[-183℃ Liquid Oxygen Creates Nuri's Flame in Airless Space]

[-183℃ Liquid Oxygen Creates Nuri's Flame in Airless Space]

Minus -183℃.

Carrying liquid oxygen at an ultra-low temperature dangerous to the touch,

Nuri heads into space.

While cars and airplanes burn fuel using oxygen from the air,

it is a different story in airless space.

It must carry the oxygen needed to operate the engine directly.

This is called an "oxidizer."

But why does Nuri store the oxidizer in a liquid state at -183℃?

The reason is to reduce the size and weight of the launch vehicle.

Propellant tanks, which hold the fuel and oxidizer, account for 70–80% of the launch vehicle's total size.

If the same amount of oxygen can be stored in a smaller space,

the launch vehicle can be designed much more efficiently.

In fact, storing 1 kg of oxygen requires about 750 liters in a gaseous state, but about 0.876 liters is sufficient in a liquid state.  Hidden here is another secret for generating high thrust.

It involves using high-purity oxygen as an oxidizer instead of ordinary air.

By preventing heat loss caused by unnecessary gases,

it increases fuel efficiency and generates greater thrust.

Handling liquid oxygen is by no means easy.

When liquid oxygen, in a cryogenic state of -183°C, is injected into pipes and propellant tanks at room temperature, a large amount vaporizes instantaneously, causing a rapid increase in pressure.

Therefore, the pipes and propellant tanks must be sufficiently cooled before charging.

Furthermore, because small amounts of vaporization continue to occur even after charging is complete, charging is repeated right up until launch.

The Korea Aerospace Research Institute (KARI) possesses propellant operation technology for stably charging and properly supplying cryogenic liquid oxygen, as well as technology for manufacturing propellant tanks capable of withstanding heavy loads and cryogenic temperatures.  Korea's proprietary technology handling liquid oxygen at -183℃ generates Nuri's hot flame even in the airless void of space. ☺

#KoreaAerospaceResearchInstitute #KARI #Nuri #Propellant #Oxidizer #LiquidOxygen


∆∆∆∆∆∆∆∆∆∆

[ออกซิเจนเหลวที่อุณหภูมิ -183℃ สร้างเปลวไฟของนูริในอวกาศไร้บรรยากาศ]

ลบ -183℃

นูริบรรทุกออกซิเจนเหลวที่อุณหภูมิต่ำมากจนเป็นอันตรายหากสัมผัส

มุ่งหน้าสู่อวกาศ

ในขณะที่รถยนต์และเครื่องบินเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยใช้ออกซิเจนจากอากาศ

แต่ในอวกาศไร้บรรยากาศนั้นแตกต่างออกไป

นูริต้องบรรทุกออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์โดยตรง

สิ่งนี้เรียกว่า "สารออกซิไดเซอร์"

แต่ทำไมนูริจึงเก็บสารออกซิไดเซอร์ในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิ -183℃?

เหตุผลก็คือเพื่อลดขนาดและน้ำหนักของยานปล่อย

ถังเชื้อเพลิงซึ่งบรรจุเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์นั้นคิดเป็น 70-80% ของขนาดทั้งหมดของยานปล่อย

หากสามารถเก็บออกซิเจนในปริมาณเท่ากันในพื้นที่ที่เล็กลงได้

ยานปล่อยก็จะสามารถออกแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในความเป็นจริง การเก็บออกซิเจน 1 กิโลกรัมในสถานะก๊าซต้องใช้ปริมาตรประมาณ 750 ลิตร แต่ในสถานะของเหลวใช้ปริมาตรเพียงประมาณ 0.876 ลิตรก็เพียงพอแล้ว นี่คืออีกหนึ่งเคล็ดลับในการสร้างแรงขับสูง

ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นตัวออกซิไดซ์แทนอากาศธรรมดา

โดยการป้องกันการสูญเสียความร้อนที่เกิดจากก๊าซที่ไม่จำเป็น

จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและสร้างแรงขับได้มากขึ้น

การจัดการกับออกซิเจนเหลวนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

เมื่อออกซิเจนเหลวในสถานะไครโอเจนิกที่ -183°C ถูกฉีดเข้าไปในท่อและถังเชื้อเพลิงที่อุณหภูมิห้อง ออกซิเจนจำนวนมากจะระเหยกลายเป็นไอทันที ทำให้ความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ดังนั้น ท่อและถังเชื้อเพลิงจะต้องถูกทำให้เย็นลงอย่างเพียงพอก่อนที่จะทำการบรรจุ

ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากยังคงมีการระเหยเป็นไอเล็กน้อยเกิดขึ้นแม้หลังจากบรรจุเสร็จแล้ว การบรรจุจึงต้องทำซ้ำไปเรื่อยๆ จนกระทั่งถึงเวลาปล่อยจรวด

สถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี (KARI) มีเทคโนโลยีการทำงานของเชื้อเพลิงที่สามารถชาร์จและจ่ายออกซิเจนเหลวแช่แข็งได้อย่างเสถียร รวมถึงเทคโนโลยีการผลิตถังเชื้อเพลิงที่ทนทานต่อน้ำหนักบรรทุกหนักและอุณหภูมิแช่แข็ง เทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเกาหลีในการจัดการออกซิเจนเหลวที่อุณหภูมิ -183℃ ทำให้เกิดเปลวไฟร้อนของนูริได้แม้ในสุญญากาศที่ไร้อากาศในอวกาศ ☺

#สถาบันวิจัยการบินและอวกาศแห่งเกาหลี #KARI #นูริ #เชื้อเพลิง #ตัวออกซิไดเซอร์ #ออกซิเจนเหลว

[-183℃의 액체산소, 공기 없는 우주에서 누리호의 불꽃을 만들다]

영하 –183℃.
손에 닿으면 위험할 정도의 극저온 액체산소를 싣고
누리호는 우주로 향합니다.

자동차와 비행기는 공기 속 산소를 이용해 연료를 태우지만,
공기가 없는 우주에서는 이야기가 다릅니다.
엔진을 작동시키는 데 필요한 산소를 직접 싣고 가야 합니다.
이를 ‘산화제’라 부릅니다.

그런데 누리호는 왜 산화제를
–183℃의 액체 상태로 저장할까요?
이유는 발사체의 크기와 무게를 줄이기 위해서입니다.
연료와 산화제를 담는 추진제 탱크는
발사체 전체 크기의 70~80%를 차지하는데요.
같은 양의 산소를 더 작은 공간에 저장할 수 있다면
발사체를 훨씬 효율적으로 설계할 수 있습니다.
실제로 1kg의 산소를 저장할 경우
기체 상태에서는 약 750ℓ가 필요하지만,
액체 상태에서는 약 0.876ℓ면 충분합니다.

여기에 강한 추력을 내기 위한 비밀이 하나 더 숨어 있습니다.
일반 공기 대신 고순도 산소를 산화제로 사용하는 것입니다.
불필요한 가스로 인한 열 손실을 방지해
연료 효율을 높여 더 큰 추진력을 만들어냅니다.

액체산소를 다루는 일은 결코 쉽지 않습니다.
-183℃의 극저온 상태인 액체산소가
상온의 배관과 추진제 탱크에 주입되면
순식간에 많은 양이 기화하며 압력이 급격히 증가하는데요.
따라서 배관과 추진제 탱크를
충분히 냉각한 뒤 충전해야 합니다.
또한 충전이 완료된 후에도
소량의 기화가 계속 발생하기 때문에
발사 직전까지 충전을 반복해서 이어갑니다.

한국항공우주연구원은 극저온의 액체산소를
안정적으로 충전하고 적절하게 공급하는 추진제 운용 기술,
그리고 강한 하중과 극저온을 견디는
추진제 탱크 제작 기술을 확보하고 있습니다.

-183℃의 액체산소를 다루는 대한민국 독자 기술이
공기 없는 우주에서도 누리호의 뜨거운 불꽃을 만들어냅니다. ☺

#한국항공우주연구원 #항우연 #KARI #누리호 #추진제 #산화제 #액체산소