본 논문에서는 다단 연소방식의 액체로켓엔진인 우주왕복선 주 엔진 (Space Shuttle Main Engine, SSME)의 공칭 작동점에서 기초적인 모델링을 하고 정상상태 시뮬레이션을 수행한 내용을 제시한다. 모델링은 각 구성품들에 대한 열역학 및 동역학적 특성을 이용하여, 뉴턴의 제 2 법칙과 열역학 제 1 법칙에 기반으로 크게 7 가지 분류로 나누어 구성하였다. SSME 의 순항상태 추력을 기준으로 하여 각 구성품들에 대한 모델링의 트림 조건을 구한 후 실제 운용을 통해 구해진 SSME 의 순항상태의 각 구성품별 수치들과 비교하여 공칭 작동점을 구하였으며 이를 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
This paper deals with the process of basic modeling for Space Shuttle Main Engine (SSME) which is a liquid propellant rocket engine using staged-combustion cycle, and the result of the steady-state simulation based on each nominal operating point of SSME components. Using thermodynamics and dynamics characteristics of the SSME components, the modeling was established based on Newton’s the second law and the first law of thermodynamics, and divided into 7 major categories. Based on the model, trim points of each component were obtained, and the nominal points were obtained by comparing the trim points with experimental data. We confirmed the mathematical model using numerical simulations.