KR20180041855A - End-burning solid propellant grains for improving of coning effect and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고체추진제 그레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 초기 연소면의 형상 변형을 통해 연소 중 발생하는 원추효과로 인한 내탄도 성능변화를 개선하는 끝 연소형 고체추진제 그레인 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solid propellant grain, and more particularly to a solid propellant grain which is capable of improving the internal trajectory performance change due to the cone effect generated during combustion by deforming the initial combustion surface of the end- And a method for producing the same.
고체로켓추진기관의 내탄도 성능은 일반적으로 시간에 따라 변화하는 추진기관의 추력 변화로 나타내는데, 이러한 추력은 추진제의 연소질량유량과 비례하며, 이때 추진제의 연소질량유량은 고체추진제가 균질하다면 추진제의 연소면적과 연소속도에 직접적으로 영향을 받게 된다. The ballistic performance of a solid rocket propulsion engine is generally expressed as a change in the thrust of a propelling engine that changes with time. This thrust is proportional to the mass flow rate of the propellant, and the mass flow rate of the propellant, if the solid propellant is homogeneous, It is directly influenced by the combustion area and the burning speed.
따라서 고체추진기관은 고체추진제의 형상 및 초기 연소면 형상에 따라 연소면적이 점진적으로 증가하거나 감소하여 추력의 변화를 유발하게 되고 또한, 연소면적의 변화에 따른 추진제 연소질량유량의 변화는 연소실 내부 압력의 변화를 유발하고 이는 다시 추진제 연소속도의 변화를 야기하며 결과적으로 추력의 변화를 더욱 가속화시키게 된다.Therefore, in the solid propellant, the combustion area gradually increases or decreases depending on the shape of the solid propellant and the shape of the initial combustion surface, resulting in a change in the thrust, and the change in the propellant combustion mass flow rate with the change in the combustion area, , Which in turn causes a change in the propellant burning rate, which in turn accelerates the change in thrust.
이와 같은 이유로 추진기관의 사용 목적에 따라 연소 중 추력의 변화가 없이 일정한 추력을 요구하는 경우를 위해 한쪽 끝에서 연소가 시작되어 반대쪽 끝까지 균일한 연소면을 유지하도록 형상을 갖는 끝 연소형 고체추진제 그레인을 설계하는 방법이 사용되고 있다.For this reason, for the case where a constant thrust is required without changing the thrust during the combustion according to the purpose of the propulsion engine, the end-opened small-sized solid propellant grain which is shaped so as to maintain the uniform combustion surface from the one end to the other end Is used as a design method.
그러나 실제로는 연소관(10) 내면에 위치한 라이너와 추진제 사이의 가소제 이동(migration) 현상으로 인해 접합면에서의 접합력이 낮아지게 되고 이 때문에 끝 연소형 고체추진제 그레인(20)의 중심부에 비해 연소관과 맞닿는 끝 연소형 고체추진제 그레인(20)의 바깥부에서 연소가 더 많이 일어나는 원추효과(원뿔효과)가 발생하게 된다. In practice, however, due to plasticizer migration between the liner and the propellant located on the inner surface of the
이로 인해, 도 1에 도시된 바와 같이 끝 연소형 고체추진제 그레인(20)의 중심부에 비해 바깥쪽 원주방향을 따라 과연소각도(e)만큼 과연소가 발생하게 되고 결과적으로 연소가 진행됨에 따라 초기 연소면(21)이 균일하게 유지되지 못하고 변화하게 되며 연소면 불균일구간(L) 이후에도 초기 설계된 초기 연소면(21)과 차이를 보이게 되는 문제가 발생한다. As a result, as shown in FIG. 1, excessive combustion is generated as much as the incineration degree (e) along the outer circumferential direction, compared with the center portion of the finite
이와 같은 연소면의 변화는 연소 중 추력을 변화시켜 설계된 추력과의 차이를 보이게 되는 내탄도 성능변화의 문제를 야기한다.Such a change in the combustion surface causes a problem of a change in the trajectory performance which is different from the designed thrust by changing the thrust during combustion.
