• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.15-15
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• 2000

제트 베인에 의한 추력 방향 제어 장치는 롤 운동 제어를 가능하게 하고, 큰 선회 각도를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 기계 장치가 비교적 복잡하고, 제트 베인의 열적, 구조적 문제를 해결하여야 한다. 복잡한 기계 장치는 유동 해석의 측면에서 고려해 볼 때 격자 형성을 어렵게 만들어 유동장 해석을 통한 성능예측을 어렵게 만든다. 구조물의 응력해석을 위하여 제트 베인 표면에서의 정압력과 더불어 마찰력도 고려하여야 하는데, 정확한 마찰력 계산을 위해서는 난류 모델링이 필수적이고, 그에 따라 벽면 근처에서 격자를 밀접시키는 것이 요구된다. 본 연구에서는 상용 유동해석 소프트웨어인 Fluent를 사용하여 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 3차원 난류 유동장 계산을 수행하였다. 피치, 요 운동의 경우와 롤 운동의 경우로 구분하여 계산하였으며, 최대 받음각을 $25^{\cire}$ 로 하여 제트 베인의 받음각에 따라 회전축에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하였다. 본 연구의 결과는 향후 개발될 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 개념설계 단계에 필요한 기본자료로서 신뢰도를 높이는데 도움이 되리라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.35-35
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• 2000

추력 편향제어(Thrust Vector Control)는 위성 발사체나 대륙간 탄도 미사일과 같이 공기가 희박한 고 고도에서의 비행자세 제어와 궤도수정, 지대공이나 함대공 유도탄처럼 발사 직후 저속에서 임의의 방향으로 급선회해야 할 경우에 노즐의 배출가스 방향을 직접 조절하여 모멘트를 발생시키는 제어방식을 말한다. 이 방식 중 널리 사용되고 있는 제트 베인 추력 편향제어방식은 베인이 직접 고온, 고속의 가스 흐름내에서 작용하기 때문에 재료는 내열성과 제트 베인 주위에 형성되는 유동 특성, 그리고 베인간의 유동 간섭이 중요한 인자이다. 그러므로, 제트 베인의 실용화는 수치해석에 의존하던 개발 초기나 중기의 설계 단계에서 벗어나 실제 크기나 축소모델의 유동 모사 시험에 의해 성능이 검증되어야 한다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.22-22
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• 1998

기존의 공력 조타에 의한 비행 자세 제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, TVC(Thrust Vector Control)를 이용하면 추력 방향을 변경하여 제어력을 얻음으로써 방향 제어에 보다 월등한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 후자의 방법으로는 저속도 경우와 공기가 희박한 고 고도에서도 충분한 제어력을 얻을 수 있다. 보다 효율적인 제어력을 얻기 위해서는 TVC 방법이 우수하지만 그 성능에 대해서는 충분한 자료가 없는 것이 현재의 상태이다. 제트 베인 방식의 TVC는 베인이 직접 고온 고속의 가스 흐름 내에서 작용하기 때문에 편향추력 발생 측면에서 아주 우수한 방식이며 추력 편향각, 추력 손실 등의 유체역학적인 특성은 제트 베인의 형상, 위치 등으로 결정된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.4
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• pp.75-82
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• 1999

Theoretical analysis and performance test of Jet vane type Thrust Vector Control(TVC) were conducted using supersonic cold-flow system. The use of TVC Systems an in particular jet vanes, are currently being researched for use in air launch, ship launch, underwater launch and high altitude maneuvering of tactical missiles and rockets. The necessity to generate control forces to rapidly change the course of the missile is frequently required when traditional, exterior aerodynamic surfaces are unable to produce these forces, when the flow over the control surface is insufficient. This situation can occur at launch, or high angles of attack of the control surfaces. Jet vanes peformed well at all altitudes and environmental conditions, and jet vanes are extremely effective at deflection angles up to as high as $30^{\circ}$, make them ideal for the launch and maneuver applications. In this study, performance test of supersonic cold-flow system and visualization of supersonic jet was conducted, and shape and deflection angle effect of two types of jet vanes are investigated.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.5 no.1
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• pp.26-33
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• 2001

