KR20180096265A - Ignition System for Reignitioning Rocket Engine - Google Patents

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KR20180096265A KR1020170022744A KR20170022744A KR20180096265A KR 20180096265 A KR20180096265 A KR 20180096265A KR 1020170022744 A KR1020170022744 A KR 1020170022744A KR 20170022744 A KR20170022744 A KR 20170022744A KR 20180096265 A KR20180096265 A KR 20180096265A
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이정호
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우성필
이광진
유병일
한영민
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한국항공우주연구원
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Abstract

The present invention relates to an ignition system capable of reigniting a rocket engine, and more specifically, relates to the ignition system capable of restoring the rocket engine mainly used in a top end unit of a projectile of a multi-stage combustion rocket engine. The present invention is characterized by comprising: a main ignition unit (100); an additional ignition unit (200); a moving line (300); and at least one valve (400).

Description

로켓 엔진의 재점화를 위한 점화 시스템{Ignition System for Reignitioning Rocket Engine}[0002] Ignition System for Reignitioning Rocket Engine [

본 발명은 로켓 엔진의 재점화가 가능한 점화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다단연소 로켓 엔진의 발사체의 상단부에 주로 사용되는 로켓 엔진의 재점화가 가능하도록 점화장치를 병렬로 구성한 점화 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition system capable of reclassifying a rocket engine, and more particularly, to an ignition system in which an ignition device is constructed in parallel so that a rocket engine mainly used in an upper end portion of a projectile of a multi- .

다단 연소 로켓 엔진은 발사체의 상단부에 주로 사용되는 고성능 엔진으로서, 다양한 형태의 임무를 수행하기 위해 점화후 다양한 임무를 수행한다.The multi-stage combustion rocket engine is a high performance engine mainly used in the upper part of the projectile, and performs various tasks after ignition to perform various types of missions.

엔진의 점화를 위한 발명이 한국공개특허 제2016-0145391호(엔진의 점화시기 제어 장치 및 방법, 이하 종래기술)에 개시된 바 있다. 종래기술은 엔진의 점화시기 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 엔진 연료의 특성에 따라 점화시기를 가변할 수 있는 엔진의 점화시기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 종래기술은, 엔진, 상기 엔진의 노킹(Knocking)을 확인하는 노킹 센서, 및 연료 특성에 따른 압축비 및 점화시기를 포함하는 기본 매칭 테이블을 확인하고, 상기 엔진에 연료가 진입하면 상기 기본 매칭 테이블을 기반으로 엔진의 압축비를 변경시키며, 상기 압축비에 따라 엔진에서 노킹이 발생하는지를 상기 노킹 센서를 통해 확인하고, 노킹 발생 여부에 따라 상기 엔진으로 주입된 연료에 대한 점화시기를 판정하는 차량 제어기를 포함하고 있다. 하지만, 종래기술의 엔진은, 한번 점화 후 재점화는 불가능하여 액체 연료에 적합하지 않다는 단점이 있다.An invention for ignition of an engine is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0145391 (an ignition timing control apparatus and method for an engine, hereinafter referred to as prior art). BACKGROUND ART [0002] The prior art relates to an ignition timing control apparatus for an engine, and more particularly, to an ignition timing control apparatus and method of an engine capable of varying an ignition timing according to the characteristics of engine fuel. To this end, the prior art discloses a basic matching table including an engine, a knocking sensor for confirming knocking of the engine, and a basic matching table including a compression ratio and an ignition timing according to fuel characteristics, A fuel injection control system for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection control means for changing a compression ratio of an engine on the basis of a matching table, determining whether knocking has occurred in the engine through the knocking sensor, . However, the prior art engine is disadvantageous in that it can not be re-ignited once after ignition and is not suitable for liquid fuel.

한국공개특허 제10-2016-0145391호(엔진의 점화 시기 제어 장치 및 방법)Korean Patent Publication No. 10-2016-0145391 (Ignition timing control device and method for engine)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 재점화가 가능한 점화 시스템을 구성하여 밸브를 최소화 하여 간단하게 재점화를 수행하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an ignition system capable of re-ignition is constructed to simplify re-ignition by minimizing a valve.

본 발명은, 로켓 엔진의 재점화가 가능하도록 형성된 점화장치(1000)에 관한 것으로, 로켓엔진에 연결되는 메인점화부(100), 상기 메인점화부(100)와 병렬로 연결되는, 적어도 하나 이상의 추가점화부(200) 및 상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)의 양단에 형성된 이동라인(300) 및 상기 이동라인(300)에 형성된 적어도 하나 이상의 밸브(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an ignition device 1000 configured to be capable of re-ignition of a rocket engine, including a main ignition part 100 connected to a rocket engine, at least one additional And a moving line 300 formed at both ends of the main ignition part 100 and the additional ignition part 200 and at least one valve 400 formed in the moving line 300. [ .