이에 상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 끝 연소형 고체추진제 그레인의 초기 연소면의 형상 변형을 통해 연소 중 발생하는 원추효과로 인한 내탄도 성능변화를 개선하는 끝 연소형 고체추진제 그레인 및 이의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a finite solid propellant grain which improves the change in traction performance due to the cone effect generated during combustion through the shape modification of the initial combustion surface of the finite solid propellant grain. And a manufacturing method thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 끝 연소형 고체추진제 그레인은 연소관 내부에 충전되고 연소가 시작된 이후에는 원추효과에 의해 중심부에 비해 바깥부의 연소율이 높아 과연소각도만큼 바깥부에 과연소가 발생하는 끝 연소형 고체추진제 그레인에 있어서, 연소가 시작되는 초기 연소면이 원뿔형으로 일정각도만큼 오목하게 형성된 원뿔형 연소면인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the finite solid propellant grain of the present invention is filled in the combustion tube and after the combustion is started, the burning rate of the outer portion is higher than the center portion due to the cone effect, Wherein the initial combustion surface in which the combustion starts is a conical combustion surface having a concave conical shape with a certain angle.
또한, 상기 원뿔형 연소면의 상기 일정각도는 과연소각도와 동일한 것을 특징으로 한다.The predetermined angle of the conical combustion surface is the same as that of the incineration.
또한, 상기 원뿔형 연소면은 연소가 진행됨에 따라 발생하는 과연소로 인해 상기 원뿔형 연소면의 바깥부가 점차 평탄화되어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the conical combustion surface is characterized in that the outer portion of the conical combustion surface is gradually planarized due to excessive combustion occurring as the combustion progresses.
또한, 상기 원뿔형 연소면의 상기 바깥부의 평탄화로 인해 상기 평탄화된 바깥부는 평면형의 형상을 갖고 상기 평탄화가 이루어지지 않은 중심부는 원뿔형의 형상을 갖는 연소면 불균일구간이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the flattened outer surface of the conical combustion surface may have a planar shape due to the flattening of the outer surface, and the central portion of the planarized surface may have a conical shape.
또한, 상기 바깥부의 평면형 연소면의 연소속도는 상기 중심부의 원뿔형 연소면의 연소속도보다 빠른 것을 특징으로 한다.Further, the combustion speed of the planar combustion surface of the outer portion is higher than the combustion speed of the conical combustion surface of the central portion.
또한, 상기 평면형 연소면의 상기 연소속도와 상기 원뿔형 연소면의 상기 연소속도는 하기의 수식관계를 성립하는 것을 특징으로 한다.The combustion speed of the flat combustion surface and the combustion speed of the conical combustion surface satisfy the following mathematical relation.
(v : 평면형 연소면의 연소속도, u : 원뿔형 연소면의 연소속도, e : 과연소각도, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)(v: burning speed of the planar combustion surface, u: burning speed of the conical combustion surface, e: absolute incineration, D: diameter of the combustion tube, f: boundary between the planar combustion surface of the outer part and the conical surface of the central part in the combustion surface non- And the angle formed by the center line passing through the center of the combustion tube)
또한, 상기 연소면 불균일구간의 길이는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다.The length of the combustion surface non-uniform section is calculated by the following equation.
(L : 연소면 불균일구간의 길이, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)(Where L is the length of the combustion surface non-uniformity section, D is the diameter of the combustion tube, and f is the angle formed by the boundary line connecting the boundary between the flat combustion surface of the outer portion and the conical surface of the central portion in the combustion surface non-
또한, 상기 원뿔형 연소면의 평탄화가 상기 바깥부에서 상기 중심부로 점차 진행됨에 따라 상기 바깥부와 상기 중심부가 모두 평면형의 형상을 갖는 평면형 연소면이 형성되는 것을 특징으로 한다.Also, as the flattening of the conical combustion surface progresses gradually from the outer portion to the central portion, a planar combustion surface having a planar shape is formed in both the outer portion and the central portion.
또한, 상기 평면형 연소면이 형성된 이후에는 상기 평면형 연소면이 균일하게 유지되면서 연소가 진행되는 것을 특징으로 한다.Further, after the planar combustion surface is formed, the planar combustion surface is uniformly maintained and combustion progresses.
또한, 상기 평면형 연소면이 일정하게 유지되면서 연소가 진행됨에 따라 추력이 일정하게 유지됨으로써 내탄도 성능이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.Also, the thrust is maintained constant as the combustion progresses while the flat combustion surface is kept constant, so that the traction performance is kept constant.
