둘째, 액체산소/케로신을 사용하여 산화제과잉 연소를 구현해 냈습니다.
이번에 개발한 예연소기에서는 케로신에 비해 액체산소를 질량비로 60 배 더 넣어 연소시키는데요, 이를 흔히 ‘혼합비가 60이다’ 혹은 ‘O/F 비가 60이다’라고 말을 합니다. 여기서 O/F 비는 산화제(oxidizer)와 연료(fuel)의 질량비를 말합니다. 이때 배기가스는 질량분율 기준으로 산소 92.78%, 이산화탄소 5.16%, 수증기 2.06%가 생성됩니다. 산화제과잉이기 때문에 기본적으로 거의 완전연소가 이루어지고, 생성물의 대부분은 고온의 산소 가스가 됩니다.
보통 주연소기는 최적의 추진 성능을 낼 수 있는 혼합비 조건에서 연소가 되는데요. 이때의 혼합비는 약 2.6 전후가 되고 연소가스의 온도는 3000 도가 넘습니다. 하지만 추진을 위한 운동량을 극대화시켜야 하는 주연소기와는 달리 예연소기의 연소가스는 터보펌프의 터빈을 구동해야하기 때문에 금속 터빈이 녹지 않도록 연소 온도를 충분히 낮춰야만 합니다. 이를 위해서 주연소기의 혼합비인 2.6에 비해 20 배가 넘는 혼합비 60 정도로 산소를 더 넣어 연소를 합니다. 이때 생성되는 가스의 온도는 섭씨 약 400 도 정도로 금속이 녹지 않을 만큼 충분히 낮은 온도가 됩니다.
연소시험을 처음 시작할 때에는 과연 이렇게 좁은 공간에 엄청난 유량이 쏟아지는 속에서, 그리고 이처럼 희박한 연소조건에서 불이 붙을 것인가, 불이 붙더라도 꺼지지 않을까 하는 걱정도 있었습니다. 좁은 공간에 압력은 높다 보니 연소불안정 현상도 발생했습니다.

시험 결과를 해석하고, 부품의 설계를 바꾸는 등의 노력 끝에 결국 안정된 연소를 하는 가스발생기를 만들어 낼 수 있었고, 나중에는 액체산소를 100 배 이상 넣고도 연소시험을 성공적으로 수행할 수 있었습니다.

셋째, 2단형 가스발생기 개발이 이뤄졌습니다.
가스발생기는 높은 온도로 연소하는 이론적인 혼합비 근처가 아니라 연료과잉이나 산화제과잉으로 연소하는 만큼 연소가 불안정해지기 쉽습니다. 연소온도가 낮다는 것은 그만큼 화학반응이 느리게 일어나게 되고 이로 인해 화염이 불균일해지기 쉽기 때문입니다.
이러한 단점을 극복하기 위해 예연소기 내부를 둘로 나누어 주었습니다. 연소가 시작되는 1차 영역에서는 연료와 산화제를 우선 O/F 비 15로 추진제를 넣어 높은 온도에서 타게 함으로써 연소를 안정시키고, 2차 영역에서는 나머지 액체산소를 가스발생기 옆구리에서 공급
해 혼합시킵니다. 1차 구역에 2000 도 정도의 고온 연소영역을 확보해 주었기 때문에 큰 폭의 작동점 변화에 대해서도 안정된 연소를 이룰 수 있었습니다.