상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)는 내부에 TEA 점화제를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 점화장치(1000)는 메인점화부(100) 점화가 완료되면, 상기 추가점화부(200)의 점화를 시작하는 것을 특징으로 한다.The main ignition part 100 and the additional ignition part 200 may include a TEA igniting agent. The ignition device 1000 may be configured such that when the main ignition part 100 is ignited, The ignition of the ignition coil 200 is started.

또한, 상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)는 이동라인(300)에 N2 공급장치(500)를 더 구비하는 것을 특징으로 하며, 이동라인(300) 내의 진공을 유지하기 위한 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The main ignition part 100 and the additional ignition part 200 further include an N2 supply device 500 on the movement line 300. The main ignition part 100 and the additional ignition part 200 may include a vacuum Further comprising a pump.

본 발명에 따른 점화장치는, 엔진의 재점화를 수행할 수 있으며, 밸브를 최소화 하여 간단하게 재점화를 수행할 수 있다. 또한, 엔진 재점화가 없는 연소시험에서도, 내부에 점화제가 충전된 메인점화부에 연결된 밸브의 전환을 통하여 엔진시험 준비시간을 절약 가능하다.The ignition device according to the present invention can perform the reignition of the engine and can simplify the reignition by minimizing the valve. Further, even in the combustion test without the engine recirculation, it is possible to save the engine test preparation time by switching the valve connected to the main ignition portion in which the ignition agent is charged.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화장치의 간략도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인점화부에 연료 주입 상태를 나타낸 간략도.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가점화부에 연료 주입 상태를 나타낸 간략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a simplified diagram of an ignition device in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a schematic view showing a fuel injection state in a main ignition part according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic view showing a fuel injection state in a further ignition part according to an embodiment of the present invention;

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 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. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It should be understood that variations can be made.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the technical concept of the present invention, are incorporated in and constitute a part of the specification, and are not intended to limit the scope of the present invention.

본 발명은, 로켓 엔진의 재점화가 가능한 점화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다단연소 로켓 엔진의 발사체의 상단부에 주로 사용되는 로켓 엔진의 재점화가 가능하도록 점화장치(1000)를 병렬로 구성한 점화 시스템에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an ignition system capable of reclassifying a rocket engine and more particularly to an ignition system in which an ignition device 1000 is constructed in parallel so that a rocket engine mainly used in an upper end portion of a projectile of a multi- ≪ / RTI >

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점화장치(1000)의 간략도이다. 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 시스템에 대해 상세히 설명한다.1 is a simplified diagram of an ignition device 1000 according to an embodiment of the present invention. The ignition system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 점화장치(1000)는, 메인점화부(100), 추가점화부(200), 이동라인(300) 및 밸브(400)로 형성되어 있다.1, an ignition apparatus 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a main ignition unit 100, an additional ignition unit 200, a movement line 300, and a valve 400 have.

상기 메인점화부(100)는 로켓엔진에 연결되며, 상기 메인점화부(100)는, 상기 추가점화부(200)와 병렬로 연결되어 있다. 즉, 상기 메인점화부(100)와 상기 추가점화부(200)가 병렬로 연결되어, 하나의 점화장치(1000) 역할을 한다.The main ignition part 100 is connected to a rocket engine and the main ignition part 100 is connected in parallel to the additional ignition part 200. That is, the main ignition part 100 and the additional ignition part 200 are connected in parallel to function as one ignition device 1000.

또한, 상기 메인점화부(100)와 추가점화부(200)의 양단에는 이동라인(300)이 형성되어 있다. 상기 메인점화부(100)와 추가점화부(200)의 일측에 형성된 이동라인(300)은 배출라인(340)과 연결되며, 상기 메인점화부(100)와 추가점화부(200)의 타측에 형성된 이동라인(300)은 주입라인(320)과 연결된다. 즉, 상기 이동라인(300)의 타측에 형성된 이동라인(300)은 주입라인(320)과 연결되어, 점화제에 뒤따라 공급될 연료를 주입하는 라인이며, 상기 이동라인(300)의 일측에 형성된 이동라인(300)은 배출라인(340)과 연결되어, 엔진 재점화를 위한 점화제를 배출한다.A moving line 300 is formed at both ends of the main ignition part 100 and the additional ignition part 200. The main ignition part 100 and the movement line 300 formed at one side of the additional ignition part 200 are connected to the discharge line 340 and are connected to the main ignition part 100 and the further ignition part 200 The formed movement line 300 is connected to the injection line 320. That is, the movement line 300 formed on the other side of the movement line 300 is connected to the injection line 320 and injects the fuel to be supplied following the ignition agent, and is formed on one side of the movement line 300 The transfer line 300 is connected to the discharge line 340 to discharge the ignition agent for engine re-ignition.