한편, 본 발명의 끝 연소형 고체추진제 그레인 제조방법은 연소관 내부에 충전되고 연소가 시작된 이후에는 원추효과에 의해 중심부에 비해 바깥부의 연소율이 높아 과연소각도만큼 바깥부에 과연소가 발생하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법에 있어서, 연소관 내부에 고체추진제 그레인을 충전하는 단계(S100); 원뿔형상의 성형치구를 사용하여 상기 충전된 고체추진제 그레인에 수직 하방으로 압력을 가해 초기 연소면을 성형하는 단계(S200); 상기 성형된 고체추진제 그레인을 일정온도의 오븐에서 경화시키는 단계(S300); 및 상기 경화된 고체추진제 그레인으로부터 상기 성형치구를 제거하는 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the method for manufacturing an end-type solid propellant grain according to the present invention is characterized in that after the combustion tube is filled in the combustion tube and the combustion is started, the burning rate of the outer portion is higher than the center portion due to the cone effect, A method of manufacturing a small solid propellant grain, comprising: charging a solid propellant grain into a combustion tube (S100); Molding the initial combustion surface by applying pressure vertically downward to the charged solid propellant grain using a conical shaping jig (S200); Curing the molded solid propellant grains in an oven at a constant temperature (S300); And removing the shaping fixture from the cured solid propellant graze (S400).
또한, 상기 성형치구를 제거하는 단계 이후 성형된 초기 연소면은, 원뿔형으로 일정각도만큼 오목하게 형성된 원뿔형 연소면인 것을 특징으로 한다.In addition, the initial combustion surface formed after the step of removing the shaping jig is a conical combustion surface formed in a conical shape and recessed by a certain angle.
또한, 상기 원뿔형 연소면의 상기 일정각도는 과연소각도와 동일한 것을 특징으로 한다.The predetermined angle of the conical combustion surface is the same as that of the incineration.
또한, 상기 원뿔형 연소면은 연소가 진행됨에 따라 상기 원뿔형 연소면의 바깥부가 점차 평탄화되어 상기 평탄화된 바깥부는 평면형 연소면의 형상을 갖고, 상기 평탄화가 이루어지지 않은 중심부는 원뿔형 연소면의 형상을 갖는 연소면 불균일구간이 형성되는 것을 특징으로 한다.The outer surface of the conical combustion surface is gradually flattened as the combustion progresses, so that the flattened outer surface has a shape of a flat combustion surface, and the central portion without the flattening has a shape of a conical combustion surface And a combustion surface non-uniformity section is formed.
또한, 상기 평면형 연소면의 상기 연소속도와 상기 원뿔형 연소면의 상기 연소속도는 하기의 수식관계를 성립하는 것을 특징으로 한다. The combustion speed of the flat combustion surface and the combustion speed of the conical combustion surface satisfy the following mathematical relation.
(v : 평면형 연소면의 연소속도, u : 원뿔형 연소면의 연소속도, e : 과연소각도, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)(v: burning speed of the planar combustion surface, u: burning speed of the conical combustion surface, e: absolute incineration, D: diameter of the combustion tube, f: boundary between the planar combustion surface of the outer part and the conical surface of the central part in the combustion surface non- And the angle formed by the center line passing through the center of the combustion tube)
또한, 상기 연소면 불균일구간의 길이는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다.The length of the combustion surface non-uniform section is calculated by the following equation.
(L : 연소면 불균일구간의 길이, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)(Where L is the length of the combustion surface non-uniformity section, D is the diameter of the combustion tube, and f is the angle formed by the boundary line connecting the boundary between the flat combustion surface of the outer portion and the conical surface of the central portion in the combustion surface non-
본 발명의 끝 연소형 고체추진제 그레인은 초기 연소면을 원뿔형 연소면으로 형성함으로써 연소가 진행됨에 따라 발생하는 바깥부의 원추효과로 인해 연소면 불균일구간 이후 설계된 형상에 맞는 평면형 연소면을 형성하는 효과가 있다. Since the initial solid combustion propellant grain of the present invention is formed into a conical combustion surface, the effect of forming a flat combustion surface conforming to the designed shape after the combustion surface nonuniform period due to the conical effect of the outside portion generated as the combustion progresses have.
