일반적인 액체 로켓 엔진은 극저온 액체 추진제를 사용하여 높은 추력을 얻는다. 최근 더 높은 효율을 얻기 위하여 Full flow staged combustion cycle또는 Expander cycle에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는데, 이 경우 액체 상태의 극저온 추진제가 연소실을 냉각한 후 기체 또는 초임계 유체 상태로 연소실로 유입된다. 따라서 기체-기체 분사기에 대한 특성 파악이 중요해졌다. 또한, 친환경 연료에 대한 관심 증가로 인하여 메탄이 차세대 연료로서 각광받고 있다.

 본 연구실에서는 기체 산소와 기체 메탄을 사용하여 단일 동축형 분사기를 사용한 모형 로켓 연소실에서 발생하는 연소불안정 특징을 파악하고, 분사기 자체의 특징을 파악함으로써 연소불안정의 특성을 파악하고 예측하는 연구를 진행한 바 있다. 기체-기체 동축형 분사기를 사용한 세부연구 내용은 아래와 같다.

• 기체-기체 동축형 분사기에서 발생하는 화염 특성 파악
• 동축형 분사기를 사용한 연소실 내부에서 발생하는 연소불안정 특징 파악
• 화염전달함수 계측
• 화염 및 유동 가시화

 특히, 본 연구실에서는 수류 시험을 통해 핀틀 분사기의 분무 특성을 연구해 왔다. 핀틀 분사기는 면적 조절 방식을 이용해 넓은 추력 조절 범위에서 고성능을 유지할 수 있는 것은 물론, 연소 불안정에 강하다고 알려져 있다. 그러나 핀틀 분사기의 연소불안정에 관한 학술적인 접근은 체계적으로 이루어진 바 없기에, 본 연구실에서는 기체-기체 핀틀 분사기를 제작하여 그 연소 특성을 파악하는 연구를 진행할 예정이다.