또한, 상기 이동라인(300)에는 적어도 하나 이상의 밸브(400)가 형성되어 있다. 상기 밸브(400)는 점화가 끝난 메인점화부(100)의 이동라인(300)을 잠그고, 재점화하기 위한 추가점화부(200)의 이동라인(300)을 열어주기 위해 구비되어 있으며, 이는 다른 실시예에 따라 다양하게 작동 가능하다.In addition, at least one valve 400 is formed in the moving line 300. The valve 400 is provided to open the movement line 300 of the additional igniter 200 for locking and reigniting the movement line 300 of the ignition main ignition part 100, Various operations can be performed according to the embodiment.

또한, 상기 메인점화부(100)와 추가점화부(200)는 내부에 TEA 점화제를 포함하고 있다. 점화제로 이용되는 TEA 용액은, 공기에 닿게 되면 바로 발화하는 용액으로, 로켓 엔진의 점화에 쓰이는 용액으로, 앰퓰에 충전되어 이용된다. 즉, 상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)는 점화제를 포함하는 앰퓰의 형상으로 형성된다. 또한, 상기 점화제로 이용되는 용액은 이에 한정하지 않고, TEB 용액 등 발화가능한 용액이면 무엇이든 가능하다.In addition, the main ignition part 100 and the additional ignition part 200 include a TEA igniting agent therein. The TEA solution used as an ignition agent is a solution that immediately ignites when it is exposed to air, and is used to charge the ampoule with a solution used for ignition of a rocket engine. That is, the main ignition part 100 and the additional ignition part 200 are formed in the shape of an ampoule containing an ignition agent. The solution used as the igniter is not limited to this, and any solution that can be ignited, such as a TEB solution, may be used.

또한, 상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)는 이동라인(300)에 N2 공급장치(500)를 더 구비하고 있다. 상기 N2 공급장치(500)는, 주입라인(320) 및 배출라인(340)에 N2를 공급하기 위한 장치로서, 배관을 플러싱(Flushing)하기 위해 구비되어 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 N2 공급장치(500)는 이동라인(300)에 장착 후, 깨끗하고 건조한 질소를 공급하여, 상기 이동라인(300)을 깨끗이 플러싱하며, 재점화 수행 시 진공화 전 배관을 다시 플러싱 하는데에 이용된다. 또한, 점화가 끝난 후, 탈거를 시작 하기 전 플러싱 하는데에 이용된다.In addition, the main ignition part 100 and the additional ignition part 200 further include an N2 supply device 500 in the movement line 300. The N2 supply device 500 is provided to supply N2 to the injection line 320 and the discharge line 340 and is provided for flushing the pipe. That is, the N2 supplying apparatus 500 according to an embodiment of the present invention supplies clean and dry nitrogen to the moving line 300, cleanly flushes the moving line 300, It is used to flush the flue pipe again. It is also used for flushing after ignition is finished and before starting detachment.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인점화부(100)에 연료 주입 상태를 나타낸 간략도이며, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가점화부(200)에 연료 주입 상태를 나타낸 간략도이다. 도2 내지 도3을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.FIG. 2 is a schematic view showing a state of injecting fuel into the main ignition part 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing a state of injecting fuel into the additional ignition part 200 according to an embodiment of the present invention. FIG. Will be described in more detail with reference to Figs. 2 to 3. Fig.

먼저 도2를 참조하면, 상기 연료는 주입라인(320)을 통해 주입되어 이동라인(300)을 타고 점화제가 구비된 메인점화부(100)에 도달한다. 상기 메인점화부(100) 내부의 점화제는 그에 따라 이동라인(300)으로 배출되며, 배출라인(340)을 따라 외부로 배출되어 점화를 이루게 된다. 상기 메인점화부(100)는 1회 점화 후 재점화가 불가능하기 때문에, 상기 주입라인(320)을 통해 다시 주입된 연료는 추가점화부(200)쪽으로 이동한다. 이때, 주입라인(320) 내부의 연료의 이동방향을 밸브(400)가 제어하게 된다.Referring to FIG. 2, the fuel is injected through an injection line 320 and travels through a moving line 300 to a main ignition part 100 provided with an igniter. The ignition agent in the main ignition part 100 is discharged to the movement line 300 and discharged to the outside along the discharge line 340 to be ignited. Since the main igniter 100 can not be recalled after one time ignition, the fuel injected again through the injection line 320 moves toward the additional igniter 200. At this time, the valve 400 controls the moving direction of the fuel in the injection line 320.

