KR960001434B1

KR960001434B1 - 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물

Info

Publication number: KR960001434B1
Application number: KR1019920009228A
Authority: KR
Inventors: 장길희
Original assignee: 한국화약주식회사; 오재덕
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1996-01-27
Also published as: KR930023313A

Abstract

내용 없음.

Description

2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물

제1도는 2.75인치 개량형 로켓의 개략적인 단면도이다.

제2도는 2.75인치 개량형 로켓에 사용되는 직경 8mm인 안정봉의 개략도이다.

제3(a)도는 2.75인치 개량형 로켓의 종래의 추진제 그래인에 직경 8mm의 안정봉을 사용한 경우에 발생하는 연소불안정을 시간함수에 따른 압력의 변화로 나타낸 그래프이다.

제3(b)도는 본 발명에 따른 조성물의 추진제 그레인에 직경 8mm의 안정봉을 사용한 경우에 발생하는 연소상태를 시간함수에 따른 압력의 변화로 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코팅재(SALT) 2 : 철재봉(ROD)

본 발명은 2.75인치 개량형 로켓(rocket)용 무용재형 복기추진제(sloventless double base propellant)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기존의 안정봉을 사용하면서 추진제 조성내에 지르코늄 카바이드(ZrC) 및 흑연(Graphite)를 첨가하여 연소 불안정(Combustion instability)을 해소한 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물에 관한 것이다.

연소불안정이란 로켓내에서 추진제가 연소시 연소 그자체, 연소실(combustor)내 연소 가스의 흐름 그리고 연소실 벽들(walls)간의 복잡한 상호작용에 의한 증폭능력이 자연적인 감쇄(damping)능력보다 커져 가스흐름의 교란(flow disturbances)상태의 크기가 증폭되는 현상으로 특히, 복기형 로켓추진제 경우에 자주 발생하는 문제점들중의 하나이다. 특히 상기에서 비중이 작은 연소가스는 맥동이 용이하므로 연소불안정을 초래하기 쉬운데 이러한 현상이 발행하면 추진제 연소속도가 빨라지게 되므로 모터 압력이나 추력(thrust)이 설계치보다 높아지는 경우가 많게 되며, 모터의 진동이나 추력의 맥동을 유발하여 탄도(trajectory)에 악영향을 줄수 있으며 심할 경우에는 모터파열(motor rupturm or failure)에 까지 이른다. 이를 방지하기 위하여 오래전부터 연소불안정의 종류, 모터크기 및 구조에 따라 여러가지 형태의 기계적 장치, 예를들어 공명 막대(resonanca rod), 패들(paddle), 배플(baffle)등을 연소실내 가스흐름 통로에 설치하거나 또는 추진제 조성이나 구조를 바꾸거나 추진제 조성내에 비중이 무거운 금속분말을 넣는 등의 방법이 활용되어 왔다.

따라서 본 발명의 목적은 종래의 문제점인 연소 불안정을 해소한 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 니트로셀룰로스(NC), 니트로글리세린(NG), 디노말프로필아디페이트(DNPA), 2-니트로디페닐아민(2-NDPA), 트리아세틴(TA), 리드쿠퍼 리소실레이트 살릭시레이트(Lead copper resorcylate salicyalte, 아일랜드 Pyrochemica사, 상품명 : LC-12-14) 및 칸데릴라옥스(CW)로 이루어진 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물에 있어서, 상기 조성물에 입자감쇄(particle damping)용의 고비중 금속분말인 지르코늄 카바이드 (ZrC)와 에너지 흡수능력 증가용의 흑연(Graphite)이 더욱 포함된다.

이하 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

연소가스 흐름 통로인 추진제 구멍내의 비중이 작은 연소가스는 맥동이 용이하나 상기 연소가스에 비해 비중이 무거운 입자는 상대적으로 맥동이 느리므로 연소가스의 맥동에 저항을 주게 된다. 따라서, 본 발명에서는 종래의 추진제 조성내에 실비중이 6.73이며, 입도는 1.5∼3.0㎛인 입자감쇄용의 고비중 금속분말인 지르코늄카바이드와 에너지 흡수능력 증가용의 흑연을 첨가하여 연소가스의 맥동에 저항을 주어 맥동 에너지를 감소시켜서 연소 불안정을 해소하였다.