또한, 상기와 같은 효과로 인해 연소면 불균일구간 이후 평면형 연소면이 유지되면서 연소가 진행됨으로써 연소면의 변화에 따라 발생하는 추력의 변화 없이 초기 설계된 추력을 유지하게 되고 결과적으로 내탄도 성능을 유지하는 효과가 있다. In addition, due to the above-described effects, the combustion progresses while the planar combustion surface is maintained after the combustion surface non-uniformity period, thereby maintaining the initial designed thrust without changing the thrust generated according to the change of the combustion surface. As a result, It is effective.
도 1은 종래의 끝 연소형 추진제 그레인의 연소가 진행되는 모습의 도면이다.
도 2는 본 발명의 끝 연소형 추진제 그레인의 연소가 진행되는 모습의 도면이다.
도 3은 본 발명의 끝 연소형 추진제 그레인의 연소가 진행되는 모습의 도면이다.
도 4는 본 발명의 끝 연소형 추진제 그레인의 제조방법을 보여주는 모식도이다.FIG. 1 is a view showing the progress of combustion of a conventional end small-sized propellant grain.
FIG. 2 is a view showing the progress of combustion of the end small-sized propellant grain of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a view showing the progress of the combustion of the end small-sized propellant grain of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a method of manufacturing the end-opened small-sized propellant grain of the present invention. FIG.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to fully understand the present invention. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
도 1은 연소관(10) 내부에 충전된 종래의 끝 연소형 고체추진제 그레인(20)의 연소가 진행되는 모습을 보여주는 모식도로, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 끝 연소형 고체추진제 그레인(20)의 초기 연소면(21)의 형상은 평면형 연소면을 갖는다.1 is a schematic view showing a state where combustion of a conventional finite
그러나 연소가 진행됨에 따라 연소관(10) 내면에 위치한 라이너(도면에 미도시)와 추진제(20) 사이의 가소제 이동(migration) 현상으로 인해 접합면에서의 접합력이 낮아지게 되고 이 때문에 추진제(20)의 중심부에 비해 연소관과 맞닿는 바깥부에서 과연소가 일어나는 원추효과가 발생하게 된다. However, as the combustion progresses, the plasticizing agent migration between the liner (not shown in the drawing) and the
상기와 같은 원추효과로 인해, 도 1과 같이 추진제(20)는 중심부에 비해 바깥쪽에 과연소각도(e)만큼 과연소가 발생하게 되고 결과적으로 연소가 진행됨에 따라 점차 초기 연소면(21)이 균일하게 유지되지 못하고 변화함으로써 연소면 불균일구간(L) 이후 형성된 연소면이 초기 연소면(21)의 형상과 차이를 보이게 된다. As shown in FIG. 1, since the
반면, 도 2 내지 3은 연소관(10) 내부에 충전된 본 발명의 끝 연소형 고체추진제 그레인(30)의 연소가 진행되는 모습을 보여주는 모식도로, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 끝 연소형 고체추진제 그레인(30)의 연소가 시작되는 초기 연소면의 형상은 원뿔형으로 일정각도(e')만큼 오목하게 형성된 원뿔형 연소면(31)을 갖는다.2 to 3 are schematic views showing a state in which combustion of the finite
이때 상기 원뿔형 연소면(31)의 상기 일정각도(e')는 원추효과로 인해 발생하는 바깥부의 과연소각도(e)와 동일하게 된다.At this time, the constant angle e 'of the
따라서 상기 원뿔형 연소면(31)은 연소진행방향으로 연소가 진행됨에 따라 바깥부에 발생하는 과연소로 인해 상기 원뿔형 연소면(31)의 일정각도(e')와 과연소각도(e)가 상쇄됨으로써 상기 원뿔형 연소면(31)의 바깥부가 도 2와 같이 점차 평탄화되어지게 된다.Accordingly, as the combustion progresses in the direction of the combustion progression, the
상기와 같은 원뿔형 연소면(31)의 상기 바깥부의 평탄화로 인해 상기 평탄화된 바깥부는 평면형 연소면(32)의 형상을 갖고 상기 평탄화가 이루어지지 않은 중심부는 원뿔형 연소면(33)의 형상을 갖는 연소면 불균일구간(L)이 형성되게 된다.Due to the planarization of the outer portion of the
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 바깥부의 평면형 연소면(32)의 연소속도(v)는 상기 중심부의 원뿔형 연소면(33)의 연소속도(u)보다 빠른 특징을 갖으며, 
