직결형 초음속 연소기 시험 설비 개발

Development of a Direct-Connected Supersonic Combustor Test Facility

스크램젯 엔진용 초음속 연소기 연구를 위한 직결형, 연속식 연소 시험 설비를 개발하였다. 비행체 속도 마하 5, 연소기 입구 유속 마하 2를 가정하고, 시험 대상 연소기의 유로 단면은 높이 32 mm, 폭 70 mm로 가정하여 설비 요구 조건을 결정하였다. 이에 따라 설비는 유동 전압력 548 kPaA, 전온도 1,320 K, 유량 0.776 kg/s로 설계하였다. 설비는 터보형 압축기, 전기 가열기 및 연소식 가열기와 그 하류에 유동 가속을 위해 장착한 마하 2의 2차원 노즐로 구성하였다. 노즐 상류에서 산소를 추가 공급하여 연소식 공기 가열에 의한 산소 감소를 보상하도록 하였다. 배기는 별도의 감압은 하지 않았다. 저압, 저유량에서의 시운전을 수행하였으며, 설계점 운전은 향후 계획 중에 있다.

A direct-connected, continuous type combustion test facility was developed to test a supersonic combustor model used in scramjet engines. The facility requirements were determined by assuming the flight speed of Mach 5, yielding the combustor inlet flow speed of Mach 2. Also the cross-section of the supersonic combustor under test was assumed as $32mm{\times}70mm$. As a result, the facility was designed to have the flow total pressure of 548 kPaA, total temperature of 1,320 K, and flow rate of 0.776 kg/s. The facility consists of a turbo type air compressor, electric air heater, vitiation air heater and a two dimensional facility nozzle to accelerate the flow to Mach 2. Also, an oxygen supply system was added to compensate the vitiation. The exhaust de-pressurization system is not added. Designed pressure, temperature, and flow rate were verified through the test operation of the facility.