마하 2.5 초음속 공기흡입구의 버즈 특성에 관한 연구

Study on the Buzz Characteristics of Supersonic Air Intake at Mach 2.5

초음속 흡입구는 설계점에서 안정된 작동을 보이지만 탈설계점에서는 흔히 버즈라고 불리는 공력 불안정성에 직면하게 되고, 결과적으로 현저한 엔진 성능의 저하를 초래하게 된다. 버즈의 일반적인 특성을 파악하기 위해 1단 꺽임각을 갖는 외부 압축식 축대칭 흡입구를 이용하여 실험적, 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해, 흡입구 목에서 박리에 의한 흡입구 질식이 버즈의 주요 원인임을 밝힘으로써 버즈 현상의 메커니즘을 파악하였다. 여러 면적비율에 따라 간헐적 버즈와 연속적 버즈가 관찰되었고 그 천이과정이 파악되었다. 면적비율이 감소할수록 버즈 주파수가 증가하였으나, 각 면적비율에서 흡입구 내 모든 위치의 압력 진동 주파수는 동일한 특성을 갖는다.

off-design conditions, supersonic air inlets often encounter the problem of aerodynamic instability, called inlet buzz, which causes the significant degradation of the engine performance. An experimental and numerical study was conducted to investigate the phenomenon of supersonic inlet buzz on a generic, axisymmetric, external-compression inlet with a single-surface center-body. It is understood the mechanism of buzz onset as proving that the origin of buzz is the flow choking induced by separation at the intake throat. Also it is observed the intermittent and continuous buzz mode as area ratio varies and understood the transition process through this study. The buzz frequency become to be higher as decreasing the area ratio, but for each area ratio, the frequency of pressure oscillation is the same at all points of intake.