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+ 1차년도 연구 목표 및 주안점
하이브리드 로켓은 산화제와 추진제가 이원화 되어있어 고체추진기관에서 발생할 수 있는 폭발사고가 발생하지 않는 안정성을 가진점과, 비교적 간단한 구조로 산화제 유량제어를 통해 추진제어가 가능하고, 또한 필요에 따라 추진제의 점화 및 재점화가 가능하여 우주발사체 및 무기체계에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 하이브리드 로켓의 산화제 유량제어를 통한 추력제어에 대한 연구로 하이브리드 로켓의 산화제로 기체산소와 고체추진제로 Polyethylene, Polycarbonate를 이용하여 추진제와 제어에 따른 연소특성과 추력 성능을 분석하였다.
+ 1차년도 연구내용
하이브리드 로켓의 추력제어 시스템을 설 및 제작하였으며 안전을 위해 원격 제어가 가능하도록 프로그래밍을 하였다. 부탄가스로 초기 점화을 하고 Stepping motor와 Needle Valve를 연결하여 Stepping 수 증가를 통해 산화제 유량을 4단계로 나누어 증가시키면서 추진제 Port 직경 변화를 측정하였다.
<하이브리드 로켓 시스템 구축도>
 
<좌:산화제 유량제어 장치, 우:스텝 모터를 통한 추력제어 기법>
전체 실험 장치는 하이브리드 로켓의 추력을 측정할 수 있는 추력 측정 스탠드와 산화제유량을 제어하기 위한 유량제어장치, 점화원(부탄가스)공급 장치, 질소퍼지시스템이 구성되어 있는 컨트롤 패널, 그리고 실험 데이터를 측정하기 위한 측정 장치로 나눌 수 있다. 연소실험에서 발생할 수 있는 사고를 예방하기 위하여 방폭벽 안에 하이브리드 로켓을 설치하고 외부에 제어시스템과 컴퓨터를 설치하여 실험을 수행하였다.
<실험 장치 구성>
 
<좌:연소 전, 후의 포트 직경의 변화(PE), 우:연소 전, 후의 포트 직경의 변화(PC)>
실험결과 PE와 PC의 후퇴율 특성을 파악하고 산화제 유량에 의한 후퇴율 공식을 유도하였으며 이를 통해서 각 추진제의 추력제어 실험 조건을 정하고 추진제의 후퇴거리를 예측해 볼 수 있었다.
<추진제별 유량값에 따른 후퇴율>
+ 2차년도 연구 목표 및 주안점
핀틀을 이용한 가변형 노즐(핀틀노즐)을 설계하여 핀틀의 형상과 제어장치 및 시스템을 설계 및 구축하여 냉가스를 이용한 추력제어 특성을 연구하였다.
+ 2차년도 연구 내용
핀틀 형상의 총 4가지 형상으로 설계하였으며 그 형상은 아래 그림과 같다. 핀틀의 형상은 크게 2가지 분류로 나눠질 수 있다. 초기에 설계된 노즐목보다 핀틀의 직경이 더 큰 비관통형과 더 작은 관통형으로 분류가 되어진다.
<공압실험에 사용되어진 핀틀 형상>
전체적인 가변형 추력기의 실험 장치도는 같다. 공압실험에 사용되어지는 기체로는 N2(질소)를 사용하였다. 추력기로 공급되어지는 질소는 봄베 3개를 엮어 공급될 시에 손실되는 공급압력을 최소화하였다. 각 2개의 Orifice를 사용하여 추력기의 양쪽으로 공급되어지며 Orifice에서의 전/후단에서의 압력을 측정하여 Orifice를 지나게 되면서 Choking 현상이 일어나는 여부를 실시간으로 관찰할 수 있도록 하였다. 또한 추력기내의 압력 측정 및 추력 측정을 진행함에 따라 핀틀 현상 변화에 따른 추력 성능 분석을 하였다.
<가변형 추력기의 공압 실험 장치도>
노즐목 면적비의 변화가 챔버 압력과 추력 변화에 가장 큰 영향을 주며 이러한 노즐목 면적비의 차이는 핀틀 형상으로 인해 결정된다. 이는 핀틀 추력기 성능에서 가장 큰 영향을 주는 것이 핀틀의 형상임을 파악할 수 있었다.
 
<좌:Chamber pressure by pintle position, 우:Thrust by pintle position>
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해상발사 플랫폼 발사 후폭풍 영향성 분석
