Occurance and Analysis of Combustion Instability in Supersonic Airbreathing Engine

초음속 공기흡입식 엔진 연소기의 연소불안정 발생 및 분석

Ramjet engine is weak for low frequency combustion instability because of their long air flow passage. A model combustor which has fuel injector and V-gutter shaped flame holder was designed and fabricated in order to simulate a combustion mechanism of ramjet engine, and it could demonstrate combustion instability which might occur in ramjet combustor. The frequency of the instability was very similar to that of acoustic resonance frequency of combustor, and it proved that a typical combustion instability by thermo-acoustic coupling occurred.

램제트 엔진은 다른 공기흡입식 엔진에 비해 상대적으로 매우 긴 유로를 지니고 있음으로 인해 저주파 연소불안정에 취약한 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 램제트 엔진에서 발생하는 연소 현상과 동일한 메카니즘을 모사할 수 있는 연료분사장치 및 V-gutter 형태의 화염안정화장치를 장착한 소형 연소기를 설계/제작하여, 램제트 연소기에서 발생할 수 있는 연소불안정 현상을 시현하였다. 이 연소기에서 발생한 연소불안정은 연소시스템의 음향학적인 공진 주파수와 유사하게 나타남을 확인하였으며, 이를 통해 thermo-acoustic coupling에 의한 전형적인 연소 불안정이 발생하였음을 확인할 수 있었다.