KR20040034783A - 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로켓엔진의 기밀 및 유지보관을 위하여 로켓엔진 노즐 목에 설치할 수 있는 노즐 목 마개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 연소실부 및 그 상부에 대한 기밀시험을 수행할 수 있도록 하며, 엔진 보관시 외부의 이물질의 유입을 차단함은 물론 저압의 불활성 기체를 충진 가능케 하여 부식을 막을 수 있도록 하기 위한 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 나사부(1')가 형성된 축(1)과, 상기 축(1)의 상측에 설치된 머리부(2)에 연결된 지지대 레버(3)의 선단에 지지대(4)가 설치되어 있고 지지대 레버(3)에 연결된 작동레버(5)가 지지대 연결몸체(6)에 연결되어 지지대(4)가 노즐벽면(11)에 고정되는 지지대 설치부(A)와, 상기 지지대 설치부(A)의 하측에 위치하며 노즐 목을 밀폐시키는 기밀판(8)으로 이루어진 기밀판 설치부(B)로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개{Rocket Engine Throat Plug for Sealing and Safekeeping}

본 발명은 로켓엔진의 기밀 및 유지보관을 위하여 로켓엔진 노즐 목에 설치할 수 있는 노즐 목 마개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 연소실부 및 그 상부에 대한 기밀시험을 수행할 수 있도록 하며, 엔진 보관시 외부의 이물질의 유입을 차단함은 물론 저압의 불활성 기체를 충진 가능케 하여 부식을 막을 수 있도록 하기 위한 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개에 관한 것이다.

액체 추진제 로켓엔진의 경우 엔진 연소시험에 앞서 엔진 자체의 기밀 확인은 물론 공급계 시스템과의 연결부 확인을 위한 기밀시험의 수행은 일련의 시험과정 중 필수적인 요소이며, 통상적으로 엔진의 노즐 확대부 끝단에 장착부를 설치해 놓게 되고 이 부분에 기밀장치를 체결하여 수행하게 된다.

또한 로켓엔진으로의 외부 이물질 유입을 차단하기 위한 차단막도 노즐 확대부 끝단의 장착부를 이용하여 설치하게 된다.

그러나 지상시험용으로 제작되어지는 로켓엔진과는 달리 발사체에 장착되어지는 비행용 로켓엔진의 경우 엔진 경량화는 설계 및 제작에 있어서 필수적인 요소이며, 이에 따라 구조적으로 허용하는 한도에서 불필요한 부분의 구조물을 제거하게 된다.

이러한 경우 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

첫째, 엔진 경량화의 한 방편으로, 엔진 연소시 연소실에서의 유동이 가속되면서 연소실에 비하여 상대적으로 압력이 낮아지는 노즐 확대부가 연소실에서 요구되는 정도의 높은 구조적 강성을 요구하지 않음에 따라 이 부분에 대한 경량화가 이루어지게 되고, 이에 따라 노즐 확대부 출구 끝단을 차단하고 가압할 경우 노즐 확대부가 구조적으로 견딜 수 없게 된다.

둘째, 로켓엔진의 노즐 확대부가 구조적으로 견딜 수 있더라도 노즐 확대부 끝단에 장치를 체결하기 위한 장착부의 설치는 결국 무게증가로 이어지게 되며, 또한 발사체 구성상 엔진에의 장착부 설치 자체가 어려울 수 있다.

셋째, 이러한 장착부가 있다 하더라도 노즐 목에 비하여 확대부의 면적이 크게 증가함에 따라, 노즐목에 기밀시험용 장치를 장착하는데 비하여 장치의 직경증가는 물론 두께가 크게 증가하게 되며, 이로 인하여 무게가 크게 증가하게 된다.

로켓엔진을 발사체에 조립을 하는 경우 이러한 중량의 기밀판은 장탈착상의 어려움은 물론 발사체의 엔진 및 엔진외 부분에 대하여 불필요한 하중이 인가될 수 있으며, 안전사고의 원인이 될 수 있다.

본 발명은 로켓엔진 노즐 목에 장착할 수 있는 기밀 장치를 고안함으로써 연소실부에 비하여 구조적 강성이 상대적으로 약한 노즐 확대부를 배제한체 기밀시험을 수행할 수 있도록 한다.

본 발명은 기밀장치의 설치를 단면적이 좁은 노즐 목에 설치함에 따라 기밀장치의 무게를 경량화 한다.

