KR101596659B1 - 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템 - Google Patents

액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상의 액체산화제와 액체연료(메탄)를 연소반응을 통해 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과잉가스의 반응에 의해 추력을 생성함으로써, 연소안정성이 뛰어나며, 주연소실 내부에서 액체를 미립화(atomization)할 필요가 없으므로 높은 가격의 분사기의 구비가 필요 없으며, 액상의 액체산화제와 액체연료를 가압하기 위한 산화제펌프와 연료펌프를 따로 형성하여 구동함으로써, 엔진 시스템의 효율이 높아지는 장점이 있는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템에 관한 것이다.

Description

액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템{Full Flow Staged Combustion Cycle Liquid Rocket Engine System Using Liquid Methane and Liquid Oxygen}
본 발명은 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상의 액체산화제(산소)와 액체연료(메탄)를 연소반응을 통해 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과잉가스의 반응에 의해 추력을 생성하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템에 관한 것이다.
현재 로켓 등의 발사체에 사용되는 액체엔진은 주로 액체수소 혹은 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하고 있으며, 저장성 추진제로는 UDMH, 사산화질산, 하이드라진 등을 사용하고 있다.
극저온 추진제 중 액체수소는 초극저온에서 액화되며, 인화폭발성이 매우 강하므로 취급할 때에 세심한 주의가 필요하다.
케로신(kerosene)은 일반적으로 등유를 말하며, 상기 케로신과 액체산소 외에 저장성 추진제 또는 접촉발화성 추진제는 대부분 독성물질이라는 문제점이 있다.
상기의 문제점과 환경에 대한 인식이 높아짐에 따라 친환경적인 추진제의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 메탄 추진제에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.
메탄은 천연가스의 주성분으로 전체의 약 88%를 차지하며, 상기 메탄은 석유의 크래킹에 의해서도 생성할 수 있고, 깊은 바다에는 고압으로 인하여 얼음처럼 고체화된 상태로도 존재하는데, 이것을 하이드레이트라고 한다.
특히, 95% 이상이 메탄으로 조성되는 하이드레이트는 연소 시 일산화탄소가 거의 발생하지 않는 무공해 연료로서, 미래의 연료원으로 활발히 연구되고 있다.
메탄 등을 연료를 사용하는 액체로켓엔진은 가스발생기 사이클, 다단연소 사이클 및 가압식 등이 있으며, 이중에서 다단연소 사이클이 가장 효율이 높다.
상가 다단연소 사이클은 사용하는 종류에 따라 연료과잉 혹은 산화제과잉가스를 발생시켜 터빈을 구동시킨 뒤, 다시 연소실에서 연소하는 방식으로, 대한민국 등록특허공보 제10-1310736호(다단 연소사이클 액체메탄 로켓엔진 시스템, 2013.09.13.)에 메탄을 연료로 하는 다단연소 사이클이 제시되었다.
종래의 다단연소 사이클 엔진시스템은 연료는 기체로, 산화제는 액체로 연소기에 공급된다. 그 결과 연소기에서는 중앙에 기체 메탄을 그리고 그 주위에는 액체산소를 분무하는 기체-액체 분사기를 하며, 높은 효율과 안정된 연소를 위해서는 액체산소에는 스월(swirl) 분사기를 사용해야 하나, 스월 분사기는 구조가 복잡하여 제작이 어렵기 때문에 제작비용이 증가한다는 단점이 있다
대한민국 등록특허공보 제10-1310736호(다단 연소사이클 액체메탄 로켓엔진 시스템, 2013.09.13.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액상의 액체산화제와 액체연료를 연소하여 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과잉가스의 반응에 의해 추력을 발생시키는 전추진제 다단 연소 사이클을 형성함으로써, 연소안정성이 뛰어난 장점이 있는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 액상의 액체산화제와 액체연료를 연소하여 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과앙가스의 반응에 의해 추력을 발생시키는 다단 연소 사이클 엔진 시스템을 형성함으로써, 주연소실 내부에서 액체를 미립화(atomization)할 필요가 없으므로 높은 가격의 분사기의 구비가 필요 없는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 액상의 액체산화제와 액체연료를 가압하기 위한 산화제펌프와 연료펌프를 따로 형성하여 구동함으로써, 엔진 시스템의 효율이 높아지는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 액상의 액체산화제를 사용하여 산화제과잉연소를 하는 가스발생기를 냉각시킴으로써, 사용범위가 넓을 뿐만 아니라, 라우팅 측면에서도 설계하기 쉬운 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템은 액체산화제가 저장되는 산화제탱크; 액체연료가 저장되는 연료탱크; 상기 산화제탱크에서 산화제유로를 통해 공급되는 액체산화제를 가압시키는 산화제펌프; 상기 연료탱크에서 연료유로를 통해 공급되는 액체연료를 가압시키는 연료펌프; 상기 산화제펌프에서 