액체로켓엔진 터보펌프에 적용하기 위한 하이브리드 저널 베어링의 정하중 특성 예측: 막힌 오리피스의 영향

Abstract

최근 경제적인 발사체 운용을 위해 재사용 발사체 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이에 따라 기계적 마찰이 없어 수명이 매우 길고, 극한 환경에서도 높은 신뢰성을 가지는 하이브리드 베어링을 재사용 발사체 극저온 터보펌프에 적용하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 하이브리드 저널 베어링은 유체 상대운동으로 인한 유체동압 효과와 오리피스를 통해 가압되는 유체 압력으로 인한 유체정압 효과를 동시에 활용하는 베어링이다. 이에 따라 유체동압이 충분히 형성되지 않은 저속에서도 신뢰성 있는 운용이 가능하며, 고속에서도 기존 극저온 터보펌프에 적용되는 구름 베어링보다 경제적인 운용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 유체 공급 라인을 통해 유입되는 마모된 파편으로 인하여 하나 이상의 오리피스가 막힐 수가 있으며, 이는 예기치 못한 성능 저하를 일으킬 수 있다. 본 연구는 막힌 오리피스가 있는 하이브리드 저널 베어링을 모델링하고, 막힌 오리피스의 위치가 하이브리드 저널 베어링의 정하중 특성에 미치는 영향을 해석적으로 연구하였다.