• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.283-291
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• 2011

수직발사 추진기관의 추력방향조종(TVC)용으로 사용되는 제트베인 조립체의 열전달 특성을 고찰하기 위해 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 제트베인 주위의 대류열전달계수는 열경계층 방정식의 해와 반실험식을 사용하여 구하였다. 제트베인 조립체의 3차원 온도분포에 대한 해석은 PATRAN과 ABAQUS 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 본 수치해석 기법의 타당성은 제트베인 축 내부에서 측정한 온도와 열해석 결과의 비교를 통해 검증하였다. 제트베인의 3개 편향각(0o, 12.5o, 25o)에 대해 연소시간별 제트베인의 온도변화를 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.84-91
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• 2002

Shroud로 감싸여 있는 제트베인의 추력 방향 조종 특성은 shoroud가 없는 제트베인의 조종 특성보다 매우 복잡하며 그 특성이 매우 특이하다. 이러한 제트 베인 시스템의 조종 특성을 파악하기 위하여 베인과 shroud 고유의 공력 특성은 물론 shroud/베인간의 유동 간섭에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 이를 위하여 반실험적인 모델링을 개발하고, 실제 기하학적 모델을 고려한 삼차원 유동해석과 실기형 연소시험을 수행하여 복잡한 물리적현상을 도출하여 shroud로 감싸여 있는 제트베인의 측력 특성을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권1호
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• pp.26-33
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• 2001

제트베인 추력편향장치는 노즐 뒤에 장착되어 노즐에서 분사되는 초음속 제트의 유동방향을 편향시킴으로써 하나의 노즐로 피치, 요, 롤 방향의 제어를 할 수 있는 장치이다. 제어력을 얻기 위해 초음속 유동중에 노출되어 있는 제트베인에는 열 및 공기역학적 하중이 작용하게 되며, 제트베인의 형상 및 편향각에 따라 나타나는 충격파 및 제트베인 상호 유동간섭으로 인해 비행 추력 손실 및 측력의 크기에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 마하 2.88 노즐 중에 놓인 제트베인의 피치 및 요, 롤 방향의 특성을 규명하기 위해 6 종의 제트베인을 선정하고, 각 방향에 따른 제트베인 편향각 $0^{\cire}$~$25^{\cire}$ 범위에서 $5^{\cire}$ 간격으로 유동시험을 각각 수행하였다. 또한, 유동해석을 병행하여 제트베인간의 유동 간섭 특성을 분석하였다. 연구 결과 제트베인간의 상호간섭은 나타나지 않으며, 제트베인의 공기역학적 특성은 현과 리드의 길이 비에 크게 좌우되고, 최대 추력손실은 롤 제어시 축추력의 17%로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.39-45
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• 2003

본 연구에서는 제트 베인의 선단부 형상과 종횡비에 따라 다르게 나타나는 공기 역학적 특성을 분석하였으며, 고속 고온의 가스에 의해 발생하는 제트 베인의 삭마형태에 따른 공기역학적 성능 감소를 분석하였다. 이 연구를 위해 압축 공기를 이용한 초음속 유동 시험 장치를 제작하여 마하수 2.88, 과소 팽창비 2인 유동을 모사하고, 제트 베인의 선단부 형상과 종횡비에 따른 공기역학적 특성 분석을 위해 형상이 다른 18종의 제트 베인을 제작하였으며, 또한 삭마율에 따른 공기 역학적 성능 감소를 분석하기 위해 원형과 원형 제트 베인의 10%, 20% 삭마된 베인을 제작하여, 제트 베인의 편향각을 0도에서 25도까지 5도 간격으로 변화시켜가며 양력과 항력을 측정하여 삭마와 관련한 공기역학적 성능을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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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.

• 한국추진공학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-16
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• 2005

제트베인은 로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지며, 발사 수초 후까지 연소가스와의 접촉으로 인해 구동부를 가열시키고, 그 자체도 화학적 혹은 기계적으로 삭마된다. 본 연구는 제트베인의 열해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다. 경계층 적분법과 유한차분법의 연립해석이 이루어 졌으며, 벽근방에서 도출된 경계조건을 바탕으로 베인 내부의 비정상 열전도 해석도 수행되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.54-58
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• 2003

로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지는 제트베인(jet vane)은 작은 설치 공간 및 빠른 응답성 등과 같은 장점과 함께 엔진 연소실에서 발생한 고온고속의 연소가스에 직접 노출되어 삭마(ablation)되는 단점 또한 안고 있다. 본 연구는 제트베인의 삭마해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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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)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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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.