이 연구에서는 100인승 항공기 급의 저익-주익장착나셀(wing mounted nacelle)의 추진기관 장착설계 방법을 제시하였다. 장착설계 방법을 구체적으로 설명하기 위해 세부적인 설계제한조건(design constraint)과 설계요구조건(design requirement and objectives)을 정의하고, 그러나 기준을 근거로 실례의 항공기(K100)를 사용하여 주익장착방식의 장착설계를 수행하였다. 장착설계는 간접항력(interference drag), roll clearance, ground clearance, nose gear collapse margin, rotor burst, 연료탱크용량 등의 설계제한 사항들을 고려하여 엔진성능을 만족시킬 수 있는 최적의 나셀 장착위치(spanwise, FS, WL)와 장착각도(toe-in, incidence, droop angle), wing day의 위치와 크기를 결정하여 향후에 개발될 주익장착방식의 추진기관 장착설계에 활용될 수 있는 설계절차를 구축하였다.
터보펌프에서 발생 가능한 cavitation을 동반하지 않으면서 추진제를 요구하는 압력과 유량으로 연소기에 공급하기 위해서는 추진제 탱크에 저장된 추진제를 가압하는 시스템이 필요하다. 가압시스템은 선가압과 주가압으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서는 주가압 시스템에 대해서만 언급한다. 추진제탱크 가압 방식에는 가압가스 생성방법과 공급 방법으로 나눌 수 있으며, 가압가스 생성방법으로는 비활성가스 및 극저온 산화제를 기화시켜 추진제탱크에 공급하는 방법이 있다. 본 연구에서는 가압시스템의 분류와 가압 방식에 따른 장단점을 비교하였으며, 특히 발사체에서 사용하고 있는 가압방식 중에서 임펄스 제어방식의 원리와 가압시스템의 특성을 기술한다. 또한 가압시스템의 구성요소인 열교환기의 형상과 구조 및 각 열교환기의 특징에 대하여 설명한다. 본 자료는 발사체 개발단계에서 가압시스템의 기본요구조건 도출과 개념설계 단계에서 활용할 수 있다.
본 연구는 국내 학회가 자신의 학술지 유통방식에 따라 오픈액세스를 수용하고 추진하는데 필요한 가이드를 제공하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해서 BOAI 오픈액세스 선언 이후 오픈액세스 유형과 추진전략을 조사하여 학술지 출판사의 오픈액세스 수용모형을 도출하였다. 그리고 SHERPA/RoMEO, DOAJ 그리고 PMC 데이터베이스의 통계자료를 토대로 학술지 출판사의 오픈액세스 수용과 추진현황을 조사하였다. 이를 토대로 국내 학회가 오픈액세스를 수용하고 추진하는 방안을 제안하였다. 국내 학회는 오픈액세스 추진전략간에 오픈액세스 정도에 차이가 있다는 것을 이해하고 자신의 학술지 유통방식에 따라 적합한 오픈액세스 유형과 추진전략을 선택할 필요가 있다. 또한 학술지 유통방식은 국내 학회의 대내외적 출판여건에 따라 언제든지 변화할 수 있기 때문에 오픈액세스 유형과 추진전략은 고정적인 것이 아니라 출판여건에 따라서 유동적으로 변화할 수 있다. 마지막으로 학회의 저작권 및 오픈액세스 정책을 성문화하고 저자와 이용자를 위해 홈페이지뿐만 아니라 SHERPA/RoMEO, DOAJ 그리고 PMC 등에 대외적으로 공시할 필요가 있다.
경제성장과 생활향상에 따라 증가일로에 있는 전력에너지를 효율적으로 공급하기 위해서는 원자력발전소의 증설이 불가피하다고 판단하여 정부는 이에 대한 중장기계획을 수립하여 추진하고 있다. 아울러 원전에서 발생하는 방사성폐기물을 처분할 시설의 입지를 위해서도 수차에 걸쳐 노력을 하여왔다. 그러나, 1970년대에 건설이 이미 완료되었거나 건설을 착수한 것 외에는 원자력시설의 입지에 지금까지 성공한 것이 없다. 입지실패의 원인 중 하나는 그간 입지정책을 추진해 오는 과정에서 입지 접근방식에 대한 검토가 부족하여 입지전략이 제대로 수립되지 않았던 때문인 것으로 사료된다. 본 연구는 원자력시설을 입지시키기 위해 널리 활용되어 온 시설입지 접근방식들을 구체적으로 고찰하여 시설입지에 대한 반발현상을 체계적으로 이해함으로써 원자력시설의 성공적인 입지에 첩경이 되고자 하는데 그 목적이 있다. 연구 결과, 성공적인 시설입지를 위해서는 어느 하나의 특정 접근방식에만 주안점을 둔 전략 모색은 결코 바람직하지 못하고 입지추진단계와 절차 및 대상 등에 따라 세 가지 접근방식을 적절하게 활용하는 전략을 모색하여야만 시설입지에 대한 반발을 효과적으로 극복하고 시설을 성공적으로 입지시킬 수 있을 것으로 판단된다.
동축형 인젝터는 이미 여러 발사체에서 널리 쓰이고 있는 인젝터의 한 형태로서 또 다른 인젝터 방식인 충돌형과 비교하여 구조가 복잡한 단점이 있는 반면에 연소 현상의 불안정성에 대해 덜 민감하며 미립화와 혼합의 특성도 우수하다. 이런 동축형 인젝터는 크게 스월 방식과 shear 방식으로 나누어진다. 이중에서 스월 인젝터는 산화제와 연료의 유입구에 접선 방향의 속도를 줌으로써 conical sheet 형태의 분무장을 형성하여 미립화와 혼합을 꾀하는 방식이다. 이와 같은 스월 인젝터에서 중요한 변수 중에 하나인 recess의 변화에 대해 분무 형상과 미립화 혼합특성까지 파악해보았다.
국내에서는 시도되지 않았던 조립식 맨드렐 및 prepreg 제작 방식을 적용하여 filament winding machine으로 압력 용기(STEB)를 제작, 음향 방출 측정 장비 및 strain gage 등을 부착한 수압 시험으로 압력용기의 구조적 건전성 예측 및 파열 압력을 측정하여 성능을 분석하였다. 동일한 winding pattern 및 조건하에 prepreg winding과 wet winding 방식을 적용하여 제작한 압력 용기의 성능을 비교하였고, prepreg winding의 설계 조건, 공정 변화를 통해 제작한 압력 용기의 파열 압력 및 형태를 분석하였다. 이러한 winding 조건들에 따라 제작된 압력용기는 최종적으로 PR(Performance ratio) 값을 산출하고, 이를 통하여 prepreg 제작 방식의 장단점, 제작에 필요한 설계 조건 및 기초 자료 등을 고찰하여 보았다.
각국은 도로혼잡과 지구온난화 등 환경문제 그리고 철도 수송 분담율 감소 등의 문제에 적극적으로 대처하기 위해 여러 가지 노력을 경주하고 있다. 그 가운데 가장 핵심적인 내용은 구조개혁을 통한 철도부문의 경쟁력 향상이다. 구조개혁은 상하분리, 민간위탁, 조직의 통폐합, 민영화 등으로 추진되고 있지만 그 중 시장 메커니즘을 적극적으로 활용하는 방안이 민영화이다. 일본은 1987년에 최초로 사하 일체와 지역별 민영화방식으로 전국을 6개 지역회사와 1개의 화물회사로 분할하여 추진하였다. 한편 영국은 1980년대 중반부터 논의를 시작하여 194년에 철도민영화를 단행하였다. 영국철도는 상하를 분리하고 기능별로 분리, 노선별로 프랜차이즈 하는 방식을 채택하였다. 그간 일본철도는 상하 일체 방식으로 영국은 상하 분리 방식의 민영화로 대별되어 각각의 장단점에 대한 많은 논의가 있었다. 특히 영국의 경우 몇 번의 대형 사고발생 원인을 기능별, 상하 분리의 민영화방식에서 찾는 분석도 있었다. 본 논문에서는 양국의 각기 다른 민영화방식에 초점을 맞추고 추진 배경과 성과 분석을 통하여 보다 합리적인 민영화정책의 추진요소과 시사점을 발견하는 것을 목적으로 하고 있다. 양국철도민영화는 철도투자와 정치적인 영향력, 추진일정 그리고 이를 추진한 그룹의 차이에의해 철도민영화방식에 차이가 생겼고, 이 때문에 양국은 다른 성과를 가져왔다. 성공적인 철도민영화는 철도에 대한 충분한 투자 하에 정치적인 일정보다는 철도발전의 계획에 따라, 그리고 철도관련이해관계자들이 민영화과정에 참여하고, 민영화를 가능케 하는 기술적인 조건 등이 구비될 경우 성공적으로 추진된다는 교훈을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 기존 연구에서 사용된 PSD 성능 시험 장치를 살펴보았다. 성능 시험 장치는 공급관 전체 가진 방식과 작동 유체 가진 방식으로 구분할 수 있다. 작동유체 가진 방식은 다시 피스톤 방식과 면적제한 방식으로 분류할 수 있다. 면적 제한 방식이 기초 연구에 알맞으며, 제작된 실험장치의 구성품을 제시하였다.
우주발사체라 함은 지구상의 물체를 우주, 즉 지구의 중력이 영향을 미치지 못하는 대기권 밖으로 운반하는 수단을 말한다. 이를 위해 다양한 추진방식이 제안되었고 연구되고 있으나 현재까지 실용화 된 것은 화학연료를 연소시킴으로 인해 발생하는 추진력으로 지구 중력을 이겨내는 방식이다. 또한 발사체 구성에서 추진기관분야는 전체 성능을 좌우할 정도로 큰 비중을 차지하고 있다. 따라서 이에 대한 최적화 및 성능 검증은 필수적이다. 추진기관에 대한 성능 검증기법은 우주발사체 기술이 발달해 옴에 따라 해석적 방법, 비 연소 모사시험 등 다양하게 제시되고 있으나, 우주발사체용 추진기관의 연소현상을 예측 및 모사하는 것이 쉽지 않고 구축된 데이터가 적기 때문에 발사체 개발 단계의 최종 검증 차원에서 연소시험을 실시하는 것이 일반적이다. 한국 최초의 우주발사체라 평가되고 있는 KSR-III 로켓의 경우에도 다양한 해석기법과 모사시험을 통해서 성능 예측을 하였으나, 역시 최종 성능 검증을 위해 10여회의 연소시험을 실시하였다. 본 논문을 통해 저자는 KSR-III 개발과정에서 수행된 10회의 연소시험의 수행 과정과 결과를 기술, 정리 및 평가하여 향후 진행될 우주발사체 개발 사업의 기초로 삼고자 한다.
액체 로켓 엔진은 추진기관 공급 시스템으로 작동이 된다. 추진기관 공급 시스템에는 유공압장치 및 각종 배관, 필요한 압력과 유량을 연소실과 가스발생기로 공급하는 시스템, 엔진의 점화 및 정지, 발사체의 사용 목적에 따라 부과되는 기능을 수행하기 위한 장비들이 포함된다. 공급시스템은 크게 가압가스를 이용하는 방법과 터보펌프를 이용하는 방법의 두 가지로 나눌 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 일반적으로 추력이 큰 로켓엔진의 경우에는 터보 펌프식이, 추력이 크지 않은 경우에는 가압가스 방식이 이용된다. 일반적으로 가압가스 방식은 연소실 압력이 커질수록 추진제 탱크의 압력도 커지므로, 그 두께가 두꺼워져서 비효율적이 된다. 따라서 연소실 압력이 비교적 크지 않은 추력이 약 10t 내외에서 많이 사용되고, 시스템이 터보 펌프식보다 구조가 매우 간단하므로, 작동의 신뢰도는 매우 높다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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