• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.33-41
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• 2015

로켓 기반 복합 사이클 엔진의 구성 요소로서 큰 후향 계단을 가진 이중 모드 램젯 엔진의 축소 모델을 설계하였다. 로켓 기반 복합 사이클 엔진에 적용하기 위해 설계 단계에서 고려하여야 하는 인자를 도출하였고 이 설계 인자에 대한 설계 방법을 정립하였다. 이러한 방법을 통하여 설계한 모델에 대하여 전산유체해석과 공력 시험을 수행함으로써 설계 검증을 일부 수행하고 큰 후향 계단을 가진 이중 모드 램젯 엔진의 유동 특성을 파악하였으며 이 연구에서 정립한 주요 설계 인자에 대한 설계 방법이 타당함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.584-587
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• 2011

마하 5 스크램젯 엔진에 대하여 연소 시험에 대한 예비 시험 성격으로서 연료 분사 없이 내부 유동 공력 시험을 수행하였다. 엔진은 흡입구 크기 $70mm{\times}200mm$, 전체 길이 1.7m의 시험용 모델을 대상으로 하였다. 설비는 한국항공우주연구원이 자체 설계 개발하여 보유한 불어내기식 극초음속 시험 설비를 사용하였다. 측정은 엔진 내부 유로를 따라 19개 지점에서 압력을 측정하였다. 시험 결과 본 엔진 모델을 사용하여 설비 시동이 가능하였으며 엔진 내부는 초음속 유동이 유지됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.93-96
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• 2009

고속 비행기술의 발전과 엔진효율의 향상은 비행체와 엔진의 열적부하를 증가시킨다. 극초음속까지 비행체의 속도가 빨라지면 공기흐름을 이용한 냉각이 어렵기 때문에 항공유를 주요 냉각제로서 사용하게 된다. 연료가 열 흡수원(Heat sink)으로서 사용될 때 열분해반응 또는 촉매분해반응과 같은 흡열반응(Endothermic reaction)을 거쳐 분해가 되는데 이러한 특성을 지닌 연료를 흡열연료(Endothermic fuels)라고 한다. 흡열반응은 촉매를 통해 개선될 수 있지만, 코킹침적이 형성되기 이전까지의 온도로 제한된다. 본 연구에서는 흡열연료에 관련된 주요 기술을 조사하여 기초연구에 활용하고자 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.47-52
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• 2004

극초음속 스크램제트 흡입구의 설계는 다양한 공기열역학적인 현상을 수반한다. 이러한 현상은 무딘 앞전효과, 경계층 발달 문제, 천이, 점성/비점성 결합, 충격파 상호작용, 충격파 경계층 상호작용 및 유동 형상 등을 포함한다. 한정된 마하수와 고도 영역 내에서 운용되기 위해 설계되는 흡입구에서는 이러한 현상들 중 몇 가지 현상에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 HyShot 비행시험에서 발생할 수 있는 고도와 받음각 극단에서의 흡입구 성능을 연구하기 위해 몇 가지 중요한 유동 현상(점성 현상, 경계층 박리, 연소기 입구 유동 형상)들이 논의 될 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.65-72
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• 2015

본 연구에서는 이중램제트 엔진 및 로켓/터빈 기반 복합사이클 엔진에의 활용을 위해 Mach 3에서부터 Mach 8까지 넓은 마하수 영역에서 적용이 가능한 초음속흡입구의 형상설계를 수행하고 그 설계방법론에 대해 고찰하였다. 축대칭 가변흡입구를 기본 개념으로 중심콘 각도 및 경사충격파 각도를 이용한 기하학적 관계식으로부터 흡입구 형상을 설계하였으며, 100%에 준하는 포획면적비를 갖도록 하였다. 또한 전산해석결과로부터 Mach 3~8까지 조건에서 흡입구 중심콘에서 발생한 충격파가 올바르게 배치되는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.67-75
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• 2019

본 연구에서는 항공유가 극초음속 비행체용 능동냉각시스템의 냉원으로 사용되면서 흡열분해된 후의 연소특성을 확인하는 연구의 일환으로, 흡열분해 모사연료에 대한 층류화염 전파속도를 측정하였다. 흡열분해 모사연료 2종(SF-1, 2)을 제조하고 분젠버너 시험장치를 제작하여 층류화염속도를 측정한 결과 기준연료(RF)와 비교해 보면 전체적으로 높은 당량비에서 화염전파속도가 빠르게 나타나고 있으며, 특히 SF-1이 SF-2 및 RF보다 훨씬 높은 당량비에서 최대 속도를 가짐을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.20-28
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• 2021

극초음속 유동 시험에 활용되고 있는 충격파 터널 등은 원하는 시험 조건을 얻기 위해 격막의 파열 압력비를 맞추어 운용한다. 주로 금속 재질로 이루어진 격막은 정확한 압력비를 맞추기 위해 특정 형태로 가공하거나 강제 파열 장치를 사용하여 개방한다. 격막의 개방 과정은 수백 microsecond 동안 파열과 변형을 통해 이루어지는데, 동일한 압력비에서도 개방 정도와 개방 소요 시간에 따라 시험 조건이 달라질 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 격막의 두께 및 재질 차이를 반영할 수 있는 파열모델을 적용하여 수치 해석을 수행하고 충격파의 형성과 정체 조건의 특성에 대해 살펴보았다. 격막 파열로 인해 생성된 충격파의 속도는 격막 개방 속도에 비례하였으며, 격막의 최종 개폐율 및 소요 시간에 따라 저압관 끝단에 형성되는 정체 압력과 시험 시간에 차이가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.36-44
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• 2021

스크램제트 엔진 비행시험체의 굽어진 중앙동체 내부 유로에서 발생하는 충격파-경계층 상호작용에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 압축성 Raynolds Averaged Navier Stokes(RANS) 방정식에 난류모델 k-ω SST을 사용하였다. 대표적으로 노즐 윗 벽면의 박리기포, 오목한 충격파와 경계층의 상호작용, 모서리의 충격파-충격파 상호작용이 포착되었다. 해석 결과는 굽어진 내부 유로의 충격파-경계층 상호작용을 가시화하여 이해를 높이고 설계 유의점을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.93-99
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• 2003

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.

• 한국추진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.15-22
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• 2011

한국항공우주연구원의 스크램제트 엔진 시험설비(이하 SETF)는 극초음속 추진기관 성능시험 설비로 일반 공력 풍동과 달리 엔진이 구동하는 비행 고도, 마하수에서의 엔탈피를 모사해야 한다. SETF는 불어내기 식으로 고압공기 공급원으로부터 공급된 고압 공기를 축열식 가열시스템으로 가열시킨 후 시험부에 장착된 노즐을 통과. 팽창하여 엔진 시험 조건을 모사하며, 공기 이젝터를 구동하여 고고도 조건과 설비 시동 조건을 구현한다. SETF의 시험부는 자유제트 형식으로 시험엔진 시작점을 노즐 출구면에 일치시킬 경우 비행체에서 발생되는 경계층과 엔진의 상호 작용을 파악할 수 있는 반면, 설비 시동 특성을 예측하기 힘들어 시험을 통한 설비 특성 파악이 필수적이다. 본 논문에는 SETF의 마하수 및 시험 모델 변화에 따른 시동 성능 그리고 시동 성능 개선을 위하여 수행된 이젝터 설계 변경 과정을 정리하였다.