• 제목/요약/키워드: 동력터빈

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헬리콥터용 보조동력장치 개발 및 인증 (Development and Qualification of an Auxiliary Power Unit for Helicopter)

  • 임병준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.198-200
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    • 2017
  • 보조동력장치(Auxiliary Power Unit: APU)는 항공기에 장착되어 주엔진의 지상 및 공중 시동을 위한 에너지를 공급하고 항공기의 비상 및 보조 전원을 공급하는 역할을 하는 소형 가스터빈엔진이다. 항공기용 APU는 구조가 간단하고 소형이지만 유인 항공기에 장착되기 때문에 높은 신뢰성이 요구되므로 인증 절차를 통하여 그 신뢰성을 입증하여야 한다. 한국항공우주연구원은 2007년부터 2012년까지 한화 테크윈과 함께 축적된 국내 연구개발 역량 및 경험을 바탕으로 헬리콥터용 APU의 설계/해석, 제작 및 조립, 개발시험 및 인증시험을 평가를 성공적으로 완료하였다. 본 논문에서는 헬리콥터용 보조동력장치의 개발 및 인증 과정에 대하여 정리하였다.

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아크형 날개를 이용한 항력식 수직축 소형 풍력 터빈 설계 (Design of Drag-type Vertical Axis Miniature Wind Turbine Using Arc Shaped Blade)

  • 김동건;김문경;차득근;윤순현
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.7-12
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    • 2006
  • This study is to develop a system of electric power generation utilizing the wind resources available in the domestic wind environment. We tested drag-type vortical wind turbine models, which have two different types of blades: a flat plate and circular arc shape. Through a performance test, conditions of maximum rotational speed were found by measuring the rpm of wind turbine. The rotational speed was measured by a tachometer in a wind tunnel and the tunnel wind speed was by using a pilot-static tube and a micro manometer. The performance test for a prototype was accomplished by calculating power, power coefficient, torque coefficient from the measurement of torque and rpm by a dynamometer controller From the measurements for miniature turbine models with two different blades, the circular arc shape was found to Produce a maximum rotational speed for the same wind velocity condition. Based on this result, the prototype with the circular arc blade was made and tested. We found that it produces 500W at the wind velocity of 10.8 m/s and the power coefficient was 20%.

수직축 풍력터빈 성능개선에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Performance of the Vertical-Axis Wind Turbine)

  • 김병국;김영호;송우석;이승배;남상규;김사만
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.17-24
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    • 2007
  • This paper presents the design procedure of a vertical wind turbine named jet-wheel-turbo turbine and the numerical and experimental verifications. The design parameters such as the rotor inlet angle, the diameter-to-hub ratio, the inlet guide outlet angle and the solidity were optimized to maximize the energy transfer, and to further increase the turbine efficiency by applying the side guide vane and the side opening to the rotor. The maximum power coefficient of 0.59, which is much higher than the ever-designed three-bladed horizontal turbines, was experimentally obtained when the optimal inlet- and side-guide vanes were installed and both sides of the rotor were 80% opened. The maximum power coefficients occur at the tip speed ratio ranging between 0.6 and 0.7. This vertical-axis turbine model can be applied to the large-scale power generation system with the speed and torque control algorithm for the specified wind characteristics.

기계식(機械式) 폭기장치(曝氣裝置) 모형(模型)의 폭기특성(曝氣特性)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Aeration Characteristics of a Mechanical Aerator Model)