가압산화제유로를 통해 공급되는 가압된 액체산화제의 연소반응을 통해 산화제과잉가스를 생성하는 산화제예연소부; 상기 연료펌프에서 가압연료유로를 통해 공급되는 가압된 액체연료의 연소반응을 통해 연료과잉가스를 생성하는 연료예연소부; 상기 산화제예연소부에서 기체산화제유로를 통해 공급되는 산화제과잉가스와 상기 연료예연소부에서 기체연료유로를 통해 공급되는 연료과잉가스가 반응하여 추력을 생성하는 주연소부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 가압연료유로는 상기 연료펌프에서 상기 주연소부로 가압된 액체연료를 공급하는 제1가압연료유로; 및 상기 주연소부에서 상기 연료예연소부로 가압된 액체연료를 공급하는 제2가압연료유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다단 연소 사이클 메탄 추진제 엔진 시스템은 상기 연료펌프에서 상기 산화제예연소부로 가압된 액체연료를 공급하는 예연소연료유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 다단 연소 사이클 메탄 추진제 엔진 시스템은 상기 산화제펌프에서 상기 연료예연소부로 가압된 액체산화제를 공급하는 예연소산화제유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 다단 연소 사이클 메탄 추진제 엔진 시스템은 상기 산화제탱크와 상기 산화제펌프 사이의 상기 산화제유로 상에 부스터펌프가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다단 연소 사이클 메탄 추진제 엔진 시스템은 상기 산화제펌프에 의해 가압된 액체산화제 일부는 상기 가압산화제유로에서 분기되는 부스터유로를 통해 상기 부스터펌프의 부스터펌프터빈을 구동시키며, 다시 상기 산화제유로로 순환되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 산화제과잉가스는 상기 기체산화제유로 상에 형성되는 상기 산화제펌프의 산화제펌프터빈을 구동시키며, 상기 주연소부에 구비되는 분사기를 통해 주연소부로 유입되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 연료과잉가스는 상기 기체연료유로 상에 형성되는 상기 연료펌프의 연료펌프터빈을 구동시키며, 상기 주연소부로 유입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템은 액상의 액체산화제와 액체연료를 연소하여 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과잉가스의 반응에 의해 추력을 발생시키는 전추진제 다단 연소 사이클을 형성함으로써, 연소안정성이 뛰어난 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템은 액상의 액체산화제와 액체연료를 연소하여 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과앙가스의 반응에 의해 추력을 발생시키는 다단 연소 사이클 엔진 시스템을 형성함으로써, 주연소실 내부에서 액체를 미립화(atomization)할 필요가 없으므로 높은 가격의 분사기의 구비가 필요 없는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템은 액상의 액체산화제와 액체연료를 가압하기 위한 산화제펌프와 연료펌프를 따로 형성하여 구동함으로써, 엔진 시스템의 효율이 높아지는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템은 액상의 액체산화제를 사용하여 산화제과잉연소를 하는 가스발생기를 냉각시킴으로써, 사용범위가 넓을 뿐만 아니라, 라우팅 측면에서도 설계하기 쉬운 장점이 있다.
도 1은 종래의 다단 연소 사이클 메탄다단 연소 사이클 메탄 추진제 엔진 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템의 제1실시예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템의 제2실시예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템의 제3실시예를 나타낸 도면.
이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 종래의 다단 연소 사이클 메탄다단 연소 사이클 메탄 추진제 엔진 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템의 제1실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템의 제2실시예를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 액체산화제가 저장되는 산화제탱크(100), 산화제펌프(110), 산화제예연소부(120)와 액체연료가 저장되는 연료탱크(200), 연료펌프(210), 연료예연소부(220) 및 추력을 발생시키는 주연소부(300)를 포함한다.
상기 산화제탱크(100)는 액체산화제가 저장되는 곳으로 이 때, 액체산화제는 액체산소 등이며, 상기 연료탱크(200)는 액체연료가 저장되는 곳으로, 이 때, 액체연료는 로켓의 추력 엔진에 이용되는 연료 등이며, 본 발명에서는 액체메탄이다.
상기 산화제펌프(110)는 상기 산화제탱크(100)에서 산화제유로(10)를 통해 공급되는 액체산화제를 가압시키며, 상기 연료펌프(210)는 상기 연료탱크(200)에서 연료유로(20)를 통해 공급되는 액체연료를 가압시킨다.
상기 산화제예연소부(120)는 상기 산화제펌프(110)에서 가압산화제유로(11)를 통해 공급되는 가압된 액체산화제의 연소반응을 통해 산화제과잉가스를 생성하며, 상기 연료예연소부(220)는 상기 연료펌프(210)에서 가압연료유로(21)를 통해 공급되는 가압된 액체연료의 연소반응을 통해 연료과잉가스를 생성한다.
