[항공][결과 보고서]소형 로켓 엔진의 추력 측정

소개글

항공 공학 실험 중에서 소형 로켓 엔진을 점화시켜
로드셀을 이용하여 그 힘을 측정한 후,
추력을 구하는 것에 대한 결과보고서입니다.
추력 계산을 위해서 포트란을 이용했으며, 추력 곡선도 그려져 있습니다.

목차

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본문내용

소형 로켓 엔진의 추력 측정 결과 및 고찰

이번실험에서 소형 로켓 엔진의 추력을 측정하기 위해 로드셀, 증폭 및 필더링 회로, AD converter, 오실로스코프 등이 필요하였다. 로드셀로 들어오는 입력 값을 증폭 및 필터링 회로와 AD converter를 거쳐 노트북으로 신호가 들어오게 설치하였다. 우선 안전을 생각하여 로켓 엔진이 장착되는 로드셀은 사람이 없는 곳에 설치하고 화재에 주의하였다. 그래서 다른 장비들은 로드셀과 일정 거리가 떨어진 곳에 설치하였다. 로드셀에 아무것도 장착하지 않은 상태에서 증폭 및 필터링 회로에 연결하고 회로에서 output되는 신호를 오실로스코프에 연결하여 전압 출력값을 확인하였다. 회로는 전압을 제대로 측정하기 위해 차등 증폭회로를 사용하였고, 오실로스코프를 통한 최저 전압값은 1.04V였다. 증폭 및 필터링 회로의 가변저항을 이용해 최소 전압 출력값을 구하려고 저항을 바꿔보았는데, 1.04V가 최소값이어서 가변저항을 그 상태로 유지한 후, 오실로스코프 대신 그 자리에 AD converter를 연결하고 RS232 케이블을 통해 노트북으로 신호를 받을 수 있게 연결했다. 하이퍼터미널을 이용해서 로드셀을 통해 들어오는 신호 값을 볼 수 있었는데, 그 값은 처음에 50～51의 값을 유지했다. 그 값은 증폭 및 필터링 회로에서 나오는 전압에 의해 하이퍼터미널로 들어오는 신호값이었는데, 가변저항을 바꿔서 전압을 올리면 같이 증가하게되는 무차원 숫자로 우리가 구하고자하는 추력단위(N)가 아니므로 보정을 할 필요가 있었다. 500g과 1kg의 무게를 가지는 추를 로드셀 위에 올려서 각 추에 따라 하이퍼터미널로 들어오는 수치의 변화를 측정해서 1N에 해당하는 수치의 변화가 얼마인지를 알아야한다. 두 개의 추를 각각 하나씩 올려놓고 하이퍼터미널로 들어오는 숫자를 측정하였는데, 500g일 때 90～91, 1kg일 때 128~129였다. 실험 전 설명에서 500g짜리 추를 사용하면 될 것이라고 들었었는데, 나중에 나올 실험 결과에서 볼 수 있듯이 실제 실험에서 수치가 105～106정도가 최대값이었으므로 보정값을 구하기 위해 500g추를 사용했다. 값의 보정을 위해서는 추가 가지는 값의 범위 안에서 수치가 변화하는 것이 좋기 때문에 500g 추의 범위에서 약간 벗어나긴 하지만 그 추로 선택해서 결과를 계산했다. 로켓엔진의 점화는 세 번하였는데, 다음 표는 각각의 초기값과 추를 올렸을 때의 값이다.

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