• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2013

본 연구는 보조동력장치에 적용되는 구심터빈의 공력성능시험을 한국항공우주연구원의 고온 터빈 시험리그에서 수행한 결과이다. 리그시험을 위하여 터빈의 형상은 동일하되 팽창비, 마하수 및 유량계수는 실제 엔진과 동일한 값이 되도록 상사법칙을 적용하여 시험하였다. 설계 팽창비는 3.096이며, 상사된 설계회전수는 34909 rpm이고 상사된 터빈 입구온도는 $160^{\circ}C$이다. 터빈의 입구에는 익형 형상의 노즐이 설치되었으며 터빈 휠의 직경은 175.74mm이다. 시험을 통하여 터빈의 성능지도가 생성되었으며 터빈 입구에서의 상세 유동이 측정되었다. 노즐의 허브면에서 측정한 압력과 노즐의 쉬라우드 면과 터빈 휠 케이싱에서 측정한 압력 분포를 볼 때 터빈 내부에서의 팽창과정이 적절함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.1-11
• /
• 2017

나로우주센터에 구축된 터보펌프 실매질시험설비는 터빈 구동을 위해 가스 발생기 대신 알코올버너 연소 가스를 사용한다. 그러나 터빈 입구에서 압력과 온도가 증가하여 터보펌프의 회전수가 정상상태를 유지하지 못하였다. 본 연구는 시험 환경을 정확히 파악하고자 알코올버너와 공급 배관에 대한 시스템 해석 코드를 개발하였으며 적용하였다. 해석 결과는 시험 결과와 일치하였고 터빈 입구의 압력과 온도 변화가 배관 열전달에 기인함을 정량적으로 확인하였다. 터빈 입구 조건에 공급 배관 단열 효과는 크지 않으나 길이는 매우 영향이 컸다. 본 연구를 통해 경험적으로 알았던 시험 조건의 영향을 정량적으로 명확히 파악했으며 시험 운용에 적용할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.88-97
• /
• 2021

가스터빈엔진의 제어기는 수출입 규제로 인하여 엔진 제작사로부터 기술이전이 불가능하여 가스터빈엔진의 독자개발을 위하여 자체 개발이 필요한 분야이다. 한국항공우주연구원에서는 엔진제어로직연구의 일환으로 소형 가스터빈엔진을 활용하여 고장탐구 연구를 진행하였다. 엔진의 지상 시험설비를 활용하여 정상상태에서의 엔진의 거동 및 성능을 분석한 후, 제어로직 분석시험 환경을 구축하여 엔진의 각종 고장을 모사한 후, 고장이 발생하였을 때, 해당 엔진이 정상상태와 어떻게 다르게 거동하는지 파악하고 이에 대하여 정리하였다. 이를 통하여 향후 엔진 제어기 관련 연구에서 엔진의 각종 이상 상태 발생 시의 제어로직 연구를 수행하는 데 있어 배경지식을 제공하고자 하였다.

• 한국풍공학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.163-169
• /
• 2018

본 연구에서는 운전 정지 상태로 회전하지 않는 수평축 해상 풍력터빈 로터에서 발생하는 풍하중을 풍속, 요 각도, 방위각, 피치 각도를 달리하면서 대기경계층 내에서 작동하는 조건으로 평가하였다. 하중 예측 결과의 검증을 위해 단순화 한 블레이드 형상에 대한 블레이드 요소이론과 단순 계산치를 이용하여 얻어낸 공력 하중을 상호 비교하였으며, 코드와 비틀림 각도가 블레이드 스팬 방향에 따라 변하는 NREL 5 MW급 대형풍력터빈 로터에 대해서는 NREL에서 개발한 FAST 해석 결과와 본 연구의 해석 결과를 비교함으로써 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 로터의 하중은 허브 중심을 원점으로 하는 고정된 3축 좌표계에 대해서 힘과 모멘트로 표현되는 6분력 하중으로 나타내었다. 따라서 이 결과는 풍력터빈 시스템의 동적 거동 해석과 로터에서 발생되는 전도 모멘트를 견디기 위해 필요한 지지 구조물의 기초하중 자료로 적용할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제36권3호
• /
• pp.165-171
• /
• 2023

