Rocket (로켓)

로켓이 움직이게 하기 위해서는 큰 질량을 빠른 속도로 내보내야한다. 그리고 뉴턴의 3법칙인 작용 반작용에 의해서 로켓이 날아가는 것이다.

이를 가능하게 하기 위해서 liquid fuel oxidzer mixture가 combustion chamber에서 연소된다. 여기서 combustion chamber는 fuel과 oxidzer가 효율적으로 잘 섞일 수 있도록 설계된다.

이렇게 만들어지는 빠른 속도의 jet는 위 사진과 같은 rocket nozzle을 통해서 분출된다. 이 nozzle에서 jet의 속도는 더욱 가속되고, 로켓의 thrust도 증가하게 된다.

이러한 형태의 nozzle을 converging-diverging nozzle이라고 하는데, 이러한 구조를 통해서 subsonic flow가 supersonic flow로 바뀔 수 있다.

한편, fuel이 지나가는 통로는 nozzle body를 감싸고 있다. 따라서 액체의 연료가 cumbustion chamber에 들어가기 전에 nozzle body를 지나게 되는데, 이를 통해서 에너지를 절약하고 노즐의 온도를 낮출 수 있다.

연료와 oxidizer를 적절한 속도로 pump 하기 위해서 위 사진과 같은 두 개의 펌프가 사용된다. 이러한 펌프는 아래에 있는 터빈을 통해서 에너지를 받는다.

Bypassed fuel과 oxidizer를 통해서 Gas generator가 뜨거운 gas를 만들어내고, 그 가스가 터빈을 돌리게 된다.

터빈에서 배출되는 것들은 main rocket exhaust와 섞인다.

그리고 이러한 엔진에서 필요한 fuel과 oxidizer는 위 사진과 같은 탱크에 저장되어 있다.

이러한 형태의 엔진을 Rocket engine, 구체적으로는 Liquid Propellant engine이라고 한다.

로켓이 이륙할 때 엔진이 만들어내는 출력만으로는 부족할 수도 있기 때문에 위 사진과 같은 solid propellant strap booster들을 사용하기도 한다.

한편, 로켓은 날아가는 방향을 정하기 위해서 Gimbaled Thrust라는 기술을 이용한다.

Gimbal에 의해서 thrust가 되는 방향이 달라지면 토크가 발생하고, 이를 이용해서 방향을 바꾸는 것이다.

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