·ÎÄÏÀÇ ±¸Á¶
¡¼±¸Á¶¿Í ¿ø¸®¡½ ÀϹÝÀûÀÎ ·ÎÄÏ¿£ÁøÀº ÈÇÐÃßÁøÁ¦¸¦ ¿¬¼Ò½ÃÅ°´Â ¿¬¼Ò½Ç°ú ¿¬¼Ò½Ç¿¡¼ ¸¸µé¾îÁø °¡½º¸¦ °¡¼ÓÇÏ¿© ¹æÇ⼺À» °®°Ô Çϱâ À§ÇÑ ³ëÁñ·Î ±¸¼ºµÇ¾î ÀÖ´Ù. ´ºÅÏÀÇ ¿îµ¿¹ýÄ¢¿¡ µû¸£¸é, F = ma(F:Èû, m:Áú·®, a:°¡¼Óµµ)À̹ǷΠ´ÜÀ§½Ã°£¿¡ ÃßÁøÁ¦ÀÇ Áú·®À» ³ëÁñ¿¡¼ °¡¼ÓÇϸé Áú·®ÀÌ °¡¼ÓµÇ´Â ¹æÇâ°ú ¹Ý´ë¹æÇâ¿¡ Ãß·ÂÀÌ »ý±ä´Ù.
¿äÄÁ´ë ¿¬¼Ò½Ç¿¡¼ ÃßÁøÁ¦¸¦ ¿¬¼Ò½ÃÄÑ ¸¸µé¾îÁø °¡½º¸¦ ³ëÁñ·Î ¹æÇ⼺À» ÁÜÀ¸·Î½á ±× ¹Ý´ë¹æÇâ¿¡ Ãß·ÂÀÌ »ý°Ü ´ë±â(ÓÞѨ)°¡ ¾ø´Â ¿ìÁÖ°ø°£¿¡¼µµ ºñÇàÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô µÈ´Ù.
¡´ÃßÁøÁ¦¡µ ÃßÁøÁ¦(propellant)´Â ¿îµ¿·®À» ¶°¸Ã´Â °ÍÀ̶ó´Â ¶æÀÌ´Ù. ÈÇÐÃßÁøÁ¦¸¦ »ç¿ëÇÒ °æ¿ì °íü ¶Ç´Â ¾×ü»óÅ¿´´ø °ÍÀ» ¿¬¼Ò½Ç ³»¿¡¼ ¿¬¼Ò½ÃÅ°¸é ¹ß»ýÇÏ´Â ¿¿¡ °¡¿µÇ¾î °¡½º »óÅ°¡ µÇ°í, ÆØâÇÏ¿© ¿îµ¿¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áø´Ù. ¿¬¼Ò½ÇÀÌ ¹ÐÆó»óÅÂÀ̸é ÆØâÇÑ °¡½º¿¡ ÀÇÇؼ ³»ºÎ´Â °í¾ÐÀÌ µÇÁö¸¸, ¿¬¼Ò½Ç µÞºÎºÐ¿¡´Â ¾Ð·ÂÀÌ ³·Àº ³ëÁñºÎ°¡ ÀÖÀ¸¹Ç·Î °¡½º´Â ³ëÁñÀ» ÇâÇØ È帣°Ô µÇ°í, ¾Ð·ÂÀº È帧ÀÇ ¼Óµµ·Î º¯ÇÑ´Ù.
