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용접형 블랭크를 이용한 대형발사체 추진제탱크 돔 제작 및 극저온 고압탱크 핵심기술정보 수집(II)

분야

기계

발행기관

과학기술정보통신부

발행일

2021.12.08

URL


직경 3m 이상인 대형발사체의 추진제탱크 돔은 일체형 광폭판재를 이용하여 제작하기에는 여러가지 제약 조건이 따른다.

폭이 3m 이상인 판재를 압연하기에는 여러가지 기술적인 어려움이 따르기 때문에 제한적으로 생산되며 발사체의 추진제탱크와 같이 경량화가 중요한 관점이 아닌 지상압력용기의 경우 돔은 여러개의 조각된 판재를 용접하여 이어 붙이는 방식이다. 하지만 발사체의 추진제탱크 중량은 발사체의 성능에 영향을 미치는 중요한 요인이기 때문에 최대한 경량화가 필요하며 가능하면 광폭판재를 이용하여 일체형으로 제작하는 것이 유리하다. 하지만 직경 3.5m 또는 그 이상의 직경을 갖는 발사체의 추진제탱크 돔 제작에 필요한 판재의 폭은 최소 3.6m 이상이 되어야 하므로 광폭판재 생산 자체가 쉽지 않고 생산이 가능하더라도 발사체용도로 많이 사용되기 때문에 국제정세에 따라 수급이 차단될 위험도 있다. 따라서, 광폭판재 수급차단에 대비하고 발사체 직경증가를 대비하기 위해서는 두장의 판재를 맞대기 용접하여 원하는 폭을 갖는 판재 즉, 용접형 블랭크를 1차 제작한 후 이를 이용하여 돔을 성형하는 기술확보가 필수적이다. 본 과제에서는 이를 위하여 마찰교반용접 공정을 적용한 용접블랭크 제작에 필요한 기술정보 수집을 주로 수행하였다. 또한, 서방에서는 액체산소 환경에서 티타늄 합금의 사용은 제한하고 있으나 동구권 발사체의 경우에는 액체산소탱크 내부에 티타늄 극저온 고압탱크를 탑재하여 추진제 가압에 필요한 가압제가스의 탑재량을 최적화 하고 있다. 따라서, 향후, 국산 발사체에서도 동일한 기술을 적용하기 위해서는 동구권에서 개발한 극저온 티타늄 고압탱크의 국산화가 필요하고 당해년도에서는 수집된 극저온 티타늄 고압탱크 제작, 시험 및 청정도 관리에 필요한 기술정보를  국산화 초도시제품 제작 및 성능평가에 활용하였다.