• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.5
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• pp.91-96
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• 2004

An optimal design of the gas generator for Liquid Rocket Engine (LRE) was conducted. A fuel-rich gas generator in open cycle turbopump system was designed for 10ton in thrust with RP-1/LOx propellant. The optimal design was done for maximizing specific impulse of thrust chamber with constraints of combustion temperature and for matching the power requirement of turbopump system. Design variables are total mass flow rate to gas generator, O/F ratio in gas generator, turbine injection angle, partial admission ratio, and turbine rotational speed. Results of optimal design provide length, diameter, and contraction ratio of gas generator. And the operational condition predicted by design code with resulting configuration was found to maximize the objective function and to meet the design constraints. The results of optimal design will be tested and verified with combustion experiments.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.7
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• pp.2409-2420
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• 1996

This paper describes the development of a general program for the design and part load performance analysis of single-shaft-heavy-duty gas turbines. Efforts are made to fully represent the real component features by the characteristic models and special emphasis is put on the modeling of cooled turbine stages. The design analysis routine is applied to simulate the performance of current gas turbines and its appropriateness for system analysis is validated. Meanwhile, the component parameters of real engines which describe the technology level are obtained. The program is extended to predicting the part load operation of gas turbines with the aid of models for the off-design characteristics of compressor, turbine and other main components. Part load simulation can be carried out only with limited numbers of input data. It is demonstrated that the program accurately estimates the part load characteristics of real turbines.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.3
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• pp.249-257
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• 2010

Full authority digital engine control systems for gas turbine engines are replacing conventional mechanical control units rapidly. However, setting up design processes of controllers for high performance helicopter engines are not well known because of the complexity of the total system. This paper presents a high fidelity helicopter and engine simulation for control system design and analysis. Using this environment, a feedforward schedule was set up for a utility helicopter. The total engine simulation with the new controller showed better or equal performance compared to the total engine simulation with the pre-existing controller.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.339-342
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• 2010

Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. constructed a gas turbine engine test cell to verify operating characteristics and design parameters of 5MW class gas turbine engine for power generation under developing. Engine test cell was designed to satisfy critical requirements to scrutinize all performance parameters of the engine with safe and reliability in accordance with design specification. As the test cell developed can effectively reproduce engine operation conditions covering from start-up to maximum power condition, it can be utilized to make a continuing design improvement of the engine based on practical test data at full stretch. Moreover, it is expected to be serviceable to develop derivative engines and be utilized to put them into serial production and contribute to a competitiveness reenforcement as a gas turbine engine manufacturer.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.3
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• pp.1-9
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• 2022

The aircraft targeted in this study is a vertical take-off and landing aircraft with 4 to 5 passengers, and the propulsion system for the aircraft is a distributed hybrid propulsion system that uses a gas turbine engine and a battery pack as the main power source to supply the power required by multiple motors. In this study, a design/analysis platform for a hybrid propulsion system was developed using the MATLAB/Simulink program based on the preliminary design results. Through simulation analysis, the output characteristics and operating range of each power source according to the mission profile were confirmed, and through this, the feasibility of the preliminary design result was confirmed.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2007.05a
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• pp.427-430
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• 2007

Gas turbine disk components have been used by Ni-base superalloys which have high temperature strength for enduring stress induced by high speed rotation. This study introduced the overview of development strategy of precision forging of turbine disk and closed-die forging process for manufacturing good quality gas turbine disk. To make superior quality turbine disk, it is important to select optimal forging process conditions like preform shape, die shape and forging temperature etc. In this paper, closed-die forging process has been studied through the rigid-plastic finite element simulation. Proposed forging process can be used for the successful manufacturing of small-size gas turbine disk.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1997.04a
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• pp.253-259
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• 1997

씨일의 마모에 따른 터빈펌프의 동적거동을 고찰하기 위해서 10단 터빈펌프를 대상으로 유한요소법에 의한 동특성 해석을 수행하였다. 베어링과 씨일의 동적계수를 회전속도의 하수로 계산하였으며, 이를 동적거동해석에 적용하였다. 해석결과 씨일들은 그 간극이 커질수록 강성 및 감쇠계수가 크게 떨어지고 누설량이 급격히 늘어남을 확인하였다. 따라서 1차 위험속도(1st Critical Speed) 이하에서 충분한 분리여유(Seperation Margine)를 가지고 정상운전되도록 설계된 터빈펌프라 할지라도 장기적 사용시 마모가 진전됨에 따라 계의 1차 위험속도가 변하여 운전속도에 접근할 수 있으며, 아울러 이 때 씨일의 감쇠가 크게 줄어들어 급격한 진동의 증가를 가져올 수 있음을 보였다.

• Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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• v.5 no.1
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• pp.25-31
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• 2007

헬리콥터와 같이 비행 중 고장 또는 작동 불능 시 대처가 용이하지 않고 대형의 참사로 이어지는 비행체에 대해서는 안전이 최우선으로 고려되어야 한다. 미국의 국가교통안전위원회에서는 1963년부터 1997년까지 34년간 민간부문의 회전익기의 사고를 조사하여 분석한 바 있다. 본 논문은 터빈엔진 헬리콥터의 사고 동향을 파악하여 헬리콥터 안전 운항에 기여하고, 또한 한국형 중형 민수헬기를 개발하기에 앞서 주요 설계요소를 고려하기 위하여 NTSB에서 미국의 민수용 단발 및 쌍발 터빈 엔진 헬리콥터 사고에 대하여 유형별로 집계, 조사한 결과를 인용하여 전반적인 사고 경향, 사고 유형 또는 원인, 활동별, 운용 단계 별에 사고에 대하여 심층적으로 비교, 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2004.10a
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• pp.62-67
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• 2004

This paper investigates the off-design performance of methane-fueled air turbo ramjet(ATR) engine in subsonic flight speed range. The ATR engine was modeled and simulated numerically. Each component was modeled to enable their off-design calculation. Compressor operating point was determined by flow matching with nozzle, and turbine by work matching. The ATR engine exhibited quite different off-design behavior compared to the conventional gas turbine engine.