Conceptual Design Study of Two-Stage Hypersonic Scramjet Vehicle

2단 초음속 스크램제트 비행체의 개념설계 연구

In this study, two-stage hypersonic scramjet vehicle was designed for the flight condition of Mach number 6. In order to launch at sea level and Mach number 0, two stage concept was applied. The first stage of the vehicle is rocket-powered and is mounted under the second stage. The second stage is scramjet-powered propulsion system and has wing. The suggested mission scenario is to deliver 0.2 ton payload to the range less of 2000km. For the first step of conceptual design, trajectory of air vehicle was calculated by 3-DOF trajectory code. Based on the result of trajectory code, scramjet engine design and mass estimation were performed by non-equilibrium nozzle flow code and NASA's HASA model, respectively. In order to find best solution, all step of designing process was iterated until they were converged.

비행 마하수 6으로 운용되며, 지상 정지 추력으로부터 사용이 가능하도록 2단 추진체 개념이 적용된 스크램제트 엔진 비행체에 대한 개념설계를 수행하였다. 1단은 로켓을 적용되었으며, 2단은 탄화수소 계열의 연료를 사용하는 스크램제트 엔진이 적용되었다. 개념설계를 위하여 반경 2,000km의 운용거리와 0.2톤의 탑재체 무게를 가정하였다. 개념설계의 첫 번째 단계로 3-DOF 코드를 이용하여 비행궤도를 계산하였으며, 계산된 비행계도를 바탕으로 일차원-비평형 유동 코드와 NASA의 HASA 데이터베이스를 이용하여 스크램제트 엔진에 대한 개념설계를 수행하였다.