• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.3
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• pp.56-60
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• 2017

In hypersonic aircraft, increase of aerodynamic heat and engine heat leads heat loads in airframe. It could lead structural change of aircraft's component and malfunctioning. Endothermic fuels are liquid hydrocarbon fuels which are able to absorb the heat load by undergoing endothermic reactions. In this study, exo-tetrahydrodicyclopentadiene was selected as a model endothermic fuel and experiments were investigated in endothermic fuel cooling system with zeolite catalyst. Three shapes of catalysts have been manufactured and endothermic characteristics were recovered. Bineded catalyst showed higher heat absorption and conversion than other two zeolite catalysts. In product distribution, binded catalyst showed higher aromatics composition.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.71-79
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• 2010

As hypersonic flight speeds and engines efficiencies increase, heat loads on an aircraft and it's engine increase. Because the temperature of the air flow is too high to cool the aircraft structure at hypersonic flight speeds, it is essential to use the aircraft fuel as the primary coolant. Endothermic fuels are liquid hydrocarbon aircraft fuels which are able to absorb the heat loads by undergoing endothermic reactions, such as thermal and catalytic cracking. The endothermic reactions are improved by catalysts which change the extent of reaction and product distribution. At high temperature, liquid hydrocarbons would lead to coke formation that can reduce the effectiveness of heat exchanger and cause rapid degradation of the catalyst, thus endothermic capacity of endothermic fuels is limited to the temperature at which coke doesn't form. In this study, the essential cooling technologies by applying endothermic fuels and the properties of the endothermic fuels are described.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.95-100
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• 2014

In hypersonic aircraft, increase of aerodynamic heat and engine heat leads heat loads in airframe. It could lead structural change of aircraft's component and malfunctioning. Endothermic fuels are liquid hydrocarbon fuels which are able to absorb the heat load by undergoing endothermic reactions. In this study, exo-tetrahydrodicyclopentadiene was selected as a model endothermic fuel and experiments on endothermic properties were investigated with pore structure controlled zeolite catalyst using metal deposition. We secured the catalyst that had better endothermic performance than commercial catalyst. The object of this study is inspect catalyst properties which have effect on heat absorption improvement. Synthetic catalyst could be applied to system that use exo-THDCP as endothermic fuel instead of other commercial catalyst.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.581-585
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• 2009

In this study, conceptual design of the RBCC (Rocket Based Combined Cycle) engine was performed for the hypersonic propulsion system development. For the flight mission, RBCC engine takes off at sea level and accelerates up to Mach 8 at the altitude of 30km. By the flight speed characteristics, operating pattern of the engine is categorized into 3 modes : Ejector jet (~Mach 3), Ramjet (Mach 3~6), Scramjet (Mach 6~8). According to the engine mode characteristics, RBCC engine design and analysis was performed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.61-61
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• 2002

스크램 제트 엔진의 설계에서 초음속으로 유입된 공기의 짧은 잔류시간으로 인한 연료-공기의 혼합은 가장 중요하며 해결하기 힘든 문제이다. 전헝적인 비행 조건에서 흡입 공기가 극초음속 비행기 엔진 내에서 잔류하는 시간의 단위는 1 ms 정도이어서 짧은 시간 동안 연료와 공기는 효율적으로 혼합되어야 하며, 최대의 추진력을 얻기 위하여 과도한 공력저항없이 연소 가능한 연료-공기 혼합기를 생성시킬 수 있는 효율적인 연료-공기의 혼합 방법이 요구된다. 현재까지 가장 많이 연구되어 온 혼합 방법은 엔진 입구로 들어오는 공기 유동에 수직 방향으로 연료를 분사하는 것으로 이 방법은 연료 유동 방향과 공기 유동 방향이 수직이기 때문에 추력 손실이 생기는 단점을 갖고 있지만, 초음속으로 유입되는 공기에 수직으로 연료를 분사하게되면 분사 위치 앞에 궁형 충격파가 생겨서 감속되어 유동이 회전하는 재순환영역이 생기고 연료의 혼합이 잘 이루어지는 장점이 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.15-15
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• 1998

마하 수 6 이상인 극초음속 비행에는 스크램제트(SCRamjet : Supersonic Combustion Ramjet) 엔진이 가장 적합한 엔진으로 알려져 있고 현재 미국을 중심으로 이 엔진의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 스크램제트 엔진의 성공적인 개발을 위해서는 초음속 공기 내에서 연료의 분사를 통한 가장 효율적인 연소를 유도할 수 있어야 한다. 초음속 상태의 공기와 연료의 혼합을 증대시키고 연소안정성을 향상시키는 방법으로 연소기 내에 인위적으로 경사충격파를 발생시키는 방안이 Marble 등에 의해 최초로 도입되었다. 본 연구에서는 스크램제트엔진 내의 연소기를 모델링하여 마하수 2.5의 초음속공기 유동 중앙에 수소 제트를 분사하여 초음속 수소-공기 화염을 만들고 연소기의 측면에 동일한 모양과 크기의 쐐기를 각각 부착시켜 평면 경사충격파를 발생시켰다 본 실험은 충격파가 초음속 화염에 미치는 영향을 연구한 최초의 실험연구이다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.38-48
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• 2005

For the development of Scramjet engine technology, intake designing processes are investigated. The basic geometry is determined by the inviuld relation such as shock wave relations and geometric relations. Furthermore, bleed duct is installed for preventing boundary layer development and shock wave impingement. Performance of the designed intake is validated by numerical analysis. As a result, double- wedge intake showed better characteristics in total pressure recovery than single-wedge intake.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.27-30
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• 2007

In recent years, scientific community has found renewed interest in hypersonic flight research. These hypersonic vehicles undergo severe aero-thermal environments during their flight regimes. One of the most important topics of research in hypersonic aerodynamics is to find a reasonable way of calculating either the surface temperature or the heat flux to surface when its temperature is held fixed. This requires modeling of physical and chemical processes. Hyperbolic system of equations with stiff relaxation method are being identified in recent literature as a novel method of predicting long time behavior of systems such as gas at high temperatures. In present work, Energy Relaxation Method (ERM) has been considered to simulate the real gas flow over a 2-D cylinder. Present heat flux results over the cylinder compared well with the experiment. Thus, real gas effects in hypersonic flows can be modeled through energy relaxation method.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.5 no.1
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• pp.10-17
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• 2001

In this paper are presented main power and gasdynamic characteristics of hypersonic test cell of Research Test Center (RTC) of Central Institute of Aviation Motors (CIAM). The distributions of temperature and Mach number at the exit of the aerodynamic nozzle of test cell are received at simulation conditions of flight at Mf=6. Values of available pressure difference and throttling characteristics for various operational modes of test cell, including the loading of working section by Scramjet model without the heating of air at entrance to the aerodynamic nozzle and with the heating of air, are received too.