ÀÌ¿Í °°Àº ¿ø¸®¿¡ µû¸£¸é ÃßÁøÁ¦´Â °í¿À» ¹ßÇÏ´Â ¿¿¡³ÊÁö¿ø(ê¹)À̶ó¾ß ÇÔ°ú µ¿½Ã¿¡ ¿¿¡³ÊÁö¸¦ ¿îµ¿¿¡³ÊÁö·Î ¹Ù²Ù´Â ÀÛ¿ëÀ» ÇÏ´Â °ÍÀ̶ó¾ß ÇÑ´Ù. µû¶ó¼ ¿¬·áÀÎ µ¿½Ã¿¡ ¿¬¼ÒÇÏ´Â µ¥ ÇÊ¿äÇÑ »ê¼Ò¸¦ ÇÔÀ¯ÇÏ°í, ¶ÇÇÑ °¡½º°¡ µÇ¾î ÆØâÇÏ´Â Á¤µµ°¡ Å« °ÍÀ» ÃßÁøÁ¦·Î ¼±ÅÃÇÏ°Ô µÈ´Ù. ±×·¯³ª ÃßÁøÁ¦´Â ¹Ýµå½Ã °¡¿¬¼º(ʦæ×àõ)ÀÎ °ÍÀ̾î¾ß ÇÒ ÇÊ¿ä´Â ¾ø´Ù. ¿¹¸¦ µé¸é, ¿øÀÚ·Î(ê«íÖÓ) ¶Ç´Â Àü±â·Î(ï³Ñ¨ÖÓ)¸¦ ¿¿ø(æðê¹)À¸·Î ÇÏ°í, ÃßÁøÁ¦°¡ ÀÌ ³ë(ÖÓ)ÀÇ ³»ºÎ¸¦ Åë°úÇÏ´Â µ¿¾È¿¡ °¡¿µÇ¾î °¡½º·Î¼ ÆØâÇÏ¿© ³ëÁñ¿¡¼ °¡¼ÓÇϸé Ãß·ÂÀÌ µÈ´Ù.
ÀϹÝÀûÀ¸·Î °³¹ßµÇ¾î ÀÌ¿ëµÇ°í ÀÖ´Â ·ÎÄÏÀº ÈÇÐÃßÁøÁ¦¸¦ »ç¿ëÇÏ°í, ¿¬¼Ò¿¡ ÀÇÇؼ °¡½º¸¦ ¹ß»ý½ÃÄÑ ³ëÁñ¿¡¼ °¡¼ÓÇÏ´Â Çü½ÄÀÇ °ÍÀε¥, ÃßÁøÁ¦°¡ °íü»óÅÂÀÎ °Í°ú ¾×ü»óÅÂÀÎ °ÍÀ¸·Î Å©°Ô ±¸ºÐµÈ´Ù. °íüÃßÁøÁ¦ÀÇ °æ¿ì »ç¿ëÇÏÁö ¾ÊÀº ÃßÁøÁ¦´Â ¿¬¼Ò½Ç ³»¿¡ ¼ö³³(â¥Ò¡)µÇ¾î ÀÖÀ¸¸ç, ±× Á߽ɺÎÀÇ °øµ¿³»¸é(ÍöÔ×Ò®Øü)À¸·ÎºÎÅÍ ¿øÁÖ¹æÇâ(êñ²Û°ú¾)À¸·Î ¿¬¼Ò¸¦ ÁøÇà½ÃÅ°µµ·Ï µÇ¾î ÀÖ´Â °ÍÀÌ ÀϹÝÀûÀÌ´Ù. ÀÌ ¹æ½Ä¿¡¼´Â Ãʱ⠿¬¼Ò ºÎºÐ°ú ¿øÁÖ¿¡ °¡±î¿î Á¾±â(ðûÑ¢) ¿¬¼Ò ºÎºÐ¿¡ °¢±â ¿¬¼Ò»óÅ°¡ ´Ù¸¥ ÃßÁøÁ¦¸¦ º´³³(ܱҡ)ÇØ µÎ¸é, ´ÜÀÏ(Ó¤ìé) ¿£ÁøÀ¸·Î ºñÇà½Ã±â¿¡ ´ëÀÀÇؼ Ãß·ÂÀ» º¯È½Ãų ¼ö°¡ ÀÖ´Ù.
