극초음속 비행체의 비행 중 발생하는 고열을 효율적으로 제어하기 위해 액체 연료 기반 재생냉각 기술이 주목받고 있다. 그러나 액체 탄화수소 연료는 열분해 과정에서 탄소 침전물인 코크가 생성되는 문제가 있으며, 이를 억제하기 위해 소량의 첨가제를 활용하는 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCPD) 연료에 산화방지제(AO) 및 금속 비활성화제(MDA)를 첨가하여 흡열 특성과 코크 저감 효과를 파악하였다. 산화방지제를 첨가한 결과 87 %의 코크 저감 효과를 보였으며, 금속 비활성화제를 첨가한 결과 64 %의 코크 저감 효과를 나타내었다. 두 첨가제를 동시에 적용한 결과 흡열량은 7 % 증가하고 코크는 55 % 감소하였으며, 첨가제 간의 시너지 효과는 확인되지 않았다.

Liquid hydrocarbon-based regenerative cooling technology has garnered significant attention for efficiently managing the extreme heat generated during hypersonic flight. However, one major challenge is the formation of carbonaceous deposits, known as coke, during the thermal decomposition of hydrocarbon fuels. To mitigate this issue, the use of trace amounts of fuel additives has been proposed. In this study, exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCPD) fuel was blended with an antioxidants (AO) and a metal deactivators (MDA) to evaluate their effects on heat absorption performance and coke reduction. The addition of the antioxidants resulted in an 87 % reduction in coke formation, while the metal deactivators achieved a 64 % reduction. When both additives were applied simultaneously, the total heat absorption increased by 7 % and coke formation was reduced by 55 %; however, no synergistic effect was observed between the two additives.

Endothermic Fuel Coke reduction Additives Antioxidants Metal Deactivators