조선대학교 항공우주공학과 연소추진 연구실
2010-09-09
김태규(ID : diafice)
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1. 연구실 소개
조선대학교 항공우주공학과 연소추진 연구실은 연소 및 추진 에너지를 이용한 동력 시스템을 연구 및 개발하고 있다. 우리 연구실은 2009년도에 설립되어 이제 막 걸음마를 땐 연구실로, 창의적이고 재미있는 연구를 하기 위해 노력하고 있다. 김태규 교수를 중심으로 2명의 석사과정 학생이 지도를 받고 있으며, 여러 학부학생들도 연구에 참여할 수 있는 기회를 제공받고 있다.
우리 연구실은 주로 휴대용 군사로봇이나 투척형 무인기에 연료전지를 적용하기 위한 연구와 MEMS (MicroElectroMechanical Systems) 기술을 이용한 마이크로 반응기와 초소형 연료전지 연구를 수행하고 있다.
2. 연구분야
(1) 연료전지 무인항공기
감시 정찰을 목적으로 개발되고 있는 소형 무인항공기는 가스터빈이나 왕복엔진을 사용할 경우 크기가 작아지면서 효율이 크게 떨어지기 때문에 주로 배터리를 동력원으로 사용한다. 하지만 배터리는 에너지밀도가 낮기 때문에, 향후 군에서 고려하고 있는 대대급 감시 정찰용 소형 무인항공기의 요구조건에 크게 미치지 못하는 실정이다. 현재 기존 배터리를 대체할 수 있는 가장 가능성 있는 동력원으로 연료전지가 꼽히고 있다. 연료전지는 소음이 적고 작도온도가 낮아 군사적 목적에 적합하고 친환경적이라는 장점이 있다. 현재 우리 연구실에서는 연료전지 무인항공기의 설계, 제작 및 비행시험을 수행하고 있다.
(2) Power MEMS
MEMS(MicroElectroMechanical Systems) 기술은 기존의 재래식 기계 가공으로는 제작할 수 없었던 다양한 초소형 기계요소의 제작을 가능하게 하였다. 최근 이러한 초소형 기계요소들을 통합하여 마이크로 시스템화 하려는 시도가 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 시도는 System의 크기와 무게가 성능과 밀접한 관계가 있는 항공우주 분야에서 특별히 활발하다. 소형 인공위성, 초소형 비행체 (Micro Aerial Vehicle), 마이크로 로봇 등은 이러한 마이크로 시스템의 대표적인 예이다.
앞서 기술한 마이크로 시스템의 개념은 매우 흥미로움에도 불구하고 아직 실용화 단계로 접어들지 못 하고 있다. 여러 가지 기술적인 제약 조건이 아직 해결되지 않고 있는데, 그 가운데 가장 중요한 기술적인 장애는 이들 장치를 구동할 추진 및 동력 장치의 부재를 들 수 있다. 초소형 비행체의 개념 검증을 위해 2차 전지가 많이 사용되고 있으나, 에너지 밀도가 낮아서 실용적인 임무를 수행하기에는 역부족이다.
Power MEMS는 미세한 공간에서 에너지를 저장/생산하거나 기존 스케일보다 작은 마이크로 동력장치를 MEMS 기술을 이용하여 구현하는 연구 분야이다. 우리 연구실에서는 감광유리, 실리콘, PDMS 등의 MEMS 가공기술을 이용하여 마이크로 연료전지 및 수소발생을 위한 마이크로 반응기의 연구를 활발히 수행하고 있다.
(3) N2O 단일추진제 추진시스템
최근 환경에 대한 관심이 고조되면서 우주분야에서도 친환경 추진제에 대한 필요성이 대두되었다. 아산화질소(N2O)는 무독성의 안정한 가스로써, 일반적인 구조용 재료와 반응하지 않고, 삼중점(-90.8 oC)과 열분해온도(520 oC) 사이의 넓은 온도 범위에서 액체나 압축가스 상태로 저장이 가능하다. 특히 N2O는 장시간 액체 상태로 저장하여도 부식성이 없고, 21 oC에서 52 bar의 증기압을 유지하는 특성으로 인해 다른 추진제에 비해 저장성이 우수하다. 이러한 특성 때문에 N2O는 다양한 추진 장치에 응용될 수 있다. 우리 연구실에서는 N2O 분해용 촉매베드 및 N2O 단일추진제 추력기의 설계, 제작 및 성능시험을 수행하고 있다.
3. 위치 및 연락처
주소: 광주 동구 서석동 조선대학교 항공우주공학관 3112호 연소추진 연구실
연락처: 062-230-7729
웹사이트: http://propulsion.chosun.ac.kr
지도교수: 김태규 교수
연락처: 062-230-7123
연구실 소개를 위한 기회를 마련하여 주신 KOSEN21 관계자들께 감사를 드립니다.