¾×üÃßÁøÁ¦ÀÇ °æ¿ì, ¿¬·á¿Í ¿¬¼Ò¿¡ ÇÊ¿äÇÑ »ê¼Òº¸±Þ ¼ººÐÀ» °¢°¢ ´Ù¸¥ ÅÊÅ©¿¡ ¼ö³³ÇÏ¿© °¡½º ¾Ð·Â¿ø ¶Ç´Â ÅͺóÆßÇÁ¿¡ ÀÇÇØ ¿¬¼Ò½Ç¿¡ ÇÊ¿äÇÑ ¾çÀ» °ø±ÞÇÏ´Â 2±â½Ä(ì£ÐñãÒ:double base)°ú ´ÜÀϾ×ü·Î¼ °¡¿¬¼ºÀÇ °ÍÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ´Ü±â½Ä(Ó¤ÐñãÒ:single base)ÀÌ ÀÖ´Ù. 2±â½ÄÀÇ °Í¿¡´Â È¥ÇÕÇÏ¸é ¿¬¼Ò°¡ ½ÃÀ۵Ǵ ÀÚ¿¬Á¡ÈÇü°ú Á¡È¼ö´ÜÀ» ÇÊ¿ä·Î ÇÏ´Â °ÍÀÌ ÀÖ´Ù.
¾×üÃßÁøÁ¦ÀÇ °æ¿ì ƯÈ÷ 2±â½Ä¿¡ À־ ȥÇÕºñÀÇ º¯È ¹× ¿¬¼Ò½Ç¿¡ º¸±ÞÇÏ´Â ¾çÀ» °¡¾Ð·Â(Ê¥äâÕô)ÀÇ º¯È¿¡ µû¶ó °¡°¨ÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¹Ç·Î ºñÇà°èȹ¿¡ ÀûÀÀÇؼ Ãß·ÂÀ» Á¶Á¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÀåÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù. ±× ¹Ý¸é °íüÃßÁøÁ¦ Çü½Ä¿¡ ºñÇØ ±¸Á¶°¡ º¹ÀâÇØÁö°í ¹«°Ô°¡ Áõ°¡ÇÏ´Â ´ÜÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù.
¾î´À Çü½ÄÀ̵çÁö ÃßÁøÁ¦ÀÇ ¼º´ÉÀº ºñÃß·Â(ÝïõÏÕô) Isp ÀÇ °ªÀ¸·Î ³ªÅ¸³»´Â °æ¿ì°¡ ¸¹´Ù. ºñÃß·ÂÀº Ãß·ÂÀ» ´ÜÀ§½Ã°£¿¡ ¼ÒºñÇÏ´Â ÃßÁøÁ¦ÀÇ ¾çÀ¸·Î ³ª´« °ªÀ̸ç, ´ÜÀ§´Â ÃÊ(õ©)·Î ³ªÅ¸³½´Ù. ³ª´°¼ö[ð¶â¦]ÀÎ ´ÜÀ§½Ã°£ÀÇ ÃßÁøÁ¦·®ÀÌ ÀÛ°í ¾ò¾îÁö´Â Ãß·ÂÀÌ Å©¸é ºñÃß·ÂÀÇ °ªÀÌ Ä¿Áö¸ç, °ªÀÌ ÀÛÀº °Íº¸´Ù ¿ì¼öÇÏ´Ù´Â °á·ÐÀ» ¾ò°Ô µÈ´Ù.
±×·¯³ª ³Ê¹« Å« ºñÃ߷¸¸À» Ãß±¸ÇÑ ³ª¸ÓÁö ´Ù¸¥ Ư¼º, ¿¹¸¦ µé¸é ¿¬¼ÒÀÇ ¾ÈÁ¤¼ºÀ̳ª Ãë±Þ, ȤÀº Á¦ÀÛ»óÀÇ ³Á¡ ±×¸®°í ¿¬·áÀÇ ÀúÀ强 µî ±¤¹üÀ§ÇÑ Æ¯¼ºµµ ¼ÒȦÈ÷ ÇÒ ¼ö´Â ¾ø´Ù. µû¶ó¼ ÇöÀç »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´Â °¢Á¾ ÃßÁøÁ¦¿¡´Â ¹Ýµå½Ã ºñÃß·ÂÀÌ Å« °Í¸¸ÀÌ ¼±ÅõǴ °ÍÀº ¾Æ´Ï´Ù.
