에어터보램제트 엔진의 탈설계점 성능해석

본 연구에서는 에어터보램제트(ATR) 엔진의 탈설계점 성능해석을 위한 코드를 개발하고 이를 이용하여 기 설계된 ATR 엔진에 대한 탈설계점 성능해석을 수행하였다. 미리 정의한 작동 영역 중 중요 작동점을 정의하여 성능해석을 수행하였으며, 작동 영역이 넓음을 고려하여 가변 흡입구 및 가변 노즐을 사용하는 것으로 가정하였다. 각 요소 부품은 탈설계점 성능을 계산할 수 있도록 수학적 모델을 개발하였으며, 이 과정에서 일부 설계 개념을 도입하여 각 요소 부품의 설계 인자에 따른 성능 변화도 계산하였다. 성능해석 결과 기 설계된 엔진은 ATR 비행체의 임무 영역(마하 6.0, 고도 30km)을 모두 달성하기 어렵고, 낮은 마하 수에서 예냉각기의 역할이 크지 않음을 알 수 있었다.

In this study, a performance analysis code was developed for the off-design performance analysis of air turbo ramjet(ATR) engine, and the analyses were performed for the pre-designed ATR engine at several operating points in the envelope. Variable intake and thrust nozzle were assumed to cover the wide envelope. Mathematical models for each components were developed to calculate their off-design performance. Simple design formulas were introduced for some components to explore the performance variation versus the design parameters. As a result, the pre-defined engine couldn't cover the entire mission profile. And it was also found that the effect of the pre-cooler was not very great, especially in the region of low Mach number.