상기 주연소부(300)는 상기 산화제예연소부(120)에서 기체산화제유로(12)를 통해 공급되는 산화제과잉가스와 상기 연료예연소부(220)에서 액체연료유로를 통해 공급되는 연료과잉가스가 반응하여 추력을 생성한다.
상기에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 종래에 액체산화제와 액체연료 중 하나만 가스의 형태로 연소실로 주입되는 방식과 달리, 상기 산화제예연소부(120)와 상기 연료예연소부(220)에서 상기 액체산화제와 상기 액체연료를 모두 기상의 기체산화제과잉가스와 상기 연료과잉가스를 생성한 후, 주연소부(300)로 공급함으로써, 연소안전성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 액상의 액체산화제와 액체연료를 연소하여 기상의 산화제과잉가스와 연료과잉가스를 생성한 후, 상기 산화제과잉가스와 연료과잉가스의 반응에 의해 추력을 발생시킴으로써, 상기 주연소부(300) 내부에서 액체를 미립화(atomization)할 필요가 없으므로 높은 가격의 분사기의 구비가 필요하지 않으며, 상기 산화제펌프(110)와 연료펌프(210)를 따로 형성하여 구동함으로써, 엔진 시스템의 효율이 높아지는 장점이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 연료펌프(210)에서 상기 산화제예연소부(120)로 가압된 액체연료를 공급하는 예연소연로유로(23)를 포함한다.
즉, 상기 산화제예연소부(120)는 액체산화제를 연소하여 산화제과잉가스를 생성하기 위해 연소에 쓰일 연료(메탄)가 필요하며, 이를 위해 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 예연소연료유로(23)를 통해 상기 산화제예연소부(120)로 가압된 액체연료를 공급함으로써, 상기 산화제예연소부(120)에서의 연소반응을 통해 산화제과잉가스를 생성한다.
또한, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 산화제펌프(110)에서 상기 연료예연소부(220)로 가압된 액체산화제를 공급하는 예연소산화제유로(13)를 포함한다.
즉, 상기 연료예연소부(220)는 액체연료를 연소하여 연료과잉가스를 생성하기 위한 연소에 쓰일 산화제(산소)가 필요하며, 이를 위해 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 예연소산화제유로(13)를 통해 상기 연료예연소부(220)로 가압된 액체산화제를 공급함으로써, 상기 연료예연소부(220)로 공급함으로써, 상기 연료예연소부(220)에서의 연소반응을 통해 연료과잉가스를 생성한다.
아울러, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가압연료유로(21)는 상기 연료펌프(210)에서 상기 주연소부(300)로 가압된 액체연료를 공급하는 제1가압연료유로(21-1)와 상기 주연소부(300)에서 상기 연료예연소부(220)로 가압된 액체연료를 공급하는 제2가압연료유로(21-2)를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 로켓 등에 이용되는 엔진 시스템으로 연소반응에 의해 발생하는 열을 냉각시킬 장치 또는 물질이 필요하다.
본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000) 연소반응을 통해 열이 발생하는 상기 산화제예연소부(120)를 냉각하기 위해 액체산화제(액체산소)를 이용하며, 상기 연료예연소부(220) 및 주연소부(300)를 냉각하기 위해 액체연료를 이용한다.
다시 말해, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 연소반응이 일어나는 부분을 냉각하기 위한 별도의 냉각장치 또는 냉각물질을 구비하지 않고, 추력을 발생시키기 위한 액체산화제와 액체연료를 이용하여 상기 산화제예연소부(120)와 연료예연소부(220) 및 주연소부(300)를 냉각하는 특징이 있다.
상기 산화제예연소부(120)는 상기 가압산화제유로(11)를 통해 상기 산화제펌프(110)에서 공급되는 가압된 액체산화제를 이용하여 냉각할 수 있다.
상기 주연소부(300)는 상기 제1가압연료유로(21-1)를 통해 공급되는 가압된 액체연료를 이용하여 냉각하며, 상기 연료예연소부(220)는 상기 주연소부(300)에서 상기 연료예연소부(220)로 액체연료를 공급하는 제2가압연료유로(21-2)를 통해 상기 연료예연소부(220)를 냉각할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 산화제탱크(100)와 상기 산화제펌프(110) 사이의 상기 산화제유로(10) 상에 형성되며, 상기 산화제탱크(100) 내부의 액체산화제를 빨아들여 상기 산화제펌프(110)로 공급하는 부스터펌프(101)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 산화제펌프(110)에 의해 가압된 액체산화제 일부는 상기 가압산화제 유로에서 분기되는 부스터유로(10-1)를 통해 상기 부스터펌프(101)의 부스터펌프터빈(102)을 구동시키며, 다시 상기 산화제유로(10)로 순환되는 것을 특징으로 한다.
