한국형발사체 누리호, 엔진 4기 묶은 '클러스터링' 연소 시험 첫 성공

누리호 1단 인증모델 추진기관 종합연소시험 진행

[이데일리 강민구 기자] 오는 10월 발사되는 국산 로켓 ‘누리호’가 엔진을 4개 묶는 1댠 로켓 연소 시험에 처음 성공, 안정성을 확인했다.

한국항공우주연구원은 28일 나로우주센터에서 누리호 1단 인증모델 추진기관 종합연소시험을 진행했다고 이날 밝혔다.

한국항공우주연구원은 엔진 4기를 묶는 누리호 1단 인증모델 추진기관 종합연소시험에 처음 성공했다고 밝혔다.(사진=한국항공우주연구원)

이번 시험은 누리호 1단 인증모델을 사용해 실제 발사 때와 같은 자동 발사소프트웨어 명령에 따라 1단 추진제 탱크에서 연료와 산화제가 클러스터링 된 75톤급 액체엔진 4기로 정상 공급돼 정상적인 연소와 통제 여부를 확인하는 추진기관 종합연소시험으로 30초간 진행됐다.

75톤급 액체엔진에 대한 연소시험은 이달을 기준으로 총 174회 1만 7290초 누적 연소시간을 기록했다. 이와 달리 엔진 4기를 묶은 상태에서 진행한 연소시험은 이번이 처음이다.

누리호 1단은 75톤급 액체엔진 4기를 사용해 총 300톤의 추력을 낸다. 엔진 클러스터링은 1단에 사용되는 4기의 엔진이 엔진 1기가 작동하는 것처럼 성능을 내고, 통제도 이뤄져야 한다. 4기의 엔진 중 1기라도 연소에 문제가 발생한다면 추력을 내지 못해 발사 실패로 이어질 수 있다.

개별 엔진에 공급되는 연료와 산화제를 같은 요구 조건에서 정상 공급하는 것은 난이도가 높고, 엔진의 주요 구성품인 터보펌프를 비롯해 배관, 연소기 등 각종 구성품에 높은 신뢰성이 있어야 한다.

엔진 4기가 동시에 점화돼 화염을 내뿜을 때 서로 간섭이나 영향이 발생하지 않도록 엔진의 수평과 균형을 유지하는 것도 중요하다. 즉 엔진 4기를 하나의 엔진처럼 작동하게 하는 것이 엔진 클러스터링의 핵심이다.

누리호는 올해 10월 위성 모사체를 싣고 1차 발사할 예정이며, 내년 5월에는 무게 200kg의 성능검증위성을 싣고 발사될 예정이다.

항우연 관계자는 “이번 연소시험으로 추진제 탱크에서부터 엔진 시스템까지 모든 시스템이 정상적으로 작동하는지와 위험성은 없는지를 확인했다”며 “내달에는 100초 연소시험으로 엔진의 내구성을 시험하고, 3월에는 1단 추진제를 모두 소진하는 약 127초 동안의 연소시험을 진행할 계획”이라고 했다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)