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효율이 높고 추력 제어가 쉽기 때문에 추력이 큰 발사체에 일반적으로 널리 사용되는 액체로켓 엔진시스템은 추진제의 공급 방법에 따라 가압식 엔진시스템과 터보펌프식 엔진시스템으로 나눌 수 있다. 이 중 터보펌프식 엔진시스템은 탱크 압력을 낮출 수 있고, 펌프를 통해 연소실에서 요구되는 높은 압력의 추진제를 공급할 수 있기 때문에 탱크 무게를 줄이고 성능 향상을 꾀할 수 있는 이점이 있다. 이런 이유로 현재 운용되고 있는 대부Key Words: Turbopump(터보펌프), Centrifugal Pump(원심 펌프), Head(양정), Efficiency(효율), Impeller(임펠러), Floating Ring Seal(플로팅 링 실) 초록: 임펠러 및 플로팅 링 실의 형상이 원심 펌프의 성능에 미치는 영향을 수류 시험 결과를 토대로 연구하였다. 연구 대상이 된 펌프는 30톤급 및 75톤급 액체로켓엔진용으로 개발된 단단 원심형 펌프로 연소실에 추진제(액체산소, 케로신)를 공급하는 터보펌프의 일부이다. 펌프의 양정은 임펠러 출구 폭 및 날개 개수, 날개의 출구 각도의 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 개발된 펌프는 플로팅 링 실의 간극에 따라 그 효율에 차이가 있었으며, 크기 증가에 따른 효율 증가 효과는 크게 나타나지 않았다. Abstract: The effects of an impeller and floating ring seals on the performance of centrifugal pumps are investigated on the basis of their test results using water. The pumps are single-staged centrifugal pumps developed for 30-ton- and 75-ton-class liquid rocket engines, and are components of a turbopump that supplies propellants (liquid oxidizer and kerosene) to the combustion chamber. The exit width of the impellers and the numbers and exit angles of the impeller blades are found to have influences on the pump heads. In addition, the pumps have different efficiencies according to the gaps between the floating ring seals and the impellers, whereas the pump size seems to have less effect on the efficiency. |