°íü ·ÎÄÏ°ú ¾×ü ·ÎÄÏÀº ¸ðµÎ ÈÇйÝÀÀ¿¡ ÀÇÇÏ¿© °í¿Â°¡½º¸¦ ¸¸µé¹Ç·Î ÈÇзÎÄÏÀ̶ó°í Çϴµ¥, ÈÇйÝÀÀÀ» ÀÌ¿ëÇÏÁö ¾Ê´Â ºñÈÇÐ ·ÎÄÏ¿¡´Â Àü±âÃßÁø ·ÎÄÏ ¶Ç´Â ¿Àü´Þ ·ÎÄÏÀÌ ÀÖ´Ù. Àü±âÃßÁø ·ÎÄÏÀº Àü±â¸¦ ¶í ÀÔÀÚ¸¦ ÃßÁøÁ¦·Î »ç¿ëÇÏ´Â ·ÎÄÏÀ¸·Î¼ À̿·ÎÄÏ°ú Çö󽺸¶·ÎÄÏÀÌ ÀÖ´Ù.
À̿·ÎÄÏÀº ¿øÀڷο¡¼ Àü±â¿Í ¿À» ¹ß»ý½ÃÄÑ ¼¼½· µîÀÇ ¿ë¾×À» °¡¿ÇÏ¿© ¾çÀ̿°ú ÀüÀÚ·Î ³ª´©°í, ¾çÀÌ¿ÂÀ» Á¤Àü±âÀå(ð¡ï³Ñ¨íÞ)¿¡ ÀÇÇÏ¿© °¡¼ÓÇÏ¿© Ãß·ÂÀ¸·Î ÇÑ´Ù. ¶Ç °í¿Â¿¡¼ ºÐÀÚ°¡ ¾çÀ̿°ú ÀüÀÚ·Î ºÐ¸®µÈ Çö󽺸¶ »óÅÂÀÇ °¡½º¸¦ Àü±âÀåÀ¸·Î °¡¼ÓÇÏ°í ´Ù½Ã ÀÚ±âÀå¿¡ ÀÇÇÏ¿© ÈĹæÀ¸·Î ÈÖ°Ô ÇÏ¸é¼ °¡¼ÓÇÏ¿© ÀÌ°ÍÀ» Ãß·ÂÀ¸·Î ÇÏ´Â °ÍÀÌ Çö󽺸¶·ÎÄÏÀÌ´Ù.
¿øÀÚ·ÂÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ¿Àü´Þ ·ÎÄÏÀº ¿øÀÚ¿¡³ÊÁö·Î ¼ö¼Ò°¡½º¸¦ °¡¿ÇÏ¿© ¹èÃâÇÏ´Â ±¸Á¶¸¦ °¡Áø °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ ºñÈÇÐ ·ÎÄÏÀÇ Æ¯Â¡Àº °¡½º ¹èÃâ¼Óµµ°¡ ¸Å¿ì Å©¹Ç·Î ºñÃß·ÂÀÌ ÈÇÐ ·ÎÄÏ¿¡ ºñÇÏ¿© ±²ÀåÈ÷ Å« °ÍÀÌ´Ù. ´Ù¸¸ ¿£Áø Áß·®ÀÌ Ä¿Áö¹Ç·Î °³¹ß´Ü°è¿¡ ÀÖ°í, Àå·¡ ¿ìÁÖ¿©Çà¿¡ ÀÌ¿ëµÉ °ÍÀ¸·Î ¿¬±¸¡¤°³¹ßµÇ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ ¹Û¿¡ ÅÂ¾ç¿ ·ÎÄÏÀ̳ª ±¤ÀÚ(ÎÃí) ·ÎÄÏÀÇ ¿ø¸®°¡ ÀüºÎÅÍ ³íÀǵǰí ÀÖÁö¸¸ ½Ç¿ëÈ ´Ü°è´Â ¾Æ´Ï´Ù.
