한국추진공학회지 (Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers)

  • 제15권4호
  • /
  • Pages.41-47
  • /
  • 2011
  • /
  • 1226-6027(pISSN)
  • /
  • 2288-4548(eISSN)
한국추진공학회 (The Korean Society of Propulsion Engineers)
권호 표지

초음속 충동형 터빈의 로터 앞전 두께가 성능 변화에 미치는 영향

Rotor Leading Edge Thickness Effect on Supersonic Impulse Turbine Performance

  • 이항기 (한국항공우주연구원 터보펌프팀) ;
  • 정은환 (한국항공우주연구원 터보펌프팀) ;
  • 박편구 (한국항공우주연구원 터보펌프팀) ;
  • 김진한 (한국항공우주연구원 터보펌프팀)
  • 투고 : 2010.12.05
  • 심사 : 2011.07.05
  • 발행 : 2011.08.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

75톤급 개방형 액체로켓 엔진에 장착되는 터보펌프의 터빈은 초음속 충동형 방식이다. 본 연구에서는 터빈 로터 앞전 두께가 성능에 미치는 영향을 실험을 통해 살펴보았다. 터빈 시험에서는 2가지 다른 앞전 두께를 가진 로터를 이용해 실험하였으며, 각 로터는 앞전 두께 대 피치비가 30톤 로터 대비 각각 1.9배와 1.4배이다. 시험 결과 로터 두께가 1.4배인 로터의 설계 상사점 효율이 1.5% 상승하였고, 동일 회전수에서 최대 효율이 나타나는 압력비도 완전팽창비 쪽으로 증가하였다.

Turbopump, which is a part of 75 ton open cycle liquid rocket engine has a super sonic impulse turbine. This paper investigated the leading edge thickness effect on the turbine performance experimently. Two rotors were tested with the different leading edge thickness. The ratios (rotor thickness to Pitch) are 1.9 and 1.4 times to 30 ton turbine rotor. As a result, a rotor with 1.4 times ratio had a 1.5% higher efficiency gain than a rotor with 1.9 times ratio. The pressure ratio with the maximum efficiency on the same rotational speed was increased to the full expansion ratio of nozzle.

키워드

참고문헌

  1. 김진한, "국내 터보펌프 개발 현황," 한국추진공학회지, 제12권, 제5호, 2008, pp.73-78
  2. 홍순삼, 김대진, 김진선, 김진한, "30톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 실매질시험," 한국추진공학회지, 제13권, 제3호, 2009, pp.20-26
  3. 정은환, 이항기, 박편구, 곽현덕, 김진한, "75톤급 액체로켓 엔진 터보펌프 터빈의 성능특성연구," 한국추진공학회지, 제14권, 제5호, 2010, pp.65-71
  4. C. D. Colclough, "Design of turbine blades suitable for supersonic relative inlet velocities and the investigation of their performance in cascades: part II experiments, results and discussion," Journal of mechanical engineering science, Vol 8, No. 2, 1966
  5. B. S. Stratford and G. E. Sansome, "Theory and tunnel tests of rotor blades for supersonic turbines," Aeronautical Research Council, R&M No.3275, 1962
  6. 정은환, 박편구, 이항기, 김진선, 김대진, 김진한, "초음속 충동형 터빈의 설계성능 검증방법에 대한 해석 및 시험적 고찰," 한국추진공학회지, 제13권, 제5호, 2009, pp.7-14
  7. 정은환, 강상훈, 신동윤, 박편구, 김진한, "터보펌프 터빈의 성능 및 노즐-로터 간극의 영향에 대한 실험적 고찰," 한국추진공학회지, 제10권, 제2호, 2006, pp.78-86
  8. E. Jeong, H. G. Lee, P. G. Park, J. Kim, "Tip Clearance Effect on the Performance of a Shrouded Supersonic Impulse Turbine," Journal of Propulsion and Power, Vol. 24, No, 6, November-December 2008