  • 김환기;양상현
    • 대한토목학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.33-44
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    • 1982
  • 활성(活性)슬러지법(法)에 의한 폐수처리(廢水處理)에서 가장 중요(重要)한 단위조작(單位操作)의 하나인 폭기특성(曝氣特性)을 연구(硏究)할 목적(目的)으로 드라프트 튜브가 부착(附着)된 팔각형(八角形) 폭기조(曝氣槽)와 piched blade형(形)의 터빈을 설치(設置)한 폭기장치(曝氣裝置) 모델을 제작(製作)하여 터빈의 모양을 여러가지로 변화(變化)시켜 이 모델에서의 산소이동속도(酸素移動速度), 소비동력(消費動力) 및 유속(流速)과 유태(流態)를 실험(實驗)에 의하여 측정(測定) 및 조사(調査)하고 평가(評價)했다. 그리고 그 결과(結果)를 무차원(無次元)으로 수식화(數式化)하여 폭기조(曝氣槽)에서 폭기특성(曝氣特性)을 연구(硏究)함으로써, 폭기조(曝氣槽)에서의 터빈의 합리적(合理的)인 모양 결정(決定) 시도(試圖)하였다.

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신경회로망을 이용한 스마트 무인기용 가스터빈 엔진의 성능진단에 관한 연구 (A Study on Performance Diagnostic of Smart UAV Gas Turbine Engine using Neural Network)

  • 공창덕;기자영;이창호;이승현
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.213-217
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    • 2006
  • PW206C 터보 축 엔진을 위해 신경회로망을 이용한 지능형 성능 진단 프로그램이 제안되었다. 이 엔진은 항공우주연구원에서 개발 중에 있는 틸트 로터 타입 스마트 무인기의 추진시스템으로 선정되었다. 1개의 은닉층, 입력층, 출력층을 가지는 BPN(Back Propagation Network)이 신경회로망을 훈련시키기 위해 이용되었다. 입력층은 7개의 뉴런을 가지는데 SHP, MF, P2, T2, P4, T4 및 T5와 같은 측정파라미터이며 출력층은 6개의 뉴런으로 구성되어 있으며 각각은 압축기, 압축기 터빈, 동력 터빈의 유량 함수 및 효율이다. 신경망을 훈련하고 테스트하기 위한 데이터 베이스는 가스터빈 성능모사 프로그램을 이용하여 구성하였다. 훈련된 신경망을 PW206C 터보 축 엔진의 진단에 적용한 결과 제안된 진단 알고리즘이 압축기 오염과 압축기 터빈의 침식과 같은 단일 손상을 탐지하는데 유용함을 확인하였다.

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유전 알고리즘을 이용한 탈 설계 영역에서의 항공기용 가스터빈 엔진 결함 진단 (A Study on Defect Diagnostics of Gas-Turbine Engine on Off-Design Condition Using Genetic Algorithms)

  • 용민철;서동혁;최동환;노태성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.350-353
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    • 2007
  • 본 연구에서는 항공기용 가스터빈 엔진의 운용에 있어 실시간 결함 진단을 위해 유전 알고리즘을 사용하였다. 탈 설계 영역에서 성능 저하를 고려한 가스터빈 엔진의 구성요소는 압축기, 가스발생기 터빈, 동력 터빈이다. 지상정지 상태인 설계점에 비해 고도, 비행 마하수, 연료유량에 대한 탈 설계 진단의 경우 학습 데이터는 약 200배 이상으로 증가하였으며, 요구 수렴도를 만족시키기 위해 방대한 학습시간이 요구된다. 탈 설계 영역에서 단일결함에 관한 진단오차를 만족시키고 학습시간을 단축시키기 위해 최적분할을 사용하였고 그 결과, 오차범위 5% 이내로 진단됨을 확인하였다.

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선박 폐열을 이용한 100kW급 구심터빈 공력설계 및 CFD에 의한 성능해석 (Performance Analysis by CFD and Aerodynamic Design of 100kW Class Radial Turbine Using Waste Heat from Ship)

  • 모장오;김유택;김만응;오철;김정환;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권2호
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    • pp.175-181
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    • 2011
  • 본 연구에서는 선박용 폐열회수 발전시스템에 적용 가능한 100kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석기법을 이용하여 열사이클 시스템 및 구심터빈 최적화를 위한 설계자료를 확보하는 것이다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성되며, 해석격자는 격자테스트를 통해 약 230만개 정도의 최적격자를 구성하였다. 질량유량 0.5kg/s, 회전속도는 75,000rpm, 입구압력은 195~620kPa 범위 내에서 8가지 조건으로 설정하였다. 베인노즐 내부로 증기가 유입된 후 출구로 갈수록 노즐의 압력면과 흡입면의 압력이 비슷해지면서 마하수가 거의 같은 값을 보였다. 입구온도와 압력이 $250^{\circ}C$, 352kPa 일 때 등엔트로피 효율은 74%, 기계동력은 108kW의 해석결과를 보이고 있다.