¡´³ëÁñ¡µ ·ÎÄÏ¿£ÁøÀÌ Ãß·ÂÀ» ¹ß»ýÇÏ´Â °ÍÀº ¿¬¼Ò½Ç¿¡¼ ¹ß»ýµÇ´Â °¡½º¸¦ ³ëÁñ¿¡¼ °¡¼ÓÇÏ¿© ³ôÀº ¼Óµµ¸¦ ºÎ¿©Çϱ⠶§¹®ÀÌ´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î ³ëÁñÀÇ À¯Ã¼°¡¼Ó¿ø¸®(×µô÷Ê¥áÜê«×â)´Â ¡®º£¸£´©ÀÌÀÇ Á¤¸®¡¯¿¡ ÀÔ°¢ÇÏ¿©, À½¼Ó(ëåáÜ) ÀÌÇÏÀÇ À¯Ã¼°¡ È帣´Â ¼Óµµ´Â À¯Ã¼°¡ Åë°úÇÏ´Â ´Ü¸éÀûÀ» Á¼È÷¸é Ä¿Áö°í, ³ÐÈ÷¸é ÀÛ¾ÆÁø´Ù. ±×·¯³ª È帧ÀÇ ¼Óµµ°¡ À½¼Ó¿¡ µµ´ÞÇÏ¸é ±âüÀÇ ¾ÐÃ༺ÀÌ ÇöÀúÇØÁ®¼ ´Ü¸éÀûÀ» Á¼Çôµµ °¡¼ÓµÇÁö ¾Ê´Â´Ù.
±×·¡¼ ½º¿þµ§ÀÇ ±â¼úÀÚ C.G.P.µ¥ ¶ó¹ß(1845¡1913)Àº À½¼ÓÀÎ °¡½ºÀÇ À¯Åë·Î¸¦ °©Àڱ⠳ÐÈ÷¸é °¡½º°¡ ±ÞÆØâÇؼ ±× ¼Óµµ¸¦ ´õ¿í ³ôÀδٴ °Í¿¡ Âø¾È, ³¡Á¶¸² ³ëÁñ°ú È®»ê ³ëÁñÀ» Á¶ÇÕÇÑ À̸¥¹Ù ¶ó¹ß³ëÁñÀ» °í¾ÈÇÏ¿´´Ù. ÀÌ ³ëÁñÀ» »ç¿ëÇÏ¸é ¿¬¼Ò½Ç ³»¿¡¼ »ý±ä ¾ÆÀ½¼Ó(ä¬ëåáÜ)ÀÇ °¡½º È帧Àº ³¡Á¶¸² ³ëÁñÀÇ ¾ÕºÎºÐ¿¡¼ À½¼Ó¿¡ µµ´ÞÇÏ°í, ´ÙÀ½¿¡ È®»ê ³ëÁñ¿¡¼ ÆØâÇÏ¿© ¼Óµµ¸¦ ¾ò¾î ÃÊÀ½¼ÓÀÇ È帧ÀÌ µÈ´Ù.
¶ÇÇÑ 2°³ÀÇ ³ëÁñÀÌ °áÇÕÇÏ´Â ºÎºÐÀ» ¸ñ(throat)À̶ó ÇÏ°í, È®»ê ³ëÁñÀÇ ¸»´ÜºÎºÐÀ» Ãⱸ¶ó°í ÇÑ´Ù. ¸ñ¿¡¼ À½¼Ó¿¡ µµ´ÞÇÑ °¡½º´Â ±× ÀÌÈĺÎÅÍ ÆØâ¿¡ ÀÇÇØ Ãⱸ¿¡ À̸£´Â »çÀÌ¿¡ ¼Óµµ°¡ Áõ°¡ÇÏ°Ô µÇ´Âµ¥, ±× ÆØâ°ú °¡¼ÓÀº °¡½º°¡ Áö´Ñ ¾Ð·ÂÀÌ ÁÖÀ§ÀÇ ¾Ð·Â°ú °°¾ÆÁú ¶§±îÁö °è¼ÓµÇ¾î ³ëÁñ ÃⱸÀÇ ³»¿Ü ¾Ð·ÂÀÌ ±ÕÇüÀ» ÀÌ·ç´Â °ÍÀÌ ÀÌ»óÀûÀÌ´Ù.