또한, 상기 추가점화부(200)쪽으로 이동한 연료는 점화제를 배출시켜, 상기 배출라인(340)을 타고 배출되게 된다.In addition, the fuel moved to the additional ignition portion 200 discharges the ignition agent and is discharged through the discharge line 340.

상기 메인점화부(100)와 추가점화부(200)를 장착하거나, 또는 점화 시스템 운용 중 밸브의 개폐에 의해 공기 및 수분이 유입될 수가 있다. 상기 공기 및 수분은 엔진이 점화할 시 충격을 주거나 또는 폭발을 일으키는 등 다양한 문제를 야기하기 때문에, 유입된 공기 및 수분을 제거하기 위한 진공펌프(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 진공펌프는 이동라인 어디든 설치 가능하며, 그 수를 한정하지 않고 다수개 설치 될 수 있다.Air and moisture can be introduced by mounting the main ignition part 100 and the additional ignition part 200 or opening or closing the valve during operation of the ignition system. The air and moisture may cause a variety of problems such as an impact or an explosion when the engine is ignited. Therefore, it is possible to further include a vacuum pump (not shown) for removing inflow air and moisture. The vacuum pump can be installed anywhere on the moving line, and the number of the vacuum pumps can be set without limitation.

상기 진공펌프에 의하여, 진공을 유지할 경우, 새로운 점화제가 연소기로 공급되더라도, 기포없이 순수 점화제만 제공 가능하며, 강력한 자발화성 물질임에도 불구하고, 안정적으로 공급 가능하다.When the vacuum is maintained by the vacuum pump, even when a new ignition agent is supplied to the combustor, only the pure ignition agent can be provided without bubbles, and it can be stably supplied even though it is a strong spontaneously combustible material.

또한, 상기 점화장치(1000)의 재점화 횟수가 다수번 필요 할 경우, 상기 추가점화부(200)를 다수개 구비하여 재점화 횟수를 증가시킬 수 있다. 즉, 추가점화부를 병렬로 추가 연결하여, 수회의 재점화를 수행가능하다.Also, when the number of re-ignitions of the igniter 1000 is required a plurality of times, the number of the additional igniters 200 may be increased to increase the number of re-ignitions. That is, the additional ignition units may be further connected in parallel to perform the re-ignition several times.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1000 : 점화장치
100 : 메인점화부
200 : 추가점화부
300 : 이동라인
320 : 주입라인
340 : 배출라인
400 : 밸브
500 : N2 공급장치1000: Ignition device
100: main ignition part
200: additional ignition part
300: moving line
320: injection line
340: discharge line
400: Valve
500: N2 feeder

Claims (5)

로켓 엔진의 재점화가 가능하도록 형성된 점화장치(1000)에 있어서,
로켓엔진에 연결되는 메인점화부(100);
상기 메인점화부(100)와 병렬로 연결되는, 적어도 하나 이상의 추가점화부(200); 및
상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)의 양단에 형성된 이동라인(300); 및
상기 이동라인(300)에 형성된 적어도 하나 이상의 밸브(400);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로켓 엔진의 재점화를 위한 점화 시스템.
An ignition device (1000) configured to be capable of re-ignition of a rocket engine,
A main ignition part 100 connected to the rocket engine;
At least one additional ignition part (200) connected in parallel with the main ignition part (100); And
A moving line 300 formed at both ends of the main ignition part 100 and the additional ignition part 200; And
At least one valve (400) formed in the moving line (300);
And an ignition system for re-ignition of the rocket engine.
제1항에 있어서, 상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)는
내부에 TEA 점화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 로켓 엔진의 재점화를 위한 점화 시스템.
The ignition device according to claim 1, wherein the main ignition part (100) and the additional ignition part (200)
Wherein the ignition system comprises a TEA igniter in the interior of the ignition system.
제1항에 있어서, 상기 점화장치(1000)는
메인점화부(100) 점화가 완료되면, 상기 추가점화부(200)의 점화를 시작하는 것을 특징으로 하는 로켓 엔진의 재점화를 위한 점화 시스템.
The ignition device (1000) according to claim 1, wherein the ignition device
And when the main ignition unit (100) is ignited, ignition of the additional ignition unit (200) is started.
제1항에 있어서, 상기 메인점화부(100) 및 추가점화부(200)는
이동라인(300)에 N2 공급장치(500)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로켓 엔진의 재점화를 위한 점화 시스템.
The ignition device according to claim 1, wherein the main ignition part (100) and the additional ignition part (200)
Further comprising an N2 feeder (500) in the travel line (300).
제1항에 있어서,
이동라인(300) 내의 진공을 유지하기 위한 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로켓 엔진의 재점화를 위한 점화 시스템.The method according to claim 1,
≪ / RTI > further comprising a vacuum pump for maintaining a vacuum in the transfer line (300).
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