Comparison of Thrust Measurement of a Supersonic Wind Tunnel

The determination of thrust is essential in design and evaluation of a hypersonic airbreathing propulsion device. Conventional methods to determine the thrust is using thrust stand or force measurement system. However, these conventional methos are not applicable to the case where thrusts stands are impractical, such as free jet testing of engines, and model combustor. For this reason, the thrust determination method from measured pitot pressure is considered and validated. Validation of thrust determination from pitot pressures can be achieved by comparing the actual thrust from thrust stand. For validation purpose, a small-scale supersonic wind tunnel is installed on the thrust stand. Thrusts are measured while pressures are measured simulaneously. Then, the thrust from pitot pressure measurements are compared with the measured thrust and theoretical thrusts.

초음속 풍동의 추력 측정 방법 비교

극초음속 추진기관의 설계 및 평가에 있어 추력의 측정은 매우 중요하다. 일반적인 추력 측정방법으로는 추력 측정기를 사용하고 있지만 이러한 방법으론 엔진의 자유제트 실험이나 모델 연소기 같은 실험에는 적용이 부적절하다. 이 때문에 피토압력을 이용한 새로운 추력 계산 방법을 고려하였고 검증하였다. 피토 압력을 통해 계산된 추력의 검증은 추력측정기를 통해 측정된 실제 추력값과의 비료를 통해 이루어질 수 있으며 이를 위해 추력측정기 위에 소형 초음속 풍동을 장착하였다. 추력이 측정되는 동안 충동 후방의 피토압력을 동시에 측정하였다. 측정된 피토 압력을 이용하여 구한 추력값을 검증하기 위해서, 추력측정기로 측정한 추력을 완정팽창 노즐이론 및 추력계수를 이용한 이론적인 계산에 의해 구해진 추력값과 비료, 분석하였다.