한국항공우주연구원

자막

순수 우리기술의 결실
3단 발사체 누리호의 심장, 엔진

(1단 : 75톤급 액체엔진 4기)
(1단 75톤급 액체 엔진 ×4)

(2단 : 75톤급 엑체엔진 1기)
(2단 75톤급 액체 엔진)

(3단 : 7톤급 액체엔진 1기)
(3단 7톤급 액체 엔진)

(조기주 발사체 추진기관체계 팀장)
우주 발사체는 위성을 궤도에 투입하기 위해서
만들어야 되는 속도가 있습니다
요구되는 속도를 만들기 위해서 단을 나누고
단별로 엔진을 붙이는 것이 아주 효율적인 방법이죠

4개의 엔진을 묶어 동시연소
300톤급 추력을 내는 클러스터링
(클러스터링(Clustering) : 엔진 여러 개를 묶어 필요한 추력을 내는 기술)

클러스터링 기술의 핵심
4개 엔진이 강력한 하나의 엔진으로 탄생

누리호 발사 성공을 좌우하는 고난도 기술

따라서 엔진 4개를 묶어가지고 그것이 하나의 엔진
300톤급 엔진처럼 작동하게 하는 기술이
가장 중요한 기술로 보시면 되겠습니다

(한영민 엔진개발부장)
어떻게 보면 기술적으로 성공할 수 있을지 없을지 모르는
그만큼 난이도가 높은 기술입니다

순수 우리 기술로 도전한 결과
2021년 3월 종합연소시험 성공
한국형 클러스터링 기술 확보

지난 3월에 누리호의 1단 종합연소시험을 성공적으로 마치면서
결국은 우리도 클러스터링 기술을 갖게 되었습니다

(조기주 발사체 추진기관체계 팀장)
우리나라 발사체 개발의 초석을 마련했다고 볼 수 있는거죠

우리만의 기술로 하나가 된 4개 엔진
클러스터링의 모든 것
우주 발사의 핵심기술

누리호 엔진의 핵심기술, 클러스터링

(조기주 발사체 추진기관체계 팀장)
누리호 1단은 저희들이 자체 개발한
75톤급 엔진 4개를 묶어가지고
약 300톤급의 추력을 내는
추진시스템으로 구성돼 있다고 보시면 되겠습니다

75톤급 엔진 4개를 묶어
300톤 급의 추력을 내는 누리호 1단

(Q. 엔진을 하나로 묶는 이유는?)
엔진은 개발 톤수가 커질수록
개발 비용과 개발기간이 많이 늘어나게 됩니다

(조기주 발사체 추진기관체계 팀장)
클러스터링 방법은 엔진 4개를 묶어야 하는 어려움이 있지만
큰 추력의 엔진을 새로이 개발하는 것보다
더 효율적인 방법이라고 판단했습니다

하나의 엔진처럼 작동해야 하는 4개의 엔진들
기술의 핵심은 정교한 추력 제어

(Q. 클러스터링의 또 다른 난관은?)
(한영민 엔진개발부장)
발사체가 발사될 때 엔진이 이렇게 되는 게 아니라
수직으로 올라가는 게 아니고, 올라가서 점점 기울어서
방향을 틀어서 가야 하지 않습니까
그 때 각각 해당되는 엔진의 연소기의 방향을 약간씩 틀어줍니다
(짐벌액츄에이터(Gimbal actuator))
그게 인젠 짐벌링입니다

(조기주 발사체 추진기관체계 팀장)
여러 가지 위험성도 있습니다
엔진 4개가 각각 움직이다보면
엔진 간에 간섭이 생길 수 있죠

실패의 위험 속에서도
연구자들을 버티게 한 힘 "해보겠다"
끝이 안 보일 것만 같았던
도전과 검증의 시간들

(한영민 엔진개발부장)
결국은 클러스터링이란 것도 설계하고 조립은 하지만
실제로 연소하면서 추력을 제대로 내는지, 정상 작동하는지
확인을 해야 하지 않습니까?

(조기주 발사체 추진기관체계 팀장)
정말로 어려웠습니다
여러 개의 엔진을 동시에 작동시켜서
똑같은 추력으로 작동시키는 기술이 가장
어려운 기술이라고 보시면 되겠습니다

(2021년 3월 누리호 1단 종합연소시험 최초성공!)
지난 3월에 누리호의 1단 종합연소 시험을 성공적으로 마치면서
결국은 우리도 클러스터링 기술을 갖게 되었습니다

클러스터링 기술 확보는 곧 우주 독립의 시작

클러스터링 기술 확보의 큰 의미는
(한영민 엔진개발부장)
다양한 1단 추진시스템을 가졌다는 것입니다
엔진 하나를 만들어서 2개, 4개, 6개, 9개 이렇게
클러스터링 할 수 있단 겁니다
두 번째 큰 의미는 재사용 발사체
기반 기술을 확보했다는 겁니다
미국의 스페이스 X의 팔콘 9의 경우는
9개의 멀린 엔진을 사용해서 재귀환할 때
가운데 엔진을 1개 사용해서 재착륙 하거든요
클러스터링 기술은 그런 재사용할 수 있는
(한영민 엔진개발부장)
발사체의 기반 기술을 마련했다는 것에서
큰 의미가 있는 거 같습니다

모두를 위한 하나이자
하나를 위한 모두

정확한 정렬
균형잡힌 추진력
(1단 75톤급 액체 엔진 ×4)

누리호 1단 엔진 4기를
하나로 묶는 클러스터링

대한민국을 우주로 보내는
원동력이 될 것이다

KARI TV
KOREA AEROSPACE RESEARCH INSTITUTE