한국항공우주연구원에서는 2016년부터 로켓엔진 전기펌프(ElecPump, 이하 EP)에 관련된 기초기술 연구를 진행하고 있다. EP 구동 에너지원으로 고용량/고방전 배터리 팩이 필요하며, 한국항공우주연구원에서는 7톤급 추력 EP를 구동하기 위한 배터리 팩의 기술시연시제를 개발하여 기본 충/방전 시험, 고율 방전 시험 및 내압 기밀 시험을 수행하였다. 개발한 배터리 팩의 규격은 출력전압 533 Vdc, 정격용량 10.6 kWh, 중량 62 kg이다. 배터리 팩의 개발은 배터리 셀 충/방전 시험 및 환경시험, 배터리 팩 내부 단위 모듈의 충/방전 및 환경시험, 배터리 팩 모듈 조합체의 충/방전 및 환경시험의 순서로 진행하였으며 이를 통해 엔지니어링 개발 모델 및 인증/비행 모델의 전 단계인 엔지니어링 모델 수준의 배 터리 팩 제작/시험을 통한 기초기술을 확보하였다.

배터리 팩과 더불어 7톤급 추력 EP 구동을 위한 영구자석동기모터 기술시연시제를 제작하였다. 모터 규격은 최대 출력 400 kW, 정격 출력 340 kW, 사용전압 460 Vdc, 회전속도 27000 RPM이며, 중량은 68 kg으로 단위 중량당 동력 밀도가 약 5.9 kW/kg이다. 모터 기본 성능을 파악하기 위해 회전속도에 따른 부하 시험을 실시하였으며, 이를 통해 엔지니어링 개발 모델 설계 시 개선하여야 하는 주요 설계 인자들을 도출하였다.

현재 한국항공우주연구원에서 자체연구사업으로 추력 3톤급 EP 기술시연시제 제작을 진행하고 있으며, 이르면 2021년 상반기에 기술시연시제 기초 성능 시험을 완료할 계획이다. EP 사이클 로켓 엔진은 시스템이 단순하여 전통적 사이클 로켓 엔진에 비해 기술 진입 장벽이 낮은 장점이 있다. 이에 기술시연시제 제작 및 시험을 통해 성공적으로 기초 기술 확보를 할 경우, 민간 로켓 엔진 기술 분야로의 다양한 파급효과가 기대된다.

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출처 : 로켓엔진 ElecPump 개발 현황(항공우주시스템공학회 2020 춘계학술대회)