로켓의 성능 중 가장 중요한 요소 중 하나가 바로 안정성이다. 로켓 사고 중 폭발사고의 원인 대부분은 엔진 내부의 화염으로부터 일어나는데, 엔진 내부의 화염이 일정하게 발생하지 않고 불안정하게 떨리는 현상을 연소 불안정이라 한다. 연소 불안정은 엔진 내부의 압력 섭동, 화염의 열방출량 그리고 연료의 불균등성이 서로 상호작용을 일으켜 엔진 내부의 환경이 급격하게 변화하면서 발생한다.

 이러한 연소 불안정의 발생 요소 중 하나인 연료 불균등성은 연료를 분사하는 인젝터 및 공급계로부터 발생할 수 있다. 또한 추진제에 외부 진동을 주었을 시, 그림처럼 인젝터로부터 분무된 추진제가 크게 요동치는 것을 볼 수 있다. 이러한 추진제의 섭동은 나아가 화염의 동특성에도 영향을 미치게 된다.

 본 연구실에서는 동축형 스월 모델 로켓 인젝터를 이용하여, 기초 화염에 대한 연료 분포의 불균등성과 연소 불안정의 관계를 분석한다. 연소 실험에서 추진제 가진을 통해 추진제 유동에 섭동이 발생하는 과정을 모사하고, 이에 대한 화염의 응답을 측정한다. 또한 외부 가진 없는 상태에서의 화염 자체 불안정과의 비교를 통해 로켓 인젝터 화염의 동특성을 종합적으로 분석한다. 최종적으로는 연소불안정 현상을 예측하고 이를 저감하기 위한 방안을 제시한다.