- Liquid Rocket Injector
액체-액체 핀틀 분사기
최근 상업용 발사체 시장을 포함한 우주산업계에서는 저비용 및 재사용 발사체 개발이 주요한이슈가 되고 있다. 엔진의 재사용을 위해서는 핀틀 분사기가 가장 효율적인 것으로 알려져 있으며, Slot 형 (continuous type)과 Slit 형 (discrete type) 두가지로 나누어 진다. Slot 형 분사기는 분사면적을 조절함으로써, 분사속도를 효율적으로 조절할 수 있다고 알려져 있다. 따라서 추력 조절에 특화되어 있다고 볼 수 있다. Slit형 분사기는 일반적으로 고정형상으로 사용되며 실제로 Lunar Modular Decent Engine (LMDE) 및 Merlin 엔진에 적용된 바 있는 분사기 형태로 알려져 있다.
본 연구실에서는 Slot형 분사기에 대한 기초 연구로써, 분사기의 추력 및 반경방향 분사면적을 조절함에 따라 변화하는 분무각 특성, 액적 직경, 액적 분포, 등에 대한 연구를 수행하고 있다 또한 고속 단면 계측을 통해 분무에서 발생하는 분열 주파수를 계측하였다.
한편 Slit형 분사기의 경우, 냉각성능과 관련된 기초 연구를 진행하고 있다. Slit형 분사기 내부에 유동을 형성시켜 줄 수 있는 insert 형상을 설치하고, 그에 따른 분사 특성 및 냉각 특성에 대한 연구를 진행하고 있다.

a) Slot형 (continuous type) 분사기
b) Slit형 (discrete type) 분사기
그림 1. 액체-액체 핀틀 분사기 형상

그림 2. Slot 형 액체-액체 핀틀 분사기의 유량 변화에 따른 액적 분포 특성 연구

그림 3. Slot 형 액체-액체 핀틀 분사기의 웨버수 변화에 따른 분열 주파수 특성 연구

a) Slit형 핀틀 분사기의 내/외부 형상

b) 면적비 변화에 따른 분무 특성
그림 4. Slit 형 액체-액체 핀틀 분사기의 insert 형상 및 slit 면적비에 따른 분무 특성 연구