상기에서 지르코늄 카바이드의 입도가 1.5㎛이하이면 감쇄 능력이 저하하는 문제점이 발생하고 3.0㎛를 초과하면 제조성이 나빠지는 단점이 있다. 또한 상기 지르코늄카바이드의 첨가량은 종래 추진제 조성물에 대하여 0.5∼1.0중량％가 바람직하며 흑연의 함량은 종래의 추진제 조성물에 대하여 0.2∼0.5중량%가 바람직하다.

이때 상기 지르코늄카바이드의 함량이 1.0중량％를 초과하면 비추력이 크게 감소하는 문제점이 발생하고, 0.5중량％ 이하이면 감쇄 능력이 저하되는 문제점이 발생하였으며, 흑연의 함량이 0.5중량％를 초과하면 비추력이 저하되는 문제점이 발생하고, 0.2중량％ 이하이면 감쇄능력이 저하되는 문제점이 발생하였다.

종래의 추진제 조성과 본 발명의 추진제 조성의 비교는 하기 표1에 기재하였다.

[표 1]

주) 2-NDPA는 2-니트로디페닐아민을 의미하고, LC-12-15는 Lead copper resorcylate salicylate로 이루어진 아일랜드, Pyrochemical사의 상품명이다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

추진제 조성인 NC 50.1중량％, NG 38.6중량％, TA 2.7중량％, DAPA 1.6중량％, 2-NDPA 1.8중량％ 및 CW 0.1중량％를 온수속에서 1시간 동안 혼합한 다음 상기 혼합물을 원심분리기를 통해 탈수하여 수분함량 18％의 분말을 얻었다. 상기 분말을 버틀(bottle) 형태의 플라스틱 통에 넣고 상기 통들을 약 52℃의 열풍이 공급되는 방에서 72시간 방치하여 수분함량 10％의 분말로 숙성시킨 후 혼합공정에서 아일랜드 Pyrochemical사의 상품명 LC-12-15 4.0중량％, 지르코늄 카바이드 0.75중량％ 및 흑연 0.35중량％를 상기 원료 분말과 함께 믹서에서 30분간 혼합하여 가온롤로 압연공정을 행하여 고무판형태의 약판을 제조하였다.

[비교예 1]

상기 표1과 같이 기존의 추진제 조성물을 사용한 것으로 NC 51.0중량％, NG 38.6중량％, TA 2.7중량％, DAPA 1.6중량％, 2-NDPA 2.0중량％, CW 0.1중량％ 및 LC-12-15 4.0중량％를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1의 추진제를 사용한 2.75인치 개량형 로켓로 지상연소시험시 연소상태를 시간에 따라 측정하여 그 결과치를 제3도에 도시하였다.

제3도로부터 본 발명에 따른 추진제를 사용한 2.75인치 개량형 로켓의 연소상태(제3(b)도)가 비교예 1의 연소상태(제3(a)도)보다 안정적임을 확인할 수 있었다.

Claims

니트로셀룰로스(NC), 니트로글리세린(NC), 디노말프로필아디페이트(DNPA), 2-니트로디페닐아민(2-NDPA), 트리아세틴(TA), 리드쿠퍼 리소실레이트 살릭시레이트(LC-12-15) 및 칸데릴라왁스(CW)로 이루어진 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물에 있어서, 상기 조성물에 지르코늄 카바이드 0.5∼1.0중량％ 및 흑연 0.2∼0.5중량％가 더욱 포함된 것을 특징으로 하는 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 지르코늄 카바이드는 실비중이 6.73이며, 입도는 1.5∼3.0㎛인 것을 특징으로 하는 2.75인치 개량형 로켓용 추진제 조성물.