스크램제트 연소실의 내열 복합재

○ 추진기관의 연소실은 고온 고압의 가스가 형성됨으로 인하여 이 연소실은 고온으로부터 보호되어야 한다. 대부분의 고체 추진기관은 일차적으로 추진제가 연소하기 전까지는 자신이 내열재로서의 역할을 하고 있다. 즉 추진제는 열전도도가 낮은 고무 성분으로 구성되어 있어 연소되는 부분에서 형성된 고온으로부터 아직 타지 않고 있는 추진제가 내열작용을 하고 있다. 그러나 마지막 단계에서는 역시 내열재가 필요하여 비교적 얇은 두께의 내열재가 사용되고 있다.   ○ 또 고체 추진기관과는 달리 액체 추진기관에서는 사용되는 액체 연료를 연소실로 보내면서 연소실 주위를 통과한 후에 들어가도록 하여 액체연료가 기화하는 기화열을 이용하여 연소실 외벽으로 냉각시키는 방안이 많이 활용되기도 한다.   ○ 이러한 고체 추진기관이나 액체추진기관과는 달리 공기흡입 추진기관의 연소실은 내열재로 연소실을 보호하여야만 한다. 일반적으로 연소가스가 통과하는 노즐에는 실리카 페놀이나 카본 페놀이 사용되고 있으나 노즐 부품 중에도 삭마가 심한 노즐목 부위에는 그래파이트나 탄소/탄소 소재를 사용한다. 논문은 독일 DLR의 David E. Glass 등이 스크램제트 연소실 내열재로 극심한 삭마 환경에서 노즐목 재료로 많이 사용되는 탄소/탄소와 탄소/탄소-실리카 카바이드 소재의 적용 가능성을 조사한 논문이다.   ○ 미국의 해군 대학원에서 램제트 연소실의 내열재로는 Dow Corning 회사의 DC93-104를 사용하였는데 이 연소실은 아음속 상태이고, 논문에서의 연소실은 마하 6 상태를 가정한 조건으로 노즐 목 조건과 같은 극심한 열 환경으로 노즐목에 사용되는 소재가 고려되었고, 그 결과는 사용에 적합한 것으로 발표되고 있다. 우리나라에서도 이제 공기 흡입추진기관이 새로운 추진시스템으로 대두되는 만큼 관련 산학연에서 참조할 필요가 있을 것이다.