ºñÇàü°¡ »ó½ÂÇÏ´Â »óŸ¦ º¼ ¶§, ³ëÁñ¿¡¼ ºÐÃâµÇ´Â °¡½ºÀÇ È帧ÀÌ ³ëÁñ°ú ÆòÇàÀ» ÀÌ·ç°í ÀÖÀ¸¸é °ÅÀÇ ÀÌ»óÀûÀÎ »óŶó°í »ý°¢Çصµ µÇÁö¸¸, ³ëÁñ¿¡¼ ³ª¿Â ÈÄ¿¡µµ È®»êÇÒ ¶§¿¡´Â °¡½ºÀÇ ¾Ð·ÂÀÌ ¾ÆÁ÷ ÁÖÀ§ÀÇ ¾Ð·Âº¸´Ù ³ô°í ÆØâÀÌ °è¼ÓµÇ°í ÀÖÀ¸¸ç °¡½ºÀÇ ¿îµ¿¿¡³ÊÁö°¡ ³¶ºñµÇ°í ÀÖ´Â °ÍÀÌ µÈ´Ù.
¶Ç ºñÇàüÀÇ »ó½Â·ÂÀÌ Å©±â ¶§¹®¿¡ ¹ß»çÇÒ ¶§¿¡ ³ëÁñ ÃⱸÀÇ °¡½º ¾Ð·ÂÀÌ ÁÖÀ§ÀÇ ¾Ð·Â°ú ±ÕÇüÀ» ÀÌ·ç°í À־, °íµµ°¡ ³ô¾ÆÁö¸é ÁÖÀ§ÀÇ ¾Ð·ÂÀº ±Þ¼Óµµ·Î ÀúÇÏµÇ¾î °á°úÀûÀ¸·Î´Â ±ÕÇüÀ» ÀÌ·çÁö ¸øÇÏ°Ô µÈ´Ù. ÀÌ°Í¿¡ ´ëÀÀÇϱâ À§ÇØ ³ëÁñÀÇ Ãⱸ ¸éÀûÀÌ °¡º¯(ʦܨ)µÇ´Â °ÍÀÌ ½ÇÇ衤¿¬±¸µÇ°í ÀÖÀ¸³ª, ±¸Á¶°¡ º¹ÀâÇØÁö°í Áß·®ÀÌ ¹«°Å¿öÁö´Â ¹®Á¦°¡ µû¸£±â ¶§¹®¿¡ ¾ÆÁ÷ ÀϹÝÀûÀ¸·Î »ç¿ëµÇÁö ¾Ê´Â´Ù.
·ÎÄÏ¿£ÁøÀÇ ¹è¿À» ´Ù´Ü½ÄÀ¸·Î ÇÏ°í, »ó½ÂÇÏ´Â µ¿¾È¿¡ Â÷·Ê·Î °í´ÜºÎ(ÍÔÓ«Ý»)¸¦ ÀÛµ¿½ÃÅ°´Â ¹æ½Ä¿¡¼´Â °¢°¢ÀÇ ³ëÁñÀ» ÀÛµ¿ÇÏ´Â °íµµÀÇ ¾Ð·Â¿¡ ¸ÂÃç¼ ¼³°èÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¹Ç·Î ÀÌ»óÀûÀÎ »óÅ¿¡ Á¢±Ù½Ãų ¼ö ÀÖ´Ù. ´ÜÁö ÃÊ°íµµ¿ë ³ëÁñÀº È®»êÆØ⠺κÐÀÌ »ó´çÈ÷ ±æ¾îÁ®¼ ±¸Á¶°µµ¿¡¼ ¹®Á¦°¡ »ý±â¹Ç·Î ÀÚ¿¬Çѵµ°¡ ÀÖ´Ù.
ÇÑÆí ¸ñ°ú ÃⱸÀÇ ´Ü¸éÀûÀÇ ºñ¸¦ ¸éÀûºñ ¶Ç´Â ÆØâºñ¶ó°í Çϸç, ³ëÁñÀÇ ¿î¿ëÁ¶°ÇÀ» ¾Ë±â À§ÇÑ Ã´µµ·Î ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ¶Ç ·ÎÄÏ¿£ÁøÀÇ ÀÛµ¿ °¡´É½Ã°£Àº ÃßÁøÁ¦ÀÇ ÃÑ·®°ú ´ÜÀ§ ½Ã°£ÀÇ ¼Òºñ·®À¸·Î Á¤ÇØÁö¹Ç·Î, Ã߷°ú ÀÛµ¿½Ã°£ÀÇ °ö(ÃÑÃß·Â)À¸·Î ÃÑÀÏ·®À» ³ªÅ¸³½´Ù.
|