• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.35 no.4
• /
• pp.11-18
• /
• 1998

This study describes sea trial tests for a waterjet propulsion system attached in the hybrid super high speed cargo ship named "Narae". A measuring technique of jet velocity, gross thrust and impeller torque for the waterjet system is explained. From the measured data in sea trial test, performance of the waterjet propulsion system is analyzed and compared with model test results of a similar waterjet system which was carried out in 1996. The erective horse power estimated from sea trial tests shows a good agreement with resistance test results of the model ship. The optimum rising height is estimated as 0.75 m, and the overall efficiency of the waterjet system is predicted as 0.315 at 15 knots. Useful data such as the pump performance, the jet efficiency, the losses of inlet duct and nozzle were obtained. Test results show a similar behavior to the model test results.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 2005.04a
• /
• pp.30-34
• /
• 2005

고속 선박을 추진하는 한 방법으로 널리 사용되는 물분사 추진은 물을 내부 덕트로 빨아들여 임펠러로 물을 가속시켜 노즐을 통해 분사시킴으로써 입출구의 운동량차이에 의해 추력을 얻는 추진장치이다. 선박의 목적에 따라 사용되는 다양한 형태의 물분사 추진기의 개발을 위하여 모형실험을 통하여 그 성능을 검증하는 부분에서 로터의 피치각 변화에 따른 추진기의 성능 실험을 하는 것은 많은 비용과 시간이 따른다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 추진기 내부의 유동장을 4가지 피치각에 따라 추진력을 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 로터의 회전을 고려하여 슬라이딩 다중 격자기법을 적용하였고 추력계수, 토크계수, 그리고 모멘텀을 해석 결과와 비교 분석을 통하여 추진기의 성능과 효율을 추정하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.121-131
• /
• 2005

For thrust motion of high speed underwater torpedo the special hydro reactive fuels that burns in vapor water and water supply from aboard is used. The main component of this hydro reactive fuel is the powder of active metal (Mg, Al) that can burn in water vapor with large heat generation in the rocket combustion chamber. The thermodynamic analysis of combustion properties of the burning of the particles of these active metal in the vapor water have been carried out. The conception for the possible content variants of the hydro reactive fuels have been discussed using the geometrical and thermodynamic combustion conditions with the basic recommendation for contents of designed hydro reactive fuels in future.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.82-85
• /
• 2009

In the development of Liquid Rocket Engine(LRE) systems, it is essential to understand the spray characteristics which influence mainly the performance and the stability of combustion. The injectors for this study have a recessed Liquid-swirl/Gas-centered jet coaxial type. For the similarity with actual conditions, the experimental conditions are calculated by using the momentum ratio as a matching parameter, and the stimulants of fuel and oxidizer are gaseous nitrogen and water respectively. The spray fields were measured by means of a photographic technique. Moreover, an effect of the momentum ratio has been investigated.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1998.04a
• /
• pp.10-10
• /
• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1998.04a
• /
• pp.26-26
• /
• 1998

우주항공 산업에 대한 관심 증가에 따라 지상에서 많은 연소시험을 시행하고 있으나, 소음 발생문제에 부딪혀 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 초보적 단계이기는 하나, 액체로켓 엔진의 추력 손실을 최소화시키고 최대한 제트 소음을 크게 줄일 수 있는 소음기를 연구, 개발하고 있다. 본 연구에서는 제트소음에 대한 기초연구를 수행하여 물분사형 소음기를 설계 및 제작하였고, 물분사량과 소음기의 기하학적형상이 소음 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 본 실험범위에서 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 동일한 물 분사량 조건에서, 소음기 길이가 노즐출구 직경의 10배 모델 보다 30배 모델이 9dbl 정도 감음효과를 보였다. 2. 불 분사량이 증가함에 따라 소음레벨은 감소하였고, 30배 모델의 경우 불분사량이 배기가스의 10-12배 조건에서는 소음레벨을 91dbl까지 줄일 수 있었다. 3. 상기조건(소음레벨 91dbl)에 확장관을 부착함으로써, 소음레벨을 약 86dbl까지 줄일 수 있었다. 4. 본 형태의 물분사방식을 채택할 경우 고온배기가스로 인한 소음기의 파손을 방지하기 위해서 반드시 막냉각장치의 설치가 요구된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.26 no.1
• /
• pp.12-19
• /
• 2022

The propellants used in the gas generator of the ducted rocket are fuel-rich propellants, which contain an excessive amount of metal fuel and a small amount of oxidizing agent compared to general solid rocket propellants. In this paper, boron powder and MgAl(Magnesium-Aluminium alloy) were applied to produce fuel-rich propellants. The optimum formulation was determined by characterizing these metal fuel-rich propellants. Analysis of combustion products in the gas generators confirmed that the fuel-rich propellants containing fine boron powder itself instead of boron-bead could be useful in gas generators.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.34 no.4
• /
• pp.21-30
• /
• 1997

This paper describes the experimental method of a pod-type waterjet propulsion system in a towing tank and shows the experimental analysis and test results of a designed waterjet propulsion system to be used for a hybrid high speed craft. The cruising performance of this craft is estimated from the results of the hull resistance test and waterjet test under the assumption that the interaction between the hull and the inlet pod is very small. A pod-type waterjet system with an axial pump was designed and a stand-alone waterjet experimental system was developed. Useful data such as the pump performance, the jet efficiency, the losses of inlet duct and nozzle were obtained. Test results show a good agreement with the design requirement.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.47 no.9
• /
• pp.629-641
• /
• 2019

In order to limit the temperature rise of the structure to a certain level or less while maintaining the aerodynamic shape of solid rocket nozzle by effectively blocking a large amount of heat introduced by the combustion gas of high temperature and high pressure, the heat-resistant materials such as C/C composite having excellent ablation resistance are applied to a position in contact with the combustion gas, and the heat-insulating materials having a low thermal diffusivity are applied to the backside thereof. SiC/SiC composite, which has excellent oxidation resistance, is applied to gas turbine engines and contributes to increase engine performance due to light weight and heat-resistant improvement. Scramjet, flying at hypersonic speed, has been studying the development of C/SiC structures using the endothermic fuel as a coolant because the intake air temperature is very high. In this paper, characteristics, application examples, and development trends of various heat-resistant composites used in solid rocket nozzles, gas turbine engines, and ramjet/scramjet propulsions were discussed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.354-358
• /
• 2007

An experimental study was performed to understand spray characteristics of the slinger injector. system for the micro turbojet engine. In this fuel injection system, fuel is sprayed and atomized in the combustor by centrifugal forces of engine shaft. This experimental apparatus consist of a high speed rotating Spindle, slinger injector, pressure tank and acrylic case. The droplet size and velocity were measured by PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) and spray was visualized by using Nd-Yag laser-based flash photography. From the test results, the droplet size(SMD) is largely affected to rotational speed, mass flow rate and the number of injection orifice. From the this experimental study, we could understand the spray characteristics of the slinger injection system and obtain the optimum shape of the slinger injector nozzle which is suitable for the micro turbojet engine.