고출력 로켓

고출력 로켓(영어: High-power rocketry)은 모형 로켓과 유사한 아마추어 로켓 취미 활동의 한 분야이다. 모형 로켓과의 주요 차이점은 더 높은 임펄스(총추력) 범위의 모터가 사용된다는 점에 있다.

정의

미국화재예방협회(NFPA)의 고출력 로켓 정의에 따르면, 다음 조건 중 하나 이상을 충족하는 로켓을 고출력 로켓으로 분류한다.

• 총 중량이 1,500그램(3.3 lb)을 초과하는 로켓
• 125그램(4.4 oz) 이상의 추진제를 포함하는 모터를 사용하는 로켓
• 총 임펄스가 160.1뉴턴 초(40.47 lbf·s) 이상인 모터를 사용하는 로켓
• 평균 추력이 80뉴턴(18 lbf) 이상인 모터를 사용하는 로켓

미국 연방 규정(CFR Title 14, Part 101)에 따르면, 고출력 로켓은 Class 2 로켓으로 분류되며, 총 임펄스가 40,960뉴턴 초 이하인 모터에 의해 추진되는 아마추어 로켓으로 정의된다. 이를 초과하는 경우 Class 3(고급 고출력 로켓)으로 분류되어 연방항공청(FAA)의 개별 승인이 필요하다.

모터 등급 분류

고출력 로켓은 상업적으로 이용 가능한 H등급부터 O등급까지의 모터를 사용한다. 문자 명명 시스템은 연속된 문자가 이전 문자의 총 임펄스를 약 2배로 하는 체계를 따른다.

인증 체계

모형 로켓과 달리, 고출력 로켓을 비행하기 위해서는 관리 기관의 인증이 필요하다. 미국에서는 트리폴리 로켓 협회(TRA)와 전미 로켓 협회(NAR)가 주요 승인 기관이다. 인증은 세 가지 레벨로 구성된다.

• 레벨 1: H, I 등급 모터
• 레벨 2: J, K, L 등급 모터 (필기시험 추가)
• 레벨 3: M, N, O 등급 모터 (기술 자문 패널의 감독 및 문서화 필요)

영국에서는 영국 로켓 협회(UKRA)가, 캐나다에서는 캐나다 로켓 협회(CAR)가 유사한 인증 프로그램을 운영하고 있다.

구조 및 재료

고출력 로켓은 페놀 수지, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 기타 복합 재료와 플라스틱으로 제작된다. 모터 케이싱은 일반적으로 기계 가공된 알루미늄으로 제작되며 재장전이 가능하여 여러 번 사용할 수 있다. 10,000피트(약 3,048m) 이상의 고도와 초음속 범위의 속도에 도달하는 경우가 드물지 않으며, 정교한 전자 장치(고도계, 가속도계, 기압센서 등)를 탑재하여 비행 데이터를 기록하고 회수 시스템을 전개한다.

추진 방식

고출력 로켓은 주로 상업적으로 이용 가능한 과염소산암모늄 복합 추진제(APCP) 기반 고체 모터 또는 아산화 질소 기반 하이브리드 모터로 구동된다.

회수 시스템

고출력 로켓은 높은 고도로 인해 일반 모형 로켓보다 복잡한 회수 시스템을 사용한다. 고도계나 전자 타이머가 드로그 낙하산(하강 시 로켓을 안정화)을 전개한 후, 사전 설정된 고도에서 주 낙하산을 전개하여 안전한 속도로 회수한다. 이러한 전개는 소형 폭발물(흑색 화약 등) 또는 가압 가스(CO2 등)에 의해 이루어진다.