여기서 상기 D는 연소관(10)의 직경이고, 상기 f는 도 3에 도시된 바와 같이 연소면 불균일구간(L)에서 바깥부에서 중심부로 평탄화가 점차 진행됨에 따라 일정하게 감소되는 원뿔형 연소면(33)의 감소의 정도를 의미하는 각도로, 도 3의 단면도에서 원뿔형 연소면(31)이 평면형 연소면(34)이 되기까지 바깥부의 평면형 연소면(32)과 중심부의 원뿔형 연소면(32)을 경계를 연결한 경계선(40)이 상기 연소관(10)의 중심을 지나는 중심선(M)과 이루는 각도이다.Here, D is a diameter of the
이와 같은 연소가 더욱 진행되면서 점차 평탄화가 진행될수록 연소면 내에 바깥부의 평면형 연소면(32)의 면적은 점차 증가하고 중심부의 원뿔형 연소면(33)의 면적은 점차 감소하게 되고 일정 연소거리 이후에는 상기 바깥부와 상기 중심부가 모두 평면형의 형상을 갖는 평면형 연소면(34)이 형성되게 된다.As the combustion progresses further, as the flattening progresses gradually, the area of the
나아가 평면형 연소면(34)이 형성됨에 따라 연소면 불균일구간(L)은 종료되고 이후에는 평면형 연소면(34)의 형상이 균일하게 유지되면서 연소가 진행되게 된다.Further, as the
한편, 상기 연소면 불균일구간(L)의 길이 L는 연소관(10)의 직경(D)에 비례하는 특징을 갖으며, 
결과적으로 상기와 같이 연소면 불균일구간(L) 이후 평면형 연소면(34)이 균일하게 유지되면서 연소가 진행됨에 따라 추력이 일정하게 유지되고 이로 인해 내탄도 성능 역시 일정하게 유지되게 된다. As a result, the
한편, 연소관 내부에 충전되고 연소가 시작된 이후에는 원추효과에 의해 중심부에 비해 바깥부의 연소율이 높아 과연소각도만큼 바깥부에서 과연소가 발생하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법에 있어서, 본 발명의 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법은 주조식이며 구체적으로는 도 4에 도시된 바와 같이 연소관(10) 내부에 원료를 혼화(혼합)한 고체추진제 그레인을 충전하는 단계(S100); 원뿔형상의 성형치구(50)를 사용하여 상기 충전된 고체추진제 그레인에 수직 하방으로 압력을 가해 초기 연소면을 성형하는 단계(S200); 상기 성형된 고체추진제 그레인을 일정온도의 오븐에서 경화시키는 단계(S300); 및 상기 경화된 고체추진제 그레인으로부터 상기 성형치구(50)를 제거하는 단계(S400);를 포함하여 진행된다.On the other hand, in a method for manufacturing an end-opened solid propellant grain in which combustion occurs inside the combustion tube and combustion is started, the combustion rate of the outer portion is higher than that of the center portion due to the cone effect, The method of manufacturing the solid small propellant grain is a casting method. Specifically, the method includes the steps of: (S100) filling a solid propellant grain mixed with a raw material in a
이렇게 제조된 끝 연소형 고체추진제 그레인(30)의 초기 연소면은 원뿔형으로 일정각도만큼 오목하게 형성된 원뿔형 연소면(31)이며, 이때 상기 일정각도는 과연소각도와 동일하다. The initial combustion surface of the end soft particulate
또한, 상기 원뿔형 연소면(31)은 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이 연소가 진행됨에 따라 상기 원뿔형 연소면(31)의 바깥부가 점차 평탄화되어 상기 평탄화된 바깥부는 평면형 연소면(32)의 형상을 갖고 상기 평탄화가 이루어지지 않은 중심부는 원뿔형 연소면(33)의 형상을 갖는 연소면 불균일구간(L)이 형성되고, 평면형 연소면(32)의 연소속도(v)와 원뿔형 연소면(33)의 연소속도(u)는 
여기서 e 는 과연소각도, D는 연소관(10)의 직경, f는 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도이다.Where e is the incineration degree, D is the diameter of the
또한, 상기 연소면 불균일구간(L)의 길이 L은 
본 발명인 끝 연소형 고체추진제 그레인 및 이의 제조방법의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.The embodiments of the finite solid propellant grains of the present invention and the method of manufacturing the same are merely preferred embodiments in order to enable a person skilled in the art to easily carry out the present invention. And the scope of the present invention is not limited by the drawings. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and variations are possible within the scope of the present invention, and it is obvious that the parts easily changeable by those skilled in the art are included in the scope of the present invention .
