• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.88-88
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• 2003

로켓 엔진 시스템에는 가압가스로 추진제를 엔진으로 공급하는 가압 시스템과 터보펌프를 이용해 엔진으로 고압의 추진제를 공급하는 터보펌프 시스템으로 나눌 수 있으며 터보펌프 시스템은 다시 Gas Generator를 이용하는 개방형 엔진과 Prebumer를 이용한 폐쇄형 엔진인 다단 엔진으로 구분할 수 있다. 로켓의 엔진 시스템은 Turbine, Turbopump, Gas Generator, Thrust Chamber, Tube, Valve, Propellant Tank 등 각 구성품 간에 서로 상호간섭이 매우 심한 공정이다 로켓 엔진 시스템은 이와 같은 상호간섭에 의해 추력 제어 및 혼합비 제어, 추진제 소진 제어 적용 시 정확하고 강인한 제어를 수행하여야 한다. 이를 위해 정확한 동특성 모델을 구축하는 것이 중요하며 모델을 통해 적절한 제어 시스템을 선택하여야 한다. 그러나 현재 국내에는 이에 대한 연구가 미미하며 해외의 경우 로켓은 특수 분야에 속함으로 공개되어 있지 않다. 로켓에 대한 개발 연구에 있어서는 위와 같은 작업이 선행되어야 하며 이에 대한 선행 연구로 한국항공우주연구원에서 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진시스템에 대한 동특성 모델을 구성하였다. 배관부, 터빈, 펌프, 밸브, Gas Generator, 재생냉각, 추력연소실 등 엔진 시스템을 구성하는 구성품에 대한 동특성 모델을 구성하였으며 이를 matlab의 simulink를 통해 각 구성품을 연결하여 최종 엔진시스템의 동특성 모델을 구성하였다. 구성된 동특성 모델을 통해 각종 변화(추진제 밀도 변화, 추력 변화, 혼합비 변화 등)에 대한 엔진 시스템 변화를 예측하여 정확한 엔진 시스템에 대한 이해를 넓혔으며 추력 제어 및 혼합비, 추진제 소진 제어를 최적으로 할 수 있는 제어 시스템 구축을 위한 기초 자료로 이용할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.985-987
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• 2011

This paper includes a development of a starting time prediction model for a derivative engine. For this derivative engine design, a new map expansion method, Modified Pump Scaling Law(MPS), has been applied and expand the maps to sub-idle range. From loss characteristics of the reference engine, loss models for the derivative engine have been developed considering different pressure, temperature, and engine configurations. Starting time predictions of the derivative engine shows preferable results comparing test results.

• Tribology and Lubricants
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• v.11 no.4
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• pp.1-12
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• 1995

여러 가지 필수적인 윤활유 성상과 함께 요즘 개발된 엔진에서 요구되는 중요한 특성 중 하나가 윤활유 내의 공기 혼입(aeration) 문제이다. 만일 윤활유 내에 공기가 일정 한도 이상 혼입되면 윤활유가 수행하는 일반 기능 중 하중을 분산시키는 압력 분산 작용과 윤활 작용 및 마찰열을 식혀 주는 냉각 작용이 제대로 되지 않아 엔진 수명과 내구성에 심각한 문제를 초래한다. 특히 현재 밸브 소음 저감 및 정비성 향상을 위해 대부분의 엔진에서 채용하고 있는 hydraulic valve lash adjuster(HLA)에 미치는 영향이 가장 심각하다. HLA는 그 작동 특성이 엔진 오일의 비 압축성을 이용하고 있기 때문에 만일 HLA 내부의 고압실에 공기가 오일에 섞여 들어간다변 밸브 시스템 강성이 떨어지게 되어 오히려 HLA 사용 목적에 반해 밸크 이상 거동에 의한 소음이 유발될 뿐만 아니라 심하면 밸브가 파단되는 심각한 현상이 초래되기도 한다. 상기한 바와 같이 aeration 현상은 경우에 따라 매우 심각한 문제를 유발하기도 하며 엔진이 고속 고출력화 하면서 그 특성은 더욱 관심사가 되어 왔다. 따라서 엔진 각 부분의 올바른 기능과 신뢰성 확보를 위해 aeration의 특징 발생 원인 및 대책을 살펴보고 특히 oil aeration이 HLA와 엔진 베어링에 미치는 영향에 대해 분석 고찰해 봄으로써 그 특성을 이해하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.181-189
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• 2010

개방형 액체로켓엔진 시스템에 대한 동특성 예측 프로그램을 작성하였다. 이 프로그램을 통해 얻은 펌프 시동 시 시간에 따른 압력 및 유량 변화 결과를 수류실험장치를 구축하여 실험적으로 검증하였다. 수류실험장치는 실제 액체로켓엔진 추진제 공급 계통에서 구성품의 형태와 배치위치, 가스발생기와 주연소실로 분기되는 유량비를 기준으로 모사되었다. 측정 시 관로가 채워진 상태에서 펌프를 시동하였으며 펌프는 전동기로 구동된다. 동특성 예측 프로그램의 작성을 위해 구성품별 동특성 모델링을 수행하고 엔진 시스템을 기준으로 각 모델링을 순차적으로 통합하였다. 구성품의 동특성 파라미터를 측정 반영하였고 압력 밸런싱을 통해 수렴 조건이 결정된다. 수렴된 밀도와 유량을 가지고 다음 시간에서의 초기 입력 값으로 대체하여 계산을 수행하였다. 천이 작동 상태에서 엔진 시스템 내의 물리량 변화를 전산 예측과 더불어 실험적으로 측정하고 비교하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.23 no.3
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• pp.58-66
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• 2019