본 발명은 엔진 보관시 외부의 이물질의 유입을 차단함은 물론 저압의 불활성 기체를 충진 가능케 하여 부식을 막을 수 있도록 한다.

본 발명은 나사부가 형성된 축과,

상기 축의 상측에 설치된 머리부에 연결된 지지대 레버의 선단에 지지대가 설치되어 있고 지지대 레버에 연결된 작동레버가 지지대 연결몸체에 연결되어 지지대가 노즐벽면에 고정되는 지지대 설치부와,

상기 지지대 설치부의 하측에 위치하며 노즐 목을 밀폐시키는 기밀판으로 이루어진 기밀판 설치부로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 주요 부분을 분리한 사시도

도 2 는 본 발명의 지지대를 노즐 목에 삽입한 상태도

도 3 은 본 발명의 지지대를 고정시킨 후 기밀판을 삽입한 상태도

도 4 는 본 발명의 기밀판을 노즐벽면에 고정시킨 상태도

도 5 는 본 발명의 평면도

도 6 은 본 발명의 저면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 축2 : 머리부

2' : 날개3 : 지지대 레버

3' : 제1힌지4 : 지지대

5 : 작동 레버5' : 제2힌지

6 : 지지대 연결 몸체6' : 제3힌지

7 : 지지대 조종 핸들8 : 기밀판

9 : 기밀판 고정 핸들11 : 노즐벽체

12 : 연소실 방향13 : 노즐 출구 방향

A : 지지대 설치부B : 기밀판 설치부

본 발명은 하나의 축(1)에서 지지대(4)를 노즐벽체(11)의 노즐 목 상측에 고정시키기 위한 지지대 설치부(A)와, 기밀판(8)이 노즐 목에 고정되어 밀폐상태를 유지하는 기밀판 설치부(B)로 이루어진다.

상기 축(1)은 상측에 세 방향에 날개(2')가 돌출되어 있는 머리부(2)가 상측으로 설치되어 있고 하측에는 나사부(1')가 형성되어 있어서 지지판 연결몸체(6)와 기밀판 고정 핸들(9)이 결합되어 상, 하측으로 회전이동 되도록 하는 것이다.

상기 지지대 설치부(A)는 머리부(2)의 날개(2')에서 외측으로 제1힌지(3')를 통하여 지지대 레버(3)가 돌출되어 있고 선단에는 호상의 부드러운 재질로 이루어지거나, 부드러운 재질이 선단에 고정된 지지대(4)가 연결되어 있다.

상기 지지대 레버(3)의 일부분에는 제2힌지(5')를 통하여 안쪽으로 작동 레버(5)가 연결되어 있고, 작동 레버(5)는 지지대 연결몸체(6)의 외측에서제3힌지(6')와 연결되어 있다.

지지대 연결몸체(6)는 외측으로 경사지게 지지대 조종 핸들(7)이 형성되어 있어서 지지대 연결몸체(6)를 적은 힘으로 편리하게 회전시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 기밀판 설치부(B)는 원판에 부드러운 재질이 일체형으로 형성되어 노즐벽면(11)의 노즐 목을 밀폐시키는 기밀판(8)이 축(1)에 삽입되고, 하측으로 와셔(10)가 삽입되며, 그 하측에서 기밀판 고정 핸들(9)이 조립되어 기밀판(8)이 노즐 목을 밀폐시키도록 하는 것이다.

본 발명은 도 2 와 같이 축(1)에 지지대 설치부(A)가 설치된 상태에서 노즐 출구 방향(13)에서 상측으로 지지대 설치부(A)를 삽입시킨다.

이때, 지지대 레버(3)가 하측으로 최대한 내려온 상태를 유지하므로 지지대(4)가 노즐 목에 걸리지 않고 삽입된다.

지지대 설치부(A)를 노즐 목에 삽입시킨 후에는 지지대 조종 핸들(7)을 회전시키게 된다.

그러면 지지대 연결몸체(6)가 축(1)의 나사와 결합되어 있어서 상승하게 되므로 제3힌지(6')와 연결된 작동레버(5)가 제2힌지(5')와 연결된 지지대 레버(3)를 상승시키면서 제1힌지(3')를 축으로 지지대(4)가 상승되면서 외측으로 벌어지게 된다.

지지대 조종 핸들(7)의 회전으로 제1, 2, 3힌지(3', 5', 6')점에서 링크 작동을 통하여 지지대(4)가 노즐벽면(11)에 3점에서 고정되는 것이다.

