항우연에서는 25년 체계개발을 시작할 소형발사체의 상단용으로 3톤 메탄엔진을 검토하고 있고, 이에 대한 선행연구로 1톤 메탄엔진을 설계 중이다.

아울러 메탄엔진에 적용할 핵심파트인 연소기와 노즐을 적층제조(3D프린터)방법으로 제작하였고, 실제 연소시험이 성공했다고 한다..

적층제작된 연소기 실린더와 노즐

연소기 구성도

제작 완료된 연소기 파트

1톤 메탄엔진용 연소시험장치

1톤 메탄엔진의 선행개발이 끝나면 후속으로 실제 소형발사체에 적용할 3톤 메탄엔진을 개발한다. 장기적으로는 누리호에 탑재된 75톤 케로신엔진을 대체할 차기 중형메탄엔진(90톤급이상)을 개발하는 것이 목표

현재 스페이스X를 포함한 대다수 발사체기업들이 차기 엔진으로 메탄엔진을 개발 중인데, 메탄을 연료로 사용하는 가장 핵심은 재사용이 가능하기 때문이다.

케로신은 연소후 검댕(Soot)이 발생하여 엔진 재사용에 어려움이 있다. 그럼 케로신엔진을 사용한 팰콘9은 어떻게 재사용하고 있나? 열심히 세척해서 쓴다

지금은 재사용 기술 획득 및 축적 자체가 의미가 있고, 실제 비용절감에 도움이 되긴 하지만, 향후 재사용발사체 기술이 보편화되면 재사용하는 데 필요한 기간과 비용이 발사체 시장의 경쟁력을 좌우할 거라 보고 재사용에 유리한 메탄을 차기 연료로 선택한 것이다

아울러 복잡한 발사체 엔진 구조와 생산비용을 3D프린터를 사용할 경우 획기적으로 줄일 수 있어, 이에 대한 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 스페이스X는 멀린엔진 일부 부품에 이미 3D프린터 부품을 적용한 것으로 알려져 있다.

후발주자인 항우연은 이 메탄엔진과 적층제조 기술을 이번 소형발사체 선행연구사업을 통해 동시에 진행중이다

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