항우연에서 개발중인 한국형 발사체의 75톤 엔진 구성 CG 동영상

항우연(한국항공우주연구원)에서 개발중인 한국형 발사체에 들어가는 4개의 75톤급 액체로켓 엔진의 구성과 동작 과정을 보여주는 CG 동영상입니다.

한국형 발사체의 1단은 75톤급 엔진 4개를 묶어 총 300톤의 추력을 내며 2단은 1단과 같은 75톤 엔진 한개를 사용하고 3단은 7톤급 액체 로켓 엔진 1개를 사용합니다.

1단, 2단, 3단 모두 산화제로는 액체 산소, 연료로는 로켓엔진등급의 케로신(극도로 정제된 등유)를 사용합니다.

액체 연료 로켓 엔진에서 연소실로 산화제와 연료를 공급하는 방법은 소형 로켓인 경우 산화제 탱크와 연료 탱크내에 불활성 기체인 고압의 헬륨 가스를 불어 넣어 그 압력으로 산화제와 연료가 나오도록 하는 방법을 사용하고 대형 로켓 엔진인 경우 직접 펌프를 통해 산화제와 연료를 연소실로 보내는 방법이 있습니다. 한국형 발사체에는 펌프를 이용합니다.

시동 순서는 먼저 파이로시동기 내에 있는 고체연료에 불이 붙고 여기서 나오는 고온 고압의 연소 가스가 터빈을 돌립니다. 터빈이 고속 회전하면 터빈축에 연결되어 있는 산화제 펌프와 연료 펌프가 회전하고 따라서 산화제 탱크와 연료탱크에 있던 액체 상태의 산화제와 연료가 가스 발생기 안으로 유입되고 기체화 됩니다.

기체화된 산화제와 연료에 불이 붙으면 엄청난 양의 고온 고압의 연소 가스가 발생하고 이 연소 가스가 노즐을 통해 분사되면서 로켓은 추진력을 얻게 됩니다.

3단 로켓에 사용할 7톤 엔진의 20초 연소시험 모습입니다. 현재는 100초 연소시험에 성공했습니다.

위의 영상에서 로켓이 점화되기 직전 엔진 왼편에서 검은 연기가 뿜어져 나오는데 이게 파이로시동기에서 연소하는 고체연료의 연소 가스입니다. 이 가스의 힘으로 터보 펌프가 작동합니다.

7톤 엔진의 100초 연소시험 모습입니다.

75톤 엔진의 30초 연소시험

75톤 엔진의 75초 연소시험