In this study, the start-up characteristics of a staged combustion engine were analyzed numerically based on relational equation modeling of the entire engine components. The start-up characteristics were extensively analyzed considering the transient period of the total engine system from the start-up sequence till the steady-state of the engine. The performance characteristics of the engine components such as RPM of engine power-pack, chamber pressure and O/F ratio of pre-burner, and mass flow of propellants in the start-up period were investigated. Furthermore, the calculated engine data were compared satisfactorily with the experimental data. Through the comparison of data, successful validation of present engine start-up analysis has been obtained.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.315-318
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• 2007

A dynamic simulation of a turbo-shaft engine was performed for analysis of transient-state and engine-starting characteristics using the MATLAB/SIMULINKTM. The turbo-shaft engine was modelled based on thermodynamic and rotor dynamic relations. The analysis of engine starting characteristics was performed by monitoring the rate of the pressure, temperature and mechanical torque changes along the engine stations by the torque input generated from the accessary power unit and transmitted to the power turbine. The simulation of the transient-state characteristics of the engine was performed under fuel flow rate increase from the steady-state condition. For the future study, engine control unit will be added to the basic turbo-shaft engine model to enhance capability of engine performance simulation.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.17-27
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• 1987

최근 자동차기술의 발달로 인한 차량의 경량화, 고급화 추세는 더욱 개선된 승차감을 요구하고 있다. 승차감에 영향을 미치는 주요인으로서는 엔진의 진동과 소음, 변속장치, 구동축 등의 구동 계통의 진동 및 소음, 그리고 노면으로부터의 진동, 외부 공기의 흐름에 의한 소음 등 여러가지가 있다. 엔진지지계는 이중 엔진의 진동 및 소음을 절연하는 기능을 맡고 있고 동시에 엔진하중의 지지, 변위제한, 충격흡수 등의 기능도 가지고 있다. 실제에 있어서 엔진지지계는 진동 및 소음 절연의 기능 외에 다른 기능도 갖고 있으나 이중 가장 어렵고 해석이 곤란한 것은 결국 진동절 연성능이라고 할 수 있다. 그러나 여러 가지 제약조건이 있으므로 최적의 진동절연특성의 실 현이 항상 가능한 것은 아니고 방진고무의 특성치난 지지각도 등의 어느 범위안에서만 선택이 가능하므로 실제 설계에 있어서는 적용상의 특정조건을 만족시키는 초기설계치를 정하여 그때의 진동절연특성을 평가하고 기준이하일때는 설계치를 재조정하여 다시 평가하는 접근방식이 실질 적이다. 따라서 이 설계과정에 필요한 엔진지지계의 진동절연특성해석 및 평가용 컴퓨터 프로 그램을 개발하였으며 그 해석치와 실험결과를 비교하여 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.436-442
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• 2012

In the process of liquid rocket engine design, obtaining method of the dynamic characteristics of engine should be emphasized typically to determine the control logic and algorithms of the throttle valves in the propellant feed pipeline. However, determining the dynamic characteristics of an engine through the autonomous test is very hard and laborious, so that the numerical approach is prevailing. In this study, using the previously developed dynamic analysis model of the engine around the steady state, we introduced a disturbance to this model, and obtained the dynamic response in the time domain. And by applying the well-known Levy method to this temporal response, we could deduce the transfer function of that system that can give us various information of engine and can be manipulated to design the control system.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.5-5
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• 1999

액체추진 로켓엔진의 개발과정에서 고주파 연소불안정은 엔진의 비행 안정성 및 성능의 보장을 위해 반드시 고려해야 하는 중요한 인자이다. 특히 액체추진 로켓엔진에 사용되는 다양한 추진제 조합 중 LOX/RP-1은 그 성능, 가용성, 경제성 등의 측면에서 우수한 추진제이지만 F-1 엔진의 개발과정에서와 같이 여타 추진제 조합에 비해 고주파 연소불안정 특성이 강하게 나타난다. 액체추진 로켓엔진의 음향불안정 특성 예측을 위해 다양한 방법이 제시되어 왔다. 그 중 n-$\tau$ 2 매개변수 법은 연소불안정 특성 예측에 실험적 고찰을 통한 간단한 연소모델을 포함하는 것으로 신속한 결과를 얻을 수 있다는 장점 때문에 엔진의 예비설계 및 본 설계과정에서 인정성 측면의 분석을 위해 널리 사용되고 있고 기존의 엔진 개발과정을 통해 그 신뢰성이 검증되어 왔다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.1
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• pp.23-30
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• 2014

To improve efficiency of diesel engine which requests high output recently and is used all kinds of industrial areas, this thesis experimented dynamic characteristics and exhaust gas characteristics of diesel engine installed by supercharger of correspondent output 200HP and natural inhalation diesel engine through the dynamometer and exhaust gas analyzer in same condition. As the result of experiment with natural inhalation diesel engine and diesel engine installed by supercharger, there were a few differences of output, but dynamic characteristics at high speed showed increased output and efficiency of the engine installed by supercharger. On the contrary, in exhaust gas characteristics, the model installed by supercharger showed increased exhaust gas such as $NO_X$, $O_2$, etc, but added value of exhaust gas is low if considering $CO_2$ reduction and efficiency of dynamic characteristic's increase. Based on the results, diesel engine installed by supercharger is expected to show higher economic feasibility than natural inhalation diesel than natural inhalation engine from an angle of efficiency. Keywords: 200hp class Turbocharger, Exhaust Gas, Engine Performance, Marine Diesel Engine.