넷째, 액체산소를 가지고 연소실 벽을 재생 냉각하였습니다.
액체산소를 가지고 연소실 벽 냉각, 즉 재생 냉각을 실현했습니다. 연소실 벽을 냉각하면서 얻은 열량을 그냥 버리지 않고 연소실로 도로 가지고 들어간다고 해서 재생 냉각(regeneration cooling)이라고 합니다.
지금까지 국내에서 개발된 주연소기와 가스발생기는 모두 연소실 벽을 구성하는 재생 냉각 채널을 케로신으로 냉각하였지만, 이번 개발된 가스발생기는 영하 180도 정도 되는 극저온의 액체산소를 가지고 냉각을 하였습니다.

‘액체산소가 재생 냉각 채널 내에서 열을 받아 급격히 기화하면 흐르는 냉각유체의 양이 급감하여 충분한 냉각이 되지 못해 연소실이 녹아내린다’라는 일반적인 우려가 있을 수도 있는데요. 사실 200 기압이나 되는 고압의 세계에서는 우리가 일상생활에서 경험하는 것과는 다소 다른 물리현상이 일어납니다. 200 기압의 액체산소는 천이임계 상태라고 하여 열을 받는다고 해도 우리가 흔히 말하는 기화, 즉 급격한 상변화가 일어나지 않고 밀도가 완만히 떨어지면서 초임계상태로 넘어갑니다. 즉 불연속이 일어나지 않고 부피가 완만하게 조금 팽창합니다.
좀 더 정확한 용어로 말하자면 추진제는 펌프에 의해 높은 압력으로 가압되어 임계압력을 충분히 상회하는 영역에서 존재하며, 이로 인해 삼중점(triple point)와 임계점(critical point) 사이에 있는 기체와 액체 상태의 경계를 넘어가지 않고, 액체와 같은 상태(liquid-like condition)에서 열을 흡수하여 기체와 같은 상태(gas-like condition)가 될 때까지 밀도가 매우 완만하게 변화할 뿐입니다. 따라서 갑자기 채널 내에서 액체산소가 기화하여 압력이 순간 증가하거나, 기화로 인해 냉각 유량이 급감하는 현상은 일어나지 않습니다.
이론적으로야 이렇다 하지만 이런 과정을 위험한 연소시험을 통해 실제로 증명해야 하는 입장에서는 여간 부담스러운 시험이 아닐 수 없었습니다. 시작은 조심스러웠지만 시험은 잘 이루어졌고 이후 개발시험 동안 액체산소에 의한 연소기 냉각이 문제가 된 적은 없었습니다.
지금 러시아에서는 가스발생기 뿐 아니라 주연소기도 아예 액체산소로 냉각하는 시험을 수행하고 있다고 합니다. 그동안 케로신으로만 냉각했던 주연소기 냉각 분야에서도 새로운 패러다임이 등장할 수도 있을 듯합니다.