| “저온 추진제 증발량 제어 기술”로 저온 로켓의 궤도상 비행시간 연장 | ||
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 최근, 중국항천과기그룹 제1연구원은 “저온 추진제 증발량 제어 기술”을 개발하여 저온 로켓의 궤도상 비행시간을 30일로 연장시킴으로써 심우주 탐사 및 원거리 우주 수송에 실행가능성 조건을 제공했다. 저온 로켓은 액체수소, 액체산소 등 저온 화학 추진제 사용으로 무독성, 무오염, 저원가, 고효율 등 장점을 보유하고 있기에 운반로켓 및 로켓 상단부(Upper stage)에 광범위하게 응용된다. 중국의 창정(長征) 5호, 창정 7호 운반로켓 등은 모두 저온 로켓이다. 하지만 저온 로켓의 궤도상 비행시간은 대부분 수십 분에서 몇 시간 밖에 유지되지 못한다. 따라서 저온 로켓의 궤도상 비행시간 연장은 항공우주 설계의 어려움으로 되고 있다. 저온 로켓의 궤도상 비행시간을 제한하는 주요 요인은 추진제의 증발 손실이다. 상압 조건에서 액체수소는 -253℃이고 액체산소는 -183℃이다. 저온 로켓의 장시간 궤도상 비행 과정에서 아주 높은 열환경에 직면하게 된다. 따라서 저온 추진제는 열을 받아 대량으로 증발되어 연료 공급에 영향을 미치며 궤도상 임무 수행 시간을 제한한다. 이외, 로켓 비행 과정에서 일정한 시간 간격으로 외부에 가스를 배출하여 저장 탱크의 압력 한계 초과를 방지 한다. 하지만 우주의 미중력 환경 조건에서 기체 및 액체 저온 추진제는 서로 뒤엉키어 분리하기 어려우며 가스 배출 과정에서 대량의 액체 추진제가 기체에 혼합되어 저장 탱크에서 배출되기에 추진제 손실을 유발한다. 연구팀은 두 가지 종류의 첨단 재료 및 한 가지 배기 방안을 통해 상기 문제점을 해결했다. 연구팀이 개발한 “새 폴리우레탄 포말 단열재”는 전통적인 포말재료에 비하여 단열 능력이 저온 조건에서 50% 이상 향상되고 “가변 밀도 적층 단열재”는 일반 적층 단열재의 단열 능력에 비하여 18%이상 향상됐다. 중국 현역 로켓의 저온 추진제 증발량은 일일 2.5% 이상이다. 만약 해당 두 가지 종류의 새 단열재를 사용할 경우 일일 추진제 증발량을 0.5%로 감소시킬 수 있다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-07/04/content_424941.htm?div=-1 |
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