Thrust vector control system is control device which is mounted exit of the nozzle to generate pitch, yaw and roll directional force by deflecting flow direction of the supersonic jet from the nozzle. By obtaining control force, jetvane which is exposed in jet flow is working thermal and aerodynamic load. Axial thrust loss and side thrust is affected by shock patterns and interactions between jetvanes according to jetvane geometry and turning angle. In this study, we designed 6 types of jetvane to evaluate pitch, yaw and roll characteristics of ietvane in supersonic flow, and perform the cold flow test in range of turning angles of jetvanes between $0^{\cire}$ and $25^{\cire}$ by $5^{\cire}$ respectively. Also, calculation is going side by side to analyse flow interaction. Results show that there is no interactions between jetvanes upto turning angle 20$^{\circ}$, chord and lead length ratio is very important parameter to aerodynamic performance and maximum thrust loss is appeard to 17% of axial thrust in roll directional control.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.31-31
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• 1998

제트베인을 이용한 추력방향 제어장치를 개발하여 평균추력 2950 lbf, 평균 압력 714 psig, 연소시간 4.8초, 노즐 출구직경 약 100mm인 추진기관에 장착하고 이를 시험하고 분석하였다. 재질에 따른 제트베인의 삭마성을 알아보기 위하여 텅스텐과 구리(W/Cu), 지르코늄산화물과 텅스텐(ZrO$_2$/W), 지르코늄 산화물과 몰리브덴(ZrO$_2$/Mo)의 3가지 재질의 베인을 사용하였다 시험된 제트베인 재질 중 지르코늄 산화물과 몰리브덴(ZrO$_2$/Mo)의 합금을 사용한 베인이 내열성 및 삭마성에서 가장 우수하였으며(삭마량 27.65% 삭마율 5.7mm/sec), 지르코늄 산화물과 텅스텐(ZrO$_2$/W), 텅스텐과 구리(W/Cu)의 순서이었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.10a
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• pp.87-91
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• 2005

A conceptual design for the movable roll vane system is done for the roll stability control of KSLV-I. The control effectiveness of the roll vanes is estimated using the numerical simulation. The hinge location is selected to minimize the torque requirement at the maximum dynamic pressure condition, and the maximum torque of 3.0 kN-m is found to be required to actuate the roll vanes for the entire range of operation. An electro-mechanical actuator system which is composed of a DC motor, the speed reducers, the battery package and the controller is designed using the given requirements, the maximum torque of 3.0 kN-m, the maximum deflection angle of 25 deg. and the maximum angular velocity of 30 deg/sec. More detailed design to make more compact and highly efficient system will be done in the future.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.15 no.6
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• pp.46-50
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• 2012

A high-speed centrifugal pump requires more attention to the control of its axial thrust due to the high discharge pressure than a conventional industrial pump. Vanes employed toward the rear cavity of the impeller can be an effective device to control the axial thrust of the pump. The vanes disturb circumferential flow of the cavity and it can modify the axial force acting on the impeller. In this paper, three types of vanes are installed in the high-speed centrifugal pump for liquid rocket engines and the thrust of the pump is measured with an additional thrust measurement unit. According to the results, shapes of cavity vanes have effects on the axial thrust of the pump. As the height of vanes increases, the outlet pressure of the rear floating ring seal decreases which results in a decrease of the thrust. On the other hand, head of the pump is almost same regardless of cavity vanes. Also, the pressure drop of the bypass pipeline increases when vanes are removed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.10
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• pp.1267-1274
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• 2012

A guide vane plays a key role in controlling the flow rate of water supplied to the turbine of a hydropower plant. It has been reported that guide vane bearing bushings are subjected to considerable wear, which requires them to be maintained. An ancillary service such as frequency control and black start causes cyclic low opening operation of the guide vanes. It is empirically well known that such operation increases the wear rate of the guide vane bearing bushing. In this study, the effect of low opening operation on the increasing wear of the guide vane bearing bushing is quantitatively assessed via finite element flow analysis, finite element stress analysis, and relative wear evaluation. As a result of the assessment, it is identified that the pressure applied on the guide vane surface increases and the contact length between the outer surface of the guide vane stem and the inner surface of the bearing bushing decreases with a decrease in the opening of the guide vane. In addition, low opening of the guide vanes results in an increase in the relative wear owing to the generation of high contact pressure on the bearing bushing surfaces.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.2
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• pp.34-41
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• 2012

Thrust vector control system is a control device which is mounted on the exit of the nozzle to generate pitch, yaw and roll directional force by deflecting flow direction of the supersonic jet from the nozzle. Thermal and aerodynamic loads are acting on the surface of jet vane when it is exposed to the jet flow. Axial thrust loss and side thrust loss are affected by shock patterns and interactions between jet-vanes which varies with jet-vane geometry and turning angle. In this research, the performance estimation using the numerical simulation analysis of the nozzle is given and the investigation of the flow visualization and aerodynamic performance with the enforced power to the vane is taken.