이때 지지대(4)는 부드러운 고무재질을 사용하거나, 금속재인 경우에는 선단에 고무재나 러버 등을 고정시키게 되며, 외측이 경사지게 형성되는 동시에 라운드지도록 형성되어 있어서 노즐벽면(11)에 전체면이 안정되고 견고하게 고정되는 것이다.

지지대 설치부(A)가 노즐벽면(11)에 고정된 상태가 되면 도 3 과 같이 기밀판(8)을 삽입한 후 도 4 와 같이 와셔(10)와 기밀판 고정 핸들(9)을 축(1)의 나사부(1')에 결합시켜 기밀판 고정 핸들(9)을 회전시킨다.

기밀판 고정 핸들(9)이 회전되면서 축(1)의 나사부(1')와 결합되어 있어서 기밀판(8)이 서서히 상승하게 되므로 결국 기밀판(8)은 도 4 와 같이 노즐벽면(11)의 노즐 목에 안정되게 고정되어 노즐의 연소실 방향(12)과 노즐출구 방향(13)을 차단시키게 된다.

따라서 기밀판(8)이 노즐의 연소실 방향(12)과 노즐출구 방향(13)을 차단시키게 되므로 엔진의 보관시에 외부 이물질의 유입을 차단하고, 저압의 불활성 기체를 충진할 수 있도록 하여 부식을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 기밀유지를 위한 장치를 노즐 출구 끝단에 설치할 때 생기는 노즐 확대부의 과대 압력하중 인가, 끝단에 기밀판 설치를 위한 장치설치에 의한 엔진 무게증가, 끝단에 큰 무게의 기밀판 설치시 발생하는 엔진 및 엔진외 부분에 대한 과도하중인가 및 안전사고의 문제점을 해결하기 위하여, 로켓엔진 노즐 목에 설치하여 기밀을 유지할 수 있도록 함으로써 기밀을 위한 부가장비의 무게를 경량화 하여 엔진의 불필요한 무게증가 요인을 방지하고, 장탈착의 편이성을 높일 수 있는 것이다.

본 발명은 엔진 보관시 외부 이물질의 유입을 차단함은 물론 저압의 불활성 기체를 충진 가능케 하여 부식을 막을 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 엔진 연소실부 및 그 상부에 대한 기밀시험을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

Claims (6)

1. 로켓엔진의 기밀 및 유지보관를 위한 장치에 있어서,

   나사부(1')가 형성된 축(1)과,

   상기 축(1)의 상측에 설치된 머리부(2)에 연결된 지지대 레버(3)의 선단에 지지대(4)가 설치되어 있고 지지대 레버(3)에 연결된 작동레버(5)가 지지대 연결몸체(6)에 연결되어 지지대(4)가 노즐벽면(11)에 고정되는 지지대 설치부(A)와,

   상기 지지대 설치부(A)의 하측에 위치하며 노즐 목을 밀폐시키는 기밀판(8)으로 이루어진 기밀판 설치부(B)로 구성됨을 특징으로 하는 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개.
2. 제 1항에 있어서, 지지대 설치부(A)는 머리부(2)의 세 방향으로 돌출된 날개(2')와 제1힌지(3')로 지지대 레버(3)가 연결되고, 지지대 레버(3)에서 제2힌지(5')로 연결된 작동레버(5)의 반대편이 지지대 연결몸체(6)에 제3힌지(6')로 연결됨을 특징으로 하는 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개.
3. 제1항에 있어서, 지지대 연결몸체(6)는 외측에 지지대 조종 핸들(7)이 설치되며 나사부(1')에 조립되어 회전됨에 따라서 지지대(4)를 노즐벽면(11)에 고정시키거나 해체할 수 있도록 함을 특징으로 하는 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개.
4. 제 1항에 있어서, 기밀판 설치부(B)는 기밀판(8)의 하측으로 기밀판 고정 핸들(9)이 나사부(1')에 조립되어 기밀판(8)을 노즐 목에 고정시켜 연소실 방향(12)과 노즐 출구 방향(13)을 분리할 수 있도록 함을 특징으로 하는 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개.
5. 제1항에 있어서, 지지대(4)와 기밀판(8)은 부드러운 재질을 사용하여 고정 및 밀폐되도록 함을 특징으로 하는 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개.
6. 제1항에 있어서, 지지대(4)는 경사지게 형성되며 선단이 라운드지도록 성형되어 노즐벽면(11)에 고정되도록 함을 특징으로 하는 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개.