후 내산화 코팅 부위의 박리나 균열은 발생하지 않았다고 언급됨.


출처 : 다단 연소사이클 엔진에 적용된 내산화 코팅의 연소시험 후 결과 고찰(한국추진공학회 2018 춘계학술대회)




요약


1. 연소시험함.


2. 연소실과 노즐목에 니켈-크로뮴 내열코팅 기술을 적용-테스트함. 재사용 횟수를 증대시킬 수 있음.


3. 금속 3D 프린팅 기술로 다단연소사이클 엔진 부품 제작함. 시험함. 제작공정 수립함.


4. 예연소기 내산화 코팅기술 개발. 금속 3D 프린팅으로 제작한 부품에 코팅 적용해서 시험함. NASA 개발 코팅보다 좋은 결과 나옴.