10 : 연소관 20,30 : 끝 연소형 고체추진제 그레인
21 : 초기 연소면 31,33 : 원뿔형 연소면
32,34 : 평면형 연소면 40 : 경계선
50 : 원뿔형 충전치구 S100 : 충전단계
S200 : 성형단계 S300 : 경화단계
S400 : 성형치구 제거단계10:
21:
32, 34: planar combustion surface 40: boundary
50: Conical charging jig S100: Charging step
S200: Forming step S300: Curing step
S400: Step of removing the fixture
Claims (16)
연소가 시작되는 초기 연소면이 원뿔형으로 일정각도만큼 오목하게 형성된 원뿔형 연소면인 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.Since the burning rate of the outer portion is higher than that of the center portion due to the cone effect after the inside of the combustion tube is filled and the combustion is started,
Characterized in that the initial combustion surface at which combustion is initiated is a conical combustion surface having a concave conical shape with a certain angle.
상기 원뿔형 연소면의 상기 일정각도는 과연소각도와 동일한 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.The method according to claim 1,
Wherein the constant angle of the conical combustion surface is substantially equal to the incineration angle.
상기 원뿔형 연소면은 연소가 진행됨에 따라
상기 원뿔형 연소면의 바깥부가 점차 평탄화되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.3. The method of claim 2,
As the combustion progresses, the conical combustion surface
Wherein the outer portion of the conical combustion surface is gradually planarized.
상기 원뿔형 연소면의 상기 바깥부의 평탄화로 인해
상기 평탄화된 바깥부는 평면형 연소면의 형상을 갖고 상기 평탄화가 이루어지지 않은 중심부는 원뿔형 연소면의 형상을 갖는 연소면 불균일구간이 형성되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.The method of claim 3,
Due to the planarization of the outer portion of the conical combustion surface
Wherein the planarized outer portion has a planar combustion surface shape and the central portion that is not planarized has a combustion surface nonuniform portion having a conical combustion surface shape.
상기 바깥부의 평면형 연소면의 연소속도는 상기 중심부의 원뿔형 연소면의 연소속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.5. The method of claim 4,
Wherein the combustion speed of the planar combustion surface of the outer portion is faster than the combustion speed of the conical combustion surface of the central portion.
상기 평면형 연소면의 상기 연소속도와 상기 원뿔형 연소면의 상기 연소속도는 하기의 수식관계를 성립하는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.
(v : 평면형 연소면의 연소속도, u : 원뿔형 연소면의 연소속도, e : 과연소각도, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)6. The method of claim 5,
Characterized in that the combustion speed of the planar combustion surface and the combustion speed of the conical combustion surface satisfy the following relationship:
(v: burning speed of the planar combustion surface, u: burning speed of the conical combustion surface, e: absolute incineration, D: diameter of the combustion tube, f: boundary between the planar combustion surface of the outer part and the conical surface of the central part in the combustion surface non- And the angle formed by the center line passing through the center of the combustion tube)
상기 연소면 불균일구간의 길이는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.
(L : 연소면 불균일구간의 길이, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)5. The method of claim 4,
Characterized in that the length of the combustion surface nonuniformity period is calculated by the following equation.
(Where L is the length of the combustion surface non-uniformity section, D is the diameter of the combustion tube, and f is the angle formed by the boundary line connecting the boundary between the flat combustion surface of the outer portion and the conical surface of the central portion in the combustion surface non-
상기 원뿔형 연소면의 평탄화가 상기 바깥부에서 상기 중심부로 점차 진행됨에 따라
상기 바깥부와 상기 중심부가 모두 평면형의 형상을 갖는 평면형 연소면이 형성되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.5. The method of claim 4,
As the planarization of the conical combustion surface progresses gradually from the outer portion to the center portion
Characterized in that a planar combustion surface is formed in which the outer portion and the central portion both have a planar shape.
상기 평면형 연소면이 형성된 이후에는
상기 평면형 연소면이 균일하게 유지되면서 연소가 진행되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.9. The method of claim 8,
After the planar combustion surface is formed
Wherein the combustion progresses while the planar combustion surface is uniformly maintained.
