• 대한조선학회지
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• 제32권1호
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• pp.28-31
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• 1995

워터제트(Waterjet) 추진의 개념은 선박용 스크류 프로펠러 만큼이나 오래 되었지만, 1960년대 까지도 많은 이용이 없었다. 왜냐하면 스크류 프로펠러가 더 간단하고 가벼우면서 훨씬 더 효 율적인 추진도구로 간주되어 왔기 때문이었다. 그러나 최근 수년 사이에 워터제트로 추진되는 세계적인 선박들 및 제작회사들의 수가 괄목할만한 증가를 보이고 있고, 선진국의 초고속선 개 발과 관령하여 워터제트 추진방식에 대한 새로운 시각에서의 연구가 활발히 진행되어지고 있 다[1]. 21세기 해상교통수당을 선도할 수 있으리라 판단되고 있는 초고속선 개발 연구를 수행하고 있는 선박·해양공학연구센터에서도 초고속선용 추진 장치로서 워터제트 추진기를 선택하였었 다[2]. 이러한 대표적인 이유로서는 종래의 일반적인 선박용 스크류 프로펠러로서는 고속 추진에 한계를 가지고 있는 반면, 워터제트 추진방식은 각 요소들의 최적 설계를 통해 고속에서의 추 진효율 향상을 꾀할 수 있기 때문이었다. 선진국에서는 이미 이러한 워터제트 추진에 대한 성 능해석 기법이 정립되어 있고[3], 중.소형 워터제트 추진기 제작을 통한 경험을 바탕으로 대출력 워터제트 추진기 개발도 가능한 단계이다[4]. 그러나 국내에서는 이에 대한 연구가 거의 없어 외국의 기술에 의존하고 있는 실정이다. 본 고에서는 워터제트 추진기의 기본적인 개념과 당 연구센타에서 수행하고 있는 모형시험법 개발 연구의 일부를 소개하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.199-203
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• 2019

속도 4km/s 이상인 초고속 제트의 관통 깊이는 제트와 표적의 밀도 비를 통해 기술된다. 반면에 동일한 밀도인 경우 표적들 사이의 강도 차이는 관통 깊이 차이에 영향을 주지 않는다. 본 연구는 초고속 제트의 "강도 무관성"에 관한 연구를 다룬다. 이를 위해 초고속 성형작약탄두 제트(SCJ)에 의해 발생된 크레이터 압력의 변화를 유한요소해석을 통해 계산하고, 철강소재의 polymorphic 상변이 발현 가능성을 조사하였다. 결과적으로 초고속 제트는 표적 크레이터에 polymorphic 상변이를 일으킬 수 있고, 이로 인한 표적의 파괴 인성 저하가 강도 무관성의 원인으로 예측된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.23-32
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• 2016

초고속으로 비행하는 물체의 항력을 줄이기 위해 노즈콘으로부터 제트를 분사하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 항력감소의 기초자료와 핵심 변수를 파악하기 위해서 미국의 항력감소용 분사 제트 연구 동향을 조사하고 요약하였다. 연구에 활용한 노즈콘 모델의 형상은 반구 실린더, 잘린 콘, 재돌입 캡슐이었으며, 각 모델의 시험조건에 대해 정리하였다. 항력감소의 핵심 변수는 분사제트의 마하수, 질량유량, 압력비율이다. 항력감소효과는 주어진 조건에 따라 다양한 결과를 보였지만, 최대 40~50% 정도까지 항력이 감소하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제4권1호
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• pp.44-54
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• 2006

초음속 또는 극초음속 비행체용 추진기관은 산화재 공급방식에 따라 공기흡입형과 로켓 그리고 이들을 혼합한 형태인 복합사이클 추진기관으로 구분할 수 있다. 그러나 재사용이 가능하다는 측면에서 미래의 추진기관들은 공기흡입형과 복합사이클 추진기관들이 주류를 이룰 것으로 예상된다. 본 논문에서는 차세대 초고속 추진기관으로 유력시 되고 있는 공기흡입형 추진기관들 중에서 램/스크램 제트 추진기관들을 중심으로 세계적인 개발동향과 기술개념을 기술하였으며 이 두 가지 추진기관들을 바탕으로 구성된 복합사이클 추진기관들에 대한 개념들을 소개하였다. 항공우주선진국들을 중심으로 차세대 고속비행체 및 고속추진기관의 실용화 개발 움직임들이 구체화 되고 있는 가운데 최근 들어 비록 미약하지만 한국항공우주연구원을 비롯한 몇 개의 기관 및 대학에서 램제트/스크램제트 추진기관에 대한 핵심 요소기술 연구들이 진행되고 있는 것은 그나마 다행이라 할 수 있으며 본 논문이 차세대 초고속 추진기관에 대한 이해를 돕는데 도움이 되기를 기대한다.

• 과학과기술
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• 제32권4호통권359호
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• pp.20-22
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• 1999

2015년에는 서울-LA를 5시간에 비행할 수 있는 초고속 여객기가 등장한다. NASA가 계획중인 하이퍼-X계획은 지상 3만m고도에서 현재의 제트여객기보다 11배 빠른 여객기 개발을 추진하고 있는데 성공만 한다면 서울-뉴욕을 한시간에 날아갈 수 있게 된다. 21세기 중반에는 공항에 내린 여객기들이 터널을 통해 도심터널까지 들어가서 승객을 내려준다. 또한 2020년엔 모두 수소에너지를 사용하는 혼성차가 나오고 초전도 전자추진기술을 이용한 대형 화물잠수함도 등장하게 된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.141-146
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• 2005

본 논문은 램제트/스크램제트 엔진에 대한 이론적인 해석 결과를 보여준다. 본 연구의 주요 목적은 램제트/스크램제트 엔진의 성능변수에 대하여 해석적 연구를 통해 물리적인 이해와 기초를 제시하는 것이다. 램제트/스크램제트 성능에 있어서 비행 마하수와 흡입구, 연소특성 등의 영향에 대하여 해석적 연구를 수행하였으며, 일정한 압력 또는 일정한 단면적을 가진 연소기에 대하여 사이클 해석을 통해 비교/분석하였다. 또한 연소기 입구에서의 최적 마하수에 대하여 연구하였다.

• 대한조선학회지
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• 제32권4호
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• pp.37-39
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• 1995

가스터빈, 워터제트 등 기존의 추진시스템을 이용한 초고속선의 핵심기술 등을 종합하여 중형 화물선은 일본 TSL 수준에 도달시키고 중간목표로 설정한 선박의 실용화를 단계적으로 추진 하며, 선형기술, 선체 구조기술, 추진시스템기술, 원자력 안전기술, 해상 교통관제기술 등 이에 필요한 기술을 개발한다. 이들 기술은 21세기에 걸맞는 최첨단 기술이 될 것이다. 선박개발과 병행하여 초고속 선박의 운항과 조화를 이루는 고속 하역설비를 갖춘 항만시설의 개발도 함께 추진되어야 할 것이다. 초고속 해상 물류체계의 구축을 위해서는 수송 수단인 선박뿐만 아니라 항만, 하역시스템의 고속 현대화가 필요하다. 그러므로 초고속 선박과 접안, 하역이 가능한 전 용항만의 설계와 개발을 위해서는 이에 관련된 국내의 공공연구기관들과 SOC 관련 엔지니어 링사, 조선사 등 민간기업의 참여로 추진해야할 것이다. 또한 원자력 추진선 개발을 위해서는 선박용 원자로 및 연료기술이 필요하므로 원자력영구소와 미국의 참여로 공동개발하며, 상대국 에도 전용 항구가 필요하므로 해당국가간의 협약에 의해 하역장비, 운한 안전기술 등을 개발하고 건설하는 등 국제 컨소시엄의 구성이 바람직하다. 다만 기술개발의 성공과 핵심기술의 확보를 위하여 우리나라가 Initiative를 장악할 필요가 있다고 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.41-49
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• 1999

초고속선의 추진기로 새로이 주목받고 있는 공기유입 물제트 추진기에 대한 타당성을 검토하였다. 본 추진기는 벤틸레이션 상태에서 작동되므로 완전캐비테이션 단면을 사용하여 로터를 설계하였다. 즉 쐐기형(wedge type) 단면과 캐비테이터형(cavitator type) 단면을 갖는 로터 2종류를 설계 제작하여 모형시험을 수행하였다. 로터는 일반적으로 덕트-프로펠러에서 채택하고 있는 Kaplan형 프로펠러 형상을 선택하였다. 캐비테이션 터널 시험부를 개조하여 공기유입 물제트 추진기의 단독특성시험을 수행하였으며, 레이져 유속계를 이용하여 노즐 내부 속도를 엄밀하게 계측하였다. 단독특성 시험은 개조된 캐비테이션 터널의 시험부에서 수행되었으며 완전침수(fully-submerged)상태와 자유분출(free-jet)상태에서 수행되었다. 자유분출상태에서는 후류공기가 유입되어 벤틸레이션 현상이 발생하였으며, 특히 캐비테이터형 단면을 갖는 KP447 로터의 경우 낮은 전진계수에서 작동시킬 경우 완전캐비테이션이 발생하여 성능특성이 크게 변화하였다. 날개 압력면의 뒷날 부근에 높이가 다른 띠를 각각 부착시켜 양력 증가장치로 사용하였으며 이에 의한 추력과 토오크 변화를 계측하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.65-76
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• 1996

현재 다양한 형태의 선박에서 채용되고 있는 프로펠러에 의한 추진 방법은 선박의 속력이 고속이 되면 프로펠러 날개 상에 발생하는 캐비테이션을 피할 수 없기 때문에 이로 인하여 프로펠러의 효율이 저하 되거나 날개 자체에 손상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 예방하고자 고속으로 항해하는 선박에서는 초월공동 프로펠러나 워터제트 등이 많이 사용되고 있다. 본고에서는 현대선박해양연구소에서 초고속선 개발의 일환으로 추진되고 있는 워터제트 추진 모형시험에 대하여 간략하게 논하고자 한다. 대상 모형선박은 길이가 5.3cm인 쌍동선으로서 내부에 워터제트를 설치하였다. 모형시험시 흔히 발생할 수 있는 오차를 최소화 하기 위하여 하나의 모터에 2개의 축을 연결하여 워터제트 내부의 임펠라를 구동하는 방식을 채용하였으며 워터제트 출구에서의 압력을 계측하여 유량으로 환산한 후 발생하는 추력을 계산하였다. 압력은 출구 주위에 pressure tab을 설치한 후 이를 비닐튜브를 사용하여 압력센서에 연결하여 계측하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2000년도 춘계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2000 Spring Annual Meeting)
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• pp.165-170
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• 2000

A fundamental experimental study for a substitute proposal to super-speed craft propulsion system called underwater ram-jet propulsion by high pressure air ejection as driving force was investigated. for basic study of effect of ram-jet propulsion performances ismple underwater ram-jet flow field was established and PIV(Particle Image Velocimetry) method was adopted to analyse the jet-induced flow appearing at ram intake mixing chamber and nozzle. Some flow dynamics relating to the high-speed ejector effect were discussed for the basic understanding for the ram-jet propulsion principle.