A Study on Conceptual Design and Performance Prediction of 1 N Class GH₂-GO₂ Thruster Based on Water Electrolysis Using Computational Fluid Dynamics

Abstract

본 논문에서는 다양한 우주비행체용 수전해 방식 추진시스템 적용 연구를 위해 GH₂-GO₂를 추진제로 사용하는 1 N급 수전해 추력기의 개념설계 및 성능 예측 연구를 수행했다. 이를 위해, 충돌형 분사기를 적용했으며, 전산유체역학(CFD) 방법을 활용해 추력기 내부에서 GH₂-GO₂ 간의 연소 현상을 예측 및 분석했다. 다양한 추력기 형상에 대한 전산유체역학 해석 결과의 비교 및 분석을 통해 성능 목표 달성에 적합한 특성 길이와 특성속도 효율을 도출함으로써, 1 N급 수전해 추력기의 개념설계 방법과 결과를 제시할 수 있었다. 본 연구를 통해 확보한 방법과 결과를 기초자료로 활용함으로써 수전해 방식 추진시스템 관련 연구개발에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.