상기 평면형 연소면이 일정하게 유지되면서 연소가 진행됨에 따라
추력이 일정하게 유지됨으로써 내탄도 성능이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인.9. The method of claim 8,
As the flat combustion surface is kept constant and combustion progresses
Characterized in that the trajectory performance is maintained constant as the thrust is maintained constant.
연소관 내부에 고체추진제를 충전하는 단계;
원뿔형상의 성형치구를 사용하여 상기 충전된 고체추진제 그레인의 초기 연소면을 성형하는 단계;
상기 성형된 고체추진제 그레인을 일정온도의 오븐에서 경화시키는 단계; 및
상기 경화된 고체추진제 그레인으로부터 상기 성형치구를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법.The method of manufacturing the solid small solid propellant grains in which the combustion rate of the outer portion is higher than that of the center portion due to the cone effect after the inside of the combustion tube is charged and the combustion is started,
Filling the combustion tube with a solid propellant;
Molding an initial combustion surface of the filled solid propellant grain using a conical shaping jig;
Curing the molded solid propellant grains in an oven at a constant temperature; And
And removing the forming fixture from the cured solid propellant grains. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 성형치구를 제거하는 단계 이후 성형된 초기 연소면은,
원뿔형으로 일정각도만큼 오목하게 형성된 원뿔형 연소면인 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법.12. The method of claim 11,
Wherein the molded initial combustion surface after the step of removing the shaping jig comprises:
Characterized in that it is a conical combustion surface formed in a conical shape and recessed by a certain angle.
상기 원뿔형 연소면의 상기 일정각도는 과연소각도와 동일한 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the predetermined angle of the conical combustion surface is substantially the same as the incineration angle.
상기 원뿔형 연소면은 연소가 진행됨에 따라
상기 원뿔형 연소면의 바깥부가 점차 평탄화되어 상기 평탄화된 바깥부는 평면형 연소면의 형상을 갖고 상기 평탄화가 이루어지지 않은 중심부는 원뿔형 연소면의 형상을 갖는 연소면 불균일구간이 형성되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법.14. The method of claim 13,
As the combustion progresses, the conical combustion surface
Wherein the outer portion of the conical combustion surface is gradually planarized so that the flattened outer portion has a planar combustion surface shape and the central portion without planarization forms a combustion surface nonuniform portion having a conical combustion surface shape. Method of making small solid propellant grains.
상기 평면형 연소면의 상기 연소속도와 상기 원뿔형 연소면의 상기 연소속도는 하기의 수식관계를 성립하는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법.
(v : 평면형 연소면의 연소속도, u : 원뿔형 연소면의 연소속도, e : 과연소각도, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)15. The method of claim 14,
Characterized in that the combustion speed of the planar combustion surface and the combustion speed of the conical combustion surface satisfy the following equation:
(v: burning speed of the planar combustion surface, u: burning speed of the conical combustion surface, e: absolute incineration, D: diameter of the combustion tube, f: boundary between the planar combustion surface of the outer part and the conical surface of the central part in the combustion surface non- And the angle formed by the center line passing through the center of the combustion tube)
상기 연소면 불균일구간의 길이는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 끝 연소형 고체추진제 그레인의 제조방법.
(L : 연소면 불균일구간의 길이, D : 연소관의 직경, f : 연소면 불균일 구간에서 바깥부의 평면형 연소면과 중심부의 원뿔형소면의 경계를 연결한 경계선과 연소관의 중심을 지나는 중심선이 이루는 각도)15. The method of claim 14,
Wherein the length of the combustion surface non-uniform section is calculated by the following equation.
(Where L is the length of the combustion surface non-uniformity section, D is the diameter of the combustion tube, and f is the angle formed by the boundary line connecting the boundary between the flat combustion surface of the outer portion and the conical surface of the central portion in the combustion surface non-
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|---|---|---|---|---|
| KR20200048684A (en) | 2018-10-30 | 2020-05-08 | 주식회사 한화 | Liner coposition for solid propulsion unit and liner manufacturing method for solid propulsion unit using ths same |
| CN114856858A (en) * | 2022-03-02 | 2022-08-05 | 武汉高德红外股份有限公司 | Solid rocket engine powder charge grain structure and solid rocket engine |
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