물론, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 상기 산화제유로(10) 상에 형성되는 부스터펌프(101)에 한정하지 않고, 상기 연료유로(20) 상에도 형성되어 상기 연료탱크(200) 내의 액체연료를 빨아들여 상기 연료펌프(210)로 액체연료를 공급할 수 있다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 다단 연소 사이클을 이용하는 엔진 시스템으로서, 과잉가스를 발생시켜 터빈을 구동시키며, 터빈을 구동시킨 후, 주연소부(300)로 공급되어 연소하는 방식이다.
즉, 본 발명에 따른 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은 다단 연소 사이클 방식으로서, 상기 산화제과잉가스가 상기 기체산화제유로(12) 상에 형성되는 상기 산화제펌프(110)의 산화제펌프터빈(111)을 구동시키며, 상기 주연소부(300)에 구비되는 분사기를 통해 주연소부(300)로 유입된다.
또한, 상기 연료과잉가스가 상기 기체연료유로(22) 상에 형성되는 상기 연료펌프(210)의 연료펌프터빈(211)을 구동시키며, 상기 주연소부(300)로 유입되는 것을 특징으로 한다.
1000 : 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템
100 : 산화제탱크
101 : 부스터펌프
102 : 부스터펌프터빈
110 : 산화제펌프
111 : 산화제펌프터빈
120 : 산화제예연소부
200 : 연료탱크
210 : 연료펌프
211 : 연료펌프터빈
220 : 연료예연소부
300 : 주연소부
10 : 산화제유로
10-1 : 부스터유로
11 : 가압산화제유로
12 : 기체산화제유로
13 : 예연소산화제유로
20 : 연료유로
21 : 가압연료유로
21-1 : 제1가압연료유로
21-2 : 제2가압연료유로
22 : 기체연료유로
23 : 예연소연료유로

Claims (8)

  1. 액체산소인 액체산화제가 저장되는 산화제탱크(100);
    액체메탄인 액체연료가 저장되는 연료탱크(200);
    상기 산화제탱크(100)에서 산화제유로(10)를 통해 공급되는 액체산화제를 가압시키는 산화제펌프(110);
    상기 연료탱크(200)에서 연료유로(20)를 통해 공급되는 액체연료를 가압시키는 연료펌프(210);
    상기 산화제펌프(110)에서 가압산화제유로(11)를 통해 공급되는 가압된 액체산화제의 연소반응을 통해 기체상태인 산화제과잉가스를 생성하는 산화제예연소부(120);
    상기 연료펌프(210)에서 가압연료유로(21)를 통해 공급되는 가압된 액체연료의 연소반응을 통해 기체상태인 연료과잉가스를 생성하는 연료예연소부(220);
    상기 산화제예연소부(120)에서 기체산화제유로(12)를 통해 공급되는 산화제과잉가스와 상기 연료예연소부(220)에서 기체연료유로(22)를 통해 공급되는 연료과잉가스가 반응하여 추력을 생성하는 주연소부(300);
    액체산화제를 연소하여 산화제과잉가스를 생성하기 위해 상기 연료펌프(210)에서 상기 산화제예연소부(120)로 가압된 액체연료를 공급하는 예연소연료유로(23); 및
    액체연료를 연소하여 연료과잉가스를 생성하기 위해 상기 산화제펌프(110)에서 상기 연료예연소부(220)로 가압된 액체산화제를 공급하는 예연소산화제유로(13);를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가압연료유로(21)는
    상기 연료펌프(210)에서 상기 주연소부(300)로 가압된 액체연료를 공급하는 제1가압연료유로(21-1); 및
    상기 주연소부(300)에서 상기 연료예연소부(220)로 가압된 액체연료를 공급하는 제2가압연료유로(21-2);를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은
    상기 산화제탱크(100)와 상기 산화제펌프(110) 사이의 상기 산화제유로(10) 상에 부스터펌프(101)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템(1000)은
    상기 산화제펌프(110)에 의해 가압된 액체산화제 일부는 상기 가압산화제유로(11)에서 분기되는 부스터유로(10-1)를 통해 상기 부스터펌프(101)의 부스터펌프터빈(102)을 구동시키며, 다시 상기 산화제유로(10)로 순환되는 것을 특징으로 하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 산화제과잉가스는
    상기 기체산화제유로(12) 상에 형성되는 상기 산화제펌프(110)의 산화제펌프터빈(111)을 구동시키며, 상기 주연소부(300)에 구비되는 분사기를 통해 주연소부(300)로 유입되는 것을 특징으로 하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 연료과잉가스는
    상기 기체연료유로(22) 상에 형성되는 상기 연료펌프(210)의 연료펌프터빈(211)을 구동시키며, 상기 주연소부(300)로 유입되는 것을 특징으로 하는 액체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 전추진제 다단연소사이클 액체로켓엔진 시스템.
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