열차폐 구조물은 행성대기권 진입시 발생하는 고온 환경으로부터 내부의 탑재체나 탑승자를 보호하기 위한 구조물로서, 행성탐사선이나 유인우주선 개발시 필수적으로 고려해야 하는 부분이다. 본 논문에서 는 열차폐 구조물 최적 설계 기술 확보를 위한 기초 연구로 Carbon-Carbon(C/C) 재질에 대한 삭마 현상을 연구하였다. 고온 플라즈마 유동에 의해 C/C 재질 표면에서 일어나는 화학반응을 고려하여 삭마현상을 모델링하고, 이를 수치적으로 해석하였다. 또한 실린더 형태의 C/C 재질 시편을 제작하여 소형 플라즈마 풍동을 이용한 삭마 실험을 진행하였으며, 그 결과를 통해 전산해석 결과에 대한 비교 및 검증을 수행하였다.
The thermal protection system(TPS) is a structure to protect payload or passenger inside the vehicle from high temperature environment which occurs in situations like planet atmospheric entry. Therefore TPS is essential part in development of planetary probe or manned spacecraft. In present paper, as a basic research for TPS optimal design, Carbon-Carbon(C/C) material was studied. Considering chemical reactions on surface of C/C material by high temperature plasma flow, we simulated ablation phenomenon numerically. In addition, we performed ablation experiments with cylinder-shaped C/C specimen using small plasma wind tunnel equipment. And we compared the experimental result with the simulation result.