김도건

영종중학교 김도건입니다

저는 미래에 항공우주공학자가 되고 싶습니다. 어릴 때 부터 여행을 가는 것 자체 보다 비행기를 타는게 더 좋을 정도로 비행기가 좋아 맨날 비행기만 타고싶어서 꿈이 파일럿이었습니다. 비행기 윈리와 조종방법을 찾아보면서 항공기의 매력에 빠졌습니다. 학교에서 친구들과 놀다 종이비행기의 무게과 비행거리와의 연관성이 궁금해져 운동장에서 종이비행기의 무게의 따른 비행 거리에 대한 실험을 시작으로 현재까지도 다양한 주제로 탐구를 해오고 있습니다. 그 결과 항공기 뿐만 아니라 로켓과 같은 우주 발사체에도 관심을 가지게 되었습니다. 향후 항공분야의 더욱 전문적인 지식에 대해 배우고 다양한 실험을 진행하고 싶습니다.

OPEN ROCKET을 이용한 로켓 구조 설계

저희는 OPENROCKET이라는 오픈소스 로켓 설계 프로그램을 활용하여 로켓의 CG(무게중심점), CP(압력중심점)을 구하여 다양한 구조의 로켓 핀과 노즈콘을 설계하며 최적의 설계에 대해 생각해 보았습니다.

CATIA를 이용한 로켓 설계

저희는 CATIA V9를 통해 OPENROCKET으로 설계한 Nose과 Fin을 3D 모델로 제작하였습니다.

로켓 추진체 선정 과정

저희는 다양한 고체, 액체 추진체에 대해 조사 및 연구해본 결과, ESTES사의 C6-5 추진체가 저희 발사체에 적합하다 생각하여 최종적으로 선정하게 되었습니다.

▲1차 제작 로켓

▲2차 제작 로켓

로켓 제작 및 발사 과정

1차 제작 당시에는 위에서 설계한 로켓 모델을 3D로 출력하여 지관을 통해 로켓을 제작하였습니다. 그러나 당시 Fin의 구조 및 Nose의 설계가 CG 및 CP의 거리 와 같은 점을 계산하지 못하여 로켓이 비정상적인 궤적을 그리며 비행하였습니다.

2차 제작시에는 CG와 CP의 거리를 고려하며 Nose의 형태도 기존의 모양과는 달리 Hack Serise를 이용하여 비행의 안정성을 높였습니다.

2차 발사 결과

CG, CP, Nose 등 다양한 요소를 고려하여 최종 설계한 결과, 기존 1차 발사체보다 보다 향상된 성능을 보이게 되었습니다. 정상적인 궤적을 그리며 비행하였으며, 예상 착지 지점에 정상적으로 착륙하였고, 1차 발사와는 다르게 낙하산도 정상 작동하였습니다.

마치며 로켓

CG, CP, Nose 등 다양한 요소를 고려하여 최종 설계한 결과, 기존 1차 발사체보다 보다 향상된 성능을 보이게 되었습니다. 정상적인 궤적을 그리며 비행하였으며, 예상 착지 지점에 정상적으로 착륙하였고, 1차 발사와는 다르게 낙하산도 정상 작동하였습니다.