액체로켓 심장, 수소추진제 개발 위한 평가기법 제시

고압 연소실과 초저온 추진제 공급장치 제작…연소실험 성공

수소 추진제의 연소

[아시아경제 김철현 기자] 한국연구재단(이사장 노정혜)은 권오채 성균관대학교 교수 연구팀이 수소 로켓엔진 개발의 기반이 되는 수소 추진제의 연소안정성 평가기법을 제시했다고 15일 밝혔다. 국내 액체로켓 추진제 다원화를 위한 밑거름이 될 것으로 전망된다.

액체 로켓엔진 안에서 발생하는 추진제의 연소는 복합적 현상으로 로켓 발사에 성공한 나라에서도 아직 활발히 연구되는 주제이다. 한국형 발사체 개발을 위해 국내에서도 '케로신' 추진제에 대한 연구는 활발하지만 수소 추진제 연구는 아직 많이 진행되지 않았다.

연구팀은 액체 로켓엔진의 작동조건을 모사하고자 최대 60기압에 이르는 고압 모델연소실과 영하 183도의 초저온 액체산소를 공급할 수 있는 추진제 공급장치를 제작하고 연소실험을 수행, 수소 추진제의 연소안정한계를 측정했다. 화염이 꺼지거나 불안정해지는 등 연소에 이상이 생기는 연소안정한계는 로켓엔진의 안정성과 직결되는 요소로 이에 대한 데이터는 수소 로켓엔진 설계의 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 여러 분사조건 변화에 따른 연료의 혼합이나 분무특성을 분석하고 화염을 가시화해 연소특성을 연구했다. 이를 통해 얻은 데이터로 평가도구를 설계할 수 있었다. 이번 성과는 연소실의 규모, 연료의 분사량, 분사속도, 연료의 종류 등 연소에 관여하는 변수들이 달라지더라도 범용적으로 추진제의 연소특성을 평가할 수 있는 기준을 제시한 데 의미가 있다.

강경인 한국연구재단 우주기술단장은 "비추력이 매우 좋은 수소 추진제를 이용한 액체로켓 관련 연구로 엔진의 연소 특성을 평가할 수 있는 방안이 제시됐다"며 "친환경 고효율 엔진 개발을 위해서는 관련 기초연구들이 보다 폭 넓게 수행될 필요가 있다"고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr