• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.63-69
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• 2011

본 연구에서는 기존의 가스발생기 사이클 액체로켓 엔진 모드해석 프로그램(GEMAT)을 개선하여 엔진 구성품이 가지는 성능 분산으로 인한 시스템 수준에서의 성능 분산을 계산 하는 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램을 이용하여 엔진 내부 인자의 성능 분산을 보정하기 위해 필요한 각 배관에서의 보정용 여유차압을 산정하는 방법을 제시하였다. 또한 이를 활용하여 기존의 엔진 보정 방법을 보완하여 보정용 차압을 최적화하고 이를 통해 펌프 토출압을 감소시키거나 연소실의 연소압을 높임으로써 전체 엔진의 비추력 향상을 꾀할 수 있는 보정 방법을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.56-64
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• 2010

한국형 발사체 (KSLV-II, Korea Space Launch Vehicle II)에 적용될 액체로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 진공 추력 76톤, 진공 비추력 297 sec인 본 엔진은 가스발생기 사이클로 터보펌프 가압방식을 적용한다. 연소기는 재생냉각형이며 연소압 60 bar이다. 추진제는 액체산소/케로신 조합이다. 엔진 시동은 파이로시동기를 이용하며 연소기 점화는 TEA (TriEthylAluminium)를 사용한다. 에너지 밸런스 해석을 통해서 엔진 시스템 성능과 서브시스템 요구 성능을 결정하였다. 연소압, 비추력 및 엔진무게의 적정성을 사례분석을 통하여 평가하였다. 터보펌프-가스발생기 연계시험과 비교하여 시동 해석방법을 검증함으로써 향후 적용을 위한 준비를 마쳤다. 본 엔진은 능동제어를 적용하지 않으며 모드해석과 분산해석을 통해서 성능 보정 방안을 확정하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.585-589
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• 2010

액체로켓 엔진이 발사체의 추력원으로써 임무를 성공적으로 완수하기 위해서는 주어진 성능 요구조건을 충실히 만족시킬 수 있어야 한다. 가스발생기 사이클 엔진의 경우 엔진을 구성하는 각 구성품들의 성능 분산을 보정하는 지상 시험을 거치게 되며, 이때 보정용 제어밸브를 이용하여 추력이나 혼합비 등의 엔진 성능을 요구수준 이내로 보정하게 된다. 이러한 보정용 제어밸브의 고유유량특성(Inherent Flow Characteristics)을 제어 대상값과 선형적인 관계를 가지도록 선정함으로써 보정 과정을 간단하면서도 예측가능한 형태로 가져갈 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존에 개발된 엔진 모드해석 프로그램을 응용하여 추력 및 혼합비 보정용 제어밸브의 고유유량특성을 계산하기 위한 알고리즘을 제안하고, 실제 엔진의 작동 모드를 계산하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권8호
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• pp.1241-1246
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• 2013

현재 일반적인 반송 장치에서는 전기자를 반송 경로 전장에 배치하는 지상 1차측 시스템이 적용되고 있다. 하지만 이러한 시스템을 장거리 반송 장치에 적용하면 초기 설치비용과 제작시간이 상승하는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전기자를 분산시켜 배치하는 방식이 제시되고 있다. 하지만 전기자 분산배치 방식은 전기자가 존재하지 않는 구간에서 외란 발생 시 가동자가 정지할 수 있으며 이 때 전기자에 의한 제어가 불가능하게 되어 가동자를 이동 시킬 수 없는 문제점을 내재하고 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 전기자 간격 결정이 매우 중요하다. 또한 전기자를 분산배치 할 경우 단부가 발생하게 된다. 이는 가동자가 전기자에 진입 또는 반출 시에 코깅력을 크게 발생시켜 추력 맥동의 원인이 되며, 소음과 진동을 발생시키므로 저감하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 전기자를 분산 배치함에 따라 존재하는 단부 코깅력을 유한요소법을 이용한 2-D 수치해석을 통해 파악하고 이를 최소화하기 위한 전기자 간격을 도출하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.467-474
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• 2012

무인항공기의 정찰 및 정보 수집 능력을 효율적으로 수행하기 위해 장기 체공 능력이 요구된다. 분산 추진 장치는 대형 추진 장치를 복수의 소형 추진 장치들로 대체하여 추력을 얻는 장치이다. 날개의 스팬 길이를 따라 넓게 분포하여 효율이 증가하며, 유동의 흡입을 통해 경계층을 제어하고 출구에서 분사되는 흐름이 항공기에 부착되어 흐르기 때문에 양항비가 증가한다. 본 연구에서는 전익기 융합익기와 분산 추진 장치가 장기 체공 성능을 향상시키는 점에 착안하여 연구를 수행하였다. Eppler 337 에어포일 유닛에 추진 장치의 위치 및 입 출구 가로세로비 변화에 따라 나타나는 공력특성을 분석했다. CFD를 사용하여 공력해석을 수행하였고, 빠른 해석 결과를 얻을 수 있도록 팬 영역에 작동판 이론을 적용하였다. 양항비와 모멘트 비교를 통해 추진 장치의 위치 및 형상을 결정하고자 한다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.70-75
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• 2014

액체 로켓 엔진에 대한 에너지 밸런스 해석, 모드 해석, 비정상 해석 프로그램을 소개하였다. 유사 프로그램에 대한 결과, 공개된 실험 결과와 비교하여 해석 방법을 검증하였다. 에너지 밸런스 해석은 초기 개발 단계에서 활용된다. 모드 해석은 엔진 작동 조건, 시험조건 설정 및 엔진 성능 분산 분야에 활용된다. 비정상 해석을 통하여 추진제 유량, 추력, 비정상 조건에 대한 임펄스를 예측할 수 있다. 비정상 해석은 시동/종료 시퀀스 설정에 필수적이다. 본 해석 프로그램들은 한국형 발사체 엔진 개발에 활용될 것이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.889-895
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• 2011

영구자석 선형 동기 전동기(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor:이하 PMLSM)는 구조적으로 간단하며 고속화 고추력화 등의 많은 장점을 가지고 있지만 전기자 권선부의 슬롯-치 구조로 인한 코깅력과 단부효과에 의한 코깅력이 발생한다. 이는 추력 맥동의 원인이 되며, 소음과 진동을 발생시킨다. 따라서, 본 연구에서는 전기자를 분산배치 할 경우 필연적으로 생기는 단부에 의한 코깅력을 저감하기 위해 PMLSM의 가동자에 보조극의 설치를 제안하였다. 또한 2차원 유한요소법(Finite Element Analysis)을 이용하여 단부 코깅력이 최소가 되는 보조극의 형태를 설계하고 전기자의 권선 방식에 따른 단부 코깅력 특성을 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.51-62
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• 2017

RBCC 엔진의 공기흡입 모드 추진성능을 결정하는 주요 요소인 유로 형상 설계를 위하여 최적설계 기법을 적용하였다. Kriging 모델 기반의 유전자 알고리즘을 이용하여 RBCC 엔진의 비추력을 최대로 하는 최적화를 수행하였으며, 분산분석법과 자가조직도를 통해 설계결과를 분석하였다. 램제트 및 스크램제트의 설계 조건을 각각 고도 20 km, 마하수 4 및 30 km, 마하수 7 설정하여 최적화를 수행한 결과, 기본 형상에 비해 각 모드에서 약 7% 및 10%의 비추력 상승을 얻을 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.658-664
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• 2019

핀틀 인젝터를 사용하는 액체로켓개발에 있어서 분무특성인 분무각도, 액적크기, 액적의 분포정도는 중요한 요소이다. 세 종류의 다중 홀형 핀틀 팁과 연속형 핀틀 팁을 설계하여 분무실험을 수행하였다. 다중 홀형 인젝터에서 홀 개수에 따른 액적크기는 크게 차이가 없었으며, 홀 개수가 많을수록 액적이 균일하게 분포하였다. 연속형 핀틀은 다중 홀형 핀틀보다 액적의 미립화가 잘 이루어 지고 공간내로 더 고르게 분산되는 것을 확인하였다. 핀틀의 액체분사면적조절을 통한 추력제어는 다중 홀형보다는 면 접촉 닫힘(face-shutoff)이 용이한 연속형 핀틀이 적합하다. 각 핀틀 팁의 TMR에 따른 분무각을 측정하여 특정한 경향성과 그에 해당하는 경험식을 도출하였다.