대메뉴 바로가기 본문 바로가기

한국형발사체

한국형발사체 KSLV-Ⅱ

한국형 발사체 [이미지]

한국형발사체(KSLV-II) 개발사업은 10년에 걸쳐 1조 9,572억원의 예산을 투입하는 국가적인 우주개발 사업으로, 1.5톤급 실용위성을 지구 상공 600∼800km의 저궤도에 투입할 수 있는 우리나라 독자 우주발사체를 개발하는 것이 목표다.

우리나라는 나로호 개발을 통해 축적한 기술력과 노하우를 기반으로 한국형발사체 개발을 통해 고추력 액체엔진 개발, 추진기관 시험 설비 및 장비 구축, 발사체 체계종합 및 운용 능력 확보 등 발사체 개발에 필요한 핵심 기술을 확보하게 된다.

한국형발사체는 3단형 발사체로, 1단은 75톤급 액체엔진 4기를 적용해 300톤급으로 구성하고, 2단에는 75톤급 액체엔진 1기, 3단에는 7톤급 액체엔진 1기가 사용된다.

한국형발사체 개발사업은 총 3단계로 구성되는데, 현재 발사체 시스템 및 예비설계 검토, 추진기관 시험설비 구축, 7톤급 액체엔진 지상 시험 등을 목표로 한 1단계(2010.03∼2015.07) 사업을 성공적으로 마치고, 2단계사업을 수행중에 있다. 2단계(2015.08∼2018.12)에서는 발사체 및 엔진의 상세설계와 75톤급 지상용 엔진 및 시험발사체 개발을 완료할 예정이며 3단계(2018.04∼2021.03)에서는 3단형 발사체 시스템 기술개발을 마치고 2회의 발사로 성공여부를 최종 확인하게 된다.

  • 총길이약 47.2m
  • 직경약 3.5m
  • 총중량추진제 포함 약 200t
  • 탑재무게1,500kg
  • 투입궤도고도 600~800km의 지구 저궤도
  • 특징3단형, 1단은 75t 액체엔진 4기 묶음 구성
  • 75톤급 / 7톤급 액체엔진

    엔진은 발사체 기술의 핵심이다. 한국형발사체 개발사업에서도 75톤급 액체엔진과 7톤급 액체엔진 개발이 핵심 과제다. 우리나라는 나로호 개발을 통해 30톤급 액체엔진 구성품 개발 및 75톤급 액체엔진 설계 등 한국형발사체 개발을 위한 선행 연구를 진행해 왔다. 한국형발사체에 적용되는 75톤급과 7톤급 엔진엔진은 개발기간과 비용, 기술 난이도를 줄이기 위해 모두 가스발생기 및 터보펌프 구동 방식으로 개발된다. 연료는 케로신, 산화제는 액체산소를 사용한다.

    • 추진기관 시험설비 구축

      한국형발사체 엔진개발을 위해 연소기 연소시험설비, 터보펌프 실매질 시험설비, 엔진 지상·고공 연소시험설비, 추진기관 시스템 시험설비 등 총 10종의 추진기관(엔진) 시험설비가 나로우주센터 등에 구축됐다. 그동안 우리나라는 고추력 엔진 시험이 가능한 대형 시험 설비가 없어 사실상 엔진 개발이 불가능했다.
      시험시설에서는 75톤급 및 7톤급 엔진의 핵심구성품인 연소기, 터보펌프, 가스발생기 등에 대한 부분품 성능시험과 총조립된 엔진시스템의 지상환경 및 고공환경 성능시험이 단계적으로 진행된다.
      각 구성품 및 엔진 별로 준비와 수행, 결과 분석에 1주일 정도의 시간이 필요한 시험을 적게는 수십 회에서 많게는 200회 정도 진행할 계획이다.

    • 엔진 개발의 기술적 어려움

      한국형발사체 엔진개발에는 많은 기술적 어려움이 존재한다. 그중 대표적인 것이 연소불안정이다. 연소불안정은 연소 과정에서 발생한 진동이나 추진제 공급계통의 교란, 음향장 등이 연소실 내의 압력, 온도, 유속 등에 영향을 줘 불안정한 연소 상태가 발생하는 현상이다. 엔진이 폭파되는 등 대형 사고를 발생시킬 수 있어 극도로 위험하다. 연소불안정 현상은 액체로켓이 개발되기 시작한 1930년대부터 발견된 기술적 문제이지만 아직도 명확히 해결되지 않았다.
      현재 기술로는 연소불안정 현상의 근원적 제거가 불가능하기 때문에 일단 연소불안정 현상이 나타나면 연소안정화 장치 등 새로운 구조물을 장착하거나, 최악의 경우에는 설계를 변경해 새로 제작해야 하는 등 개발계획에 큰 차질을 빚을 수 있다. 발사체 엔진 개발은 기술에 더해 개발 경험과 노하우가 중요한 이유가 여기에 있다.
      로켓 엔진 개발은 짧은 연소 시간 동안 고온, 고압, 극저온을 동시에 견뎌야하는 극한의 시스템을 개발하는 일이기 때문에 연소불안정 외에도 과열 방지, 내열 합금 기술, 극저온 물질 취급 기술 등 여러 어려운 기술들이 새로 개발되거나 적용되어야 한다.

맨위로