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부경대 김정수 교수 (부경대 제공)

[부산=NSP통신] 최상훈 기자 = 국내기술로 로켓 발사체 개발이 추진되고 있는 가운데 부경대 김정수 교수가 초음파를 이용한 로켓엔진의 연소 제어 방안을 제시해 주목받고 있다.

6일 부경대에 따르면 김 교수(기계공학과)는 실험을 통해 메탄과 공기의 예혼합화염에 특정 주파수의 초음파를 투사한 결과 화염의 구조를 체계적으로 변화시킬 수 있다는 것을 확인했다.

이 연구결과는 로켓엔진에서 연료가 연소할 때 발생할 수 있는 연소불안정성을 초음파를 투사함으로써 제거할 수 있다는 가능성을 제시한 기초연구자료로 평가받고 있다.

로켓엔진에서는 연소 시 매우 다양하고 복잡한 메커니즘이 복합적으로 발생하는데, 고온의 난류화염에 의한 압력진동과 높은 연소실 압력이 공진현상을 일으켜 압력이 증폭되는 연소 불안정성이 증가할 때 이를 제어하지 못하면 발사체로서의 안정된 추진력을 얻을 수 없게 된다.

이때 로켓 엔진의 연소실에 초음파장치로 특정 주파수를 투사함으로써 연소현상을 능동적으로 제어할 수 있다는 것이다.

김 교수는 “실생활에서도 진동면도기, 전동칫솔, 가습기 등 초음파 진동을 응용한 기술이 다양하게 활용되고 있다”면서 “지금까지 연소와 음파를 연계한 연구들이 다소 피상적인 연구에 그쳤지만 이번 연구는 제어 가능한 초음파를 이용한 실질적인 연구라는데 의의가 있다”고 말했다.

김 교수는 이 연구결과를 게재한 논문 ‘정상초음파장의 간섭에 의한 메탄‧공기 예혼합화염의 구조 변이’로 한국과학기술단체총연합회 주관으로 7월 5일 서울 코엑스에서 열린 2012 대한민국과학기술연차대회에서 제22회 과학기술우수논문상을 수상했다.

김 교수는 국방과학연구소 선임연구원, 한국항공우주연구원 책임연구원을 거쳐 부경대 기계공학과에 재직 중이며, 발사체 및 인공위성 등의 우주비행체 자세제어용 소형 액체로켓엔진 개발 등에 대한 연구를 진행해 오고 있다.

최상훈 NSP통신 기자, captaincsh@nspna.com
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