신경회로망을 이용한 스마트 무인기용 가스터빈 엔진의 성능진단에 관한 연구 (A Study on Performance Diagnostic of Smart UAV Gas Turbine Engine using Neural Network)

  • 공창덕;기자영;이창호
    • 한국추진공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.15-22
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    • 2006
  • PW206C 터보 축 엔진을 위해 신경회로망을 이용한 지능형 성능 진단 프로그램이 제안되었다. 이 엔진은 항공우주연구원에서 개발 중에 있는 틸트 로터 타입 스마트 무인기의 추진시스템으로 선정되었다. 1개의 은닉층, 입력층, 출력층을 가지는 BPN(Back Propagation Network)이 신경회로망을 학습시키기 위해 이용되었다 입력층은 7개의 뉴런을 가지는데 SHP, MF, PT2, TT2, PT4, TT4 및 TT5와 같은 측정파라미터이며 출력층은 6개의 뉴런으로 구성되어 있으며 각각은 압축기, 압축기 터빈, 동력 터빈의 유량함수 및 효율이다. 신경망을 훈련하고 테스트하기 위한 데이터 베이스는 가스터빈 성능모사 프로그램을 이용하여 구성하였다. 훈련된 신경망을 PW206C 터보 축 엔진의 진단에 적용한 결과 제안된 진단 알고리즘이 압축기 오염과 압축기 터빈의 침식과 같은 단일 손상을 탐지하는데 유용함을 확인하였다.

시일의 마멸이 다단 터빈 펌프 동특성에 미치는 영향 (Effect of Seal Wear on the Rotordynamics of a Multistage Turbine Pump)

  • 김영철;이동환;이봉주
    • 소음진동
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    • 제7권6호
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    • pp.1015-1023
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    • 1997
  • Rotordynamic analysis of a multistage turbine pump using finite element method is performed to investigate the effects of seal wear on its system behavior. Stiffness and damping coefficents of the 2-axial grooved bearing are obtained as functions of rotating speed. Stiffness and damping coefficients of plane annuler seals are calculated as functions of rotating speed as well as seal clearance of seals become larger, these stiffness and damping coefficients decrease drastically so that there can be significant changes in whirl natural frequencies and damping characteristics of the pump rotor system. Although a pump is designed to operate with a sufficient seperation margin from the 1st critical speed, seal wear due to long operation may cause a sudden increase in vibration amplitude by resonance shift and reduce seal damping capability.

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BEMT를 적용한 수평축 풍력터빈 성능해석 소프트웨어의 개발 (Software Development for the Performance Analysis of the HAWT based on BEMT)

  • 김범석;남청도;이영호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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    • pp.575-578
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    • 2005
  • The optimum design and the performance analysis software called POSEIDON for the HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine) was developed by use of BEMT. The Prandtl's tip loss theory was adopted to consider the blade tip loss. The lift and the drag coefficient of S-809 airfoil were predicted via X-FOIL and also the post stall characteristics of S-809 were estimated by the Viterna's equations. All the predicted aerodynamic characteristics are fairly well agreed with the wind tunnel test results, performed by Sommers in Delft university of technology. The rated power of the testing rotor is 20kW(FIL-20) at design conditions. The experimental aerodynamic parameters and the X-FOIL data were used for the power prediction of the FIL-20 respectively. The comparison results shows good agreement in power prediction.

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