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Combustion Test of a Mach 5 Scramjet Engine Model

마하 5 스크램젯 엔진 모델의 연소 시험

  • 양인영 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀) ;
  • 이양지 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀) ;
  • 김영문 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀) ;
  • 이경재 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀)
  • Received : 2012.11.29
  • Accepted : 2013.03.15
  • Published : 2013.06.01

Abstract

Combustion tests were conducted for a hydrogen-fueled Mach 5 scramjet engine model using a blow-down facility. No fuel and two fuel flow rate cases were tested for two different model configurations. Time history of the wall static pressures inside the model and their time-averaged spatial distribution were used for the analysis of the flow and combustion characteristics. For shorter model, supersonic combustion was occurred for both of the fuel flow rate cases. For longer model, supersonic combustion was occurred for less fuel case, whereas thermal choking and subsonic combustion were occurred for more fuel case. Intake started even for this subsonic combustion case.

수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

Keywords

References

  1. Kang, S. H., Lee, Y. J., Yang, S. S., Smart, M. K., and Suraweera, M. V., "Cowl and Cavity Effects on Mixing and Combustion in Scramjet Engines," Journal of Propulsion and Power, Vol. 27, No. 6, 2011, pp.1169-1177 https://doi.org/10.2514/1.48818
  2. Lee, Y. J., Kang, S. H., and Yang, S. S., "Development of the Scramjet Engine Test Facility in Korea Aerospace Research Institute," 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, Chicago, USA, AIAA 2010-4792, 2010
  3. 양인영, 이양지, 김영문, 이경재, "마하 5 스크램젯 엔진의 흡입구 시동 특성," 한국추진공학회 2012년도 춘계학술대회, 2012, pp.520-525
  4. Yang, I. Y., Lee, Y. J., Lee, K. J., and Park, C., "Effect of the Combustor Configuration on the FLow and Combustion in a Scramjet Engine," Journal of Propulsion and Power, Vol. 29, No. 3, 2013, pp. 751-755 https://doi.org/10.2514/1.B34737
  5. Billig, F. S., Dugger, G. L., and Waltrup, P. J., "Inlet-Combustor Interface Problems in Scramjet Engines," 1st International Symposium on Air Breathing Engines, 1972