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[한국항공대학교] 오버 드라이브가 가능한 핀틀 인젝터 및 그 유량 제어 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

오버 드라이브가 가능한 핀틀 인젝터 및 그 유량 제어 방법

보유기관 및 연구자 : 한국항공대학교 / 유기정 교수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발 배경: ▶ 기존 핀틀 인젝터는 핀틀 선단부의 위치를 변화시키는 간단한 방식으로 추진제 유량 변화를 유도할 수 있지만, 설계된 추력의 한계 내에서만 작동이 가능하여 긴급하게 큰 유량 공급이 필요할 때 유량을 쉽게 공급하기 어려움

기술개요 및 대표도면: ▶ 전후 방향 이동에 따라 유체의 유량을 공급하는 유로 공급 면적을 변화시켜 유량을 제어하고, 비상 상황 등 필요에 따라 설계 최대 유량을 초과하는 유량을 추가적으로 공급하기에 용이한 구조를 갖는 핀틀 인젝터에 대한 기술임

[오버드라이브로 작동할 때의 단면도]

시장동향: ▶ 전 세계 항공우주 시장은 2016년 7,279억 달러에서 2021년 8,512억 달러로 성장 전망

▶ 국내 우주 산업은 2016년 3조 4,000억 원에서 2021년 11조 3,810억 원으로 성장 전망

[세계 항공우주 시장 규모 및 전망]

기술구현: ▶ 오버 드라이브 상태의 유량 공급을 최대로 하는 핀틀 인젝터의 유량 제어 방법

- 유량 공급을 최대로 하는 제1 유체의 분사가 필요한 경우, 제1 유로 면적 조절부의 최대 돌출부가 제2 유로 면적 조절부의 최대 함몰부와 전후 방향에 대하여 일치하도록 구동 신호에 따라 핀틀 로드를 이동시킴

특장점

기존기술 한계: ▶ 평상시에 설계된 유량만큼 분사가 가능할 뿐, 비상 상황 발생시 유량 공급이 어려움

▶ 대량의 유량을 공급하도록 설계된 인젝터는 설계 비용이 많이 듦

개발기술 특성: ▶ 일반적인 환경에서 설계된 유량만큼 동작하는 인젝터가 비상 상황으로부터 탈출하기 위해 추가적인 유량 공급을 통해 추력을 확보할 수 있음

▶ 전자기 핀틀부의 구조적 변형을 통하여 필요시에만 추가적인 유량을 얻을 수 있기 때문에 비상 상황을 위하여 설계 초기부터 대량의 유량을 공급하도록 설계하는 것에 비해 경제적임