우주발사체 고체연료
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우주발사체용 **고체연료(Solid Propellant)**는 발사체의 추진 시스템에서 연료와 산화제가 고체 상태로 혼합되어 일체화된 연료를 말합니다.
군사용 및 민간 우주 발사체 모두에서 사용되며, 특히 소형 위성 발사체나 초기 단계 부스터, ICBM, SLBM 등에서 널리 활용됩니다.
1. 고체연료 추진 원리
고체연료는 **연료(Fuel)**와 **산화제(Oxidizer)**가 미리 혼합되어 고체 덩어리로 만들어집니다.
연소가 시작되면 연료 전체가 동시에 점화되며, 노즐을 통해 고온 고압 가스가 분출되어 추진력을 생성합니다.
2. 주요 성분
구성 요소 예시
연료 알루미늄 가루 (에너지 밀도 높음)
산화제 AP (Ammonium Perchlorate), KNO₃ 등
결합제 HTPB (Hydroxyl-Terminated Polybutadiene) – 고무 형태의 바인더
첨가제 금속 촉매, 안정화제 등
3. 장점과 단점
항목 장점 단점
보관성 수년간 저장 가능 –
발사 준비 즉각 발사 가능, 연료 주입 불필요 연소 제어 불가
기술 복잡도 구조 단순, 유지보수 쉬움 추력 조절·정지 어려움
비용 효율성 제조 단가 낮음 (대량생산에 유리) ISP(비추력) 낮음
4. 활용 예
민간/과학
한국: 한화에어로스페이스, LIG넥스원, 쎄트렉아이 등이 고체연료 소형발사체 개발 중
NASA: Space Shuttle SRB (Solid Rocket Booster)
• JAXA: Epsilon 로켓 (전량 고체연료)
• ISRO: PSLV의 1·3단 고체 연료 사용
군사
SLBM/ICBM: 중국 DF-41, 북한 화성-18형, 미국 Trident II 모두 고체 연료 기반
SRBM: 스커드 계열 개량형 중 일부도 고체형 실험 중
5. 기술적 고려 요소
요소 내용
연소 안정성 크랙 발생 시 폭발 가능성 균일 성형 중요
온도 내성 극저온·고온에서 점화 및 저장 안전성 요구
추력 설계 노즐 형상, 내부 연소 형태(스타형, 슬릿형 등)에 따라 결정
6. 한국의 고체연료
우주발사체 현황2020년대 중반 이후 국방과학연구소(ADD) 및 민간 기업들이 군사정찰위성 발사용 고체연료 우주발사체 개발 본격화
2022년 한화 발사체 시험 성공, 고체 4단 설계 적용 (1단·2단: 고체, 3단: 궤도조정, 4단: 위성분리)
요약
고체연료 우주발사체는
즉각성, 저장성, 단가 측면에서 뛰어난 반면
정밀 제어·효율에 있어 액체연료보다 불리합니다.
따라서 소형위성 발사, ICBM, 전술무기에 적합하며,
민군 겸용 기술로 전략적 중요성이 매우 높습니다.
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• 고체 vs 액체 vs 하이브리드 연료 비교
• 국가별 고체 연료 로켓 개발 현황
• 북한/중국의 고체 ICBM 기술 분석
• 한국 민간 고체연료 발사체 시장 전망
