학교 로켓엔진 동아리에서 설계 중인 엔진의 노즐, 인젝터, 추력을 실제 설계식으로 계산합니다.
O/F1.5
Pc20 bar
Isp≈246 s
PROPULSION DESIGN TOOL
추진 시스템 설계 계산기
LOX/에탄올 핀틀 인젝터 소형 로켓엔진의 노즐, 인젝터, 성능을 계산하는 도구입니다. 값을 바꾸면 결과가 바로 갱신됩니다.
LOX / ETHANOLPINTLE INJECTORCLASS ~1000 N
입력값
N
bar
K
-
J/kg·K
bar
bar
계산 결과
노즐 형상
목(throat) 지름 Dt, 출구 지름 De, 15° 반각 원뿔 확산부 기준 근사 길이 Ln. 실제 형상(벨 노즐 등)에서는 길이가 더 짧아질 수 있습니다.
등엔트로피 노즐 유동 이론에 기반합니다. Tc, γ, R은 실제로는 NASA CEA, RPA 등 화학평형 계산 결과를 넣는 것이 정확하며, 위 기본값은 LOX/에탄올 O/F≈1.5 부근의 참고용 추정치입니다.
입력값
kg/s
-
bar
%
-
kg/m³
kg/m³
mm
개
계산 결과
핀틀 인젝터 단면 개념도
중심 오리피스 유동(축방향)과 외곽 환형 슬릿 유동(반경방향)이 팬 형태로 충돌해 혼합됩니다. 막힘비(BF)는 오리피스 폭 합/핀틀 원주, 운동량비(TMR)는 두 유동의 (질량유량×속도) 비율입니다.
막힘비(Blockage Factor)와 운동량비(TMR) 정의는 TRW/NASA의 핀틀 인젝터 설계 경험치를 따릅니다. BF 0.3-0.7, TMR ≈1 부근이 일반적으로 양호한 혼합을 준다고 알려져 있지만, 최적값은 유동 조건과 형상에 따라 달라지므로 참고용 가이드로만 사용하세요.
기준 형상 (노즐 탭에서 자동 연동)
대기압에 따른 추력·비추력 변화
고정된 노즐 형상(면적비, 목 면적)에서 대기압만 바꿔가며 계산한 추력 F(Pa). 점선은 노즐 탭에서 설정한 설계 배기압 Pe 지점(최적 팽창)입니다.
진공에 가까울수록(저팽창) 압력 추력항이 커지지만, 설계 배기압보다 대기압이 높아지면(과팽창) 추력이 점차 줄어듭니다. 이 곡선으로 시험 고도에 맞는 설계 배기압을 정하는 근거를 잡을 수 있습니다.