건설기계와 특장차의 상부와 하부 구조를 연결하는 로터리 조인트는 축과 하우징이 회전하면서 유압을 전달하는데 오일의 유로에 누유를 방지하기 위해 여러 개의 시일이 조립된다. 시일재료는 강성이 커서 조립에 어려움이 있기 때문에 자른 후 조립하는 방법을 모색하였다. 절단면의 모양은 L형과 /형으로 하였고 유압이 작용할 때 누유 기준은 절단면에 발생하는 접촉압력으로 하였다. 시일의 구조와 재료는 이중 탄성중합체로 구성되며 강성이 큰 PE 재질만 절단한 경우에 대하여 비선형 접촉 구조해석을 수행하였다. 연구결과 절단 길이가 짧을수록 누유 방지에 유리하며 PE와 하우징이 접촉하는 윗면보다 NBR과 PE가 접촉하는 아랫면으로 누유될 가능성이 큰 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제39권6호
• /
• pp.519-532
• /
• 2018

우리는 오리온 분자운 복합체의 북부 필라멘트(이하 NF)에 대하여 $^{12}CO$ (J=1-0) 분자선의 자료를 이용하여 은하 평면이 분자의 운동과 운동학에 미치는 영향을 연구하였다. 6 m 서울대학교 전파망원경(Seoul Radio Astronomy Observatory, SRAO)을 이용하여 2arcmin 공간분해능으로 은하면으로부터 먼 순서로 NF1, NF2, NF3 세 곳을 총 270시간 동안 관측된 자료를 사용하였다. 은하면과 OMC NF는 $^{12}CO$ (J=2-1) 경우 3% 밀도에서, 티끌의 경우 9% 밝기 수준에서 자기장을 따라 서로 연결되어 있었다. $^{12}CO$ (J=1-0), $^{12}CO$ (J=2-1), 성간 티끌 관측결과를 비교해본 결과, 세 경우 모두 NF3에서는 고루 분포했지만, NF1과 NF2에서는 비교적 밀도가 높은 특정 영역에서만 함께 나타났다. NF는 단일 구조를 보였으며, NF1에서는 부분 수축 운동을, NF2에서는 하단에서 회전 운동이 나타났고, NF3에서는 유일하게 명확히 자기장에 연관된 나선형 회전이 보였다. 위치-속도 분석 결과, $^{12}CO$ (J=1-0)를 비롯한 물질들은 NF2와 NF3을 따라 은하면을 향하여 흐를 가능성이 있음을 확인할 수 있었다. 은하면을 향하여 물질이 흐르는 명백한 원인을 이번 연구결과에서 볼 수 없었지만 추후의 더 정교한 관측결과가 NF1과 NF2 상단부의 회전 운동을 확인 할 수 있겠다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제20권1호
• /
• pp.29-42
• /
• 2003

2002년 11월에 발사된 과학로켓 KSR-111에 자세제어를 위한 정보 획득용 3축 Fluxgate 자력계 (AIM: Attitude Information Magnetometer)와 지구 자기장 섭동 측정용 Search-Coil 자력계(SIM: Scientific Investigation Magnetometer)가 탑재되었다. SIM은 지구 자기장 중 약 10～1,000Ha주파수 대의 섭동 현상을 관측한다. AIM을 통해 측정한 지구 자기장의 DC 벡터 성분을 지구 자기장의 기준 모델인 IGRF(International Geomagnetic Reference Field)와 비교하여 로켓의 위치와 비행 상태를 파악하는 프로그램 1과 KSR-Ⅲ에서 측정된 실제 데이터를 이용해 시간에 따른 회전 각의 변화를 알아보는 프로그램 2를 개발하였다. 알고리즘 개발시 자세제어의 요소로서 데이터 처리 속도, 로켓의 비행역학 등을 고려하였고, 이로 인한 오차를 감안하기 위해 최소자승법을 사용하였다. 프로그램 2를 실행하여 얻은 값으로(항우연 자료 비교분석한 결과 내용), 자력계를 로켓의 자세 제 어용으로는 부적합하나 붐(boom)이 장착된 로켓에 탑재할 경우 지구 상충의 자기장을 측정하여 분석할 수 있다. 또한 발사 전 로켓 몸체와 마운트의 자기장을 측정하여 로켓의 자기장'분포를 미리 모델링화 할 경우 자료 처리가 훨씬 용이하다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제13권2호
• /
• pp.173-180
• /
• 1996

이 논문에서는 우리별 1호와 2호의 간략한 설명과 우리별 I호와 통일한 구조를 가진 우리별 2호의 아날로그 태양 감지기의 동작원리, 보정 방법 및 궤도상의 운용결과를 서술한다. 아날로그 태양 감지기는 향후 위성 프로젝트를 위한 실험 탑재체로써 탑재되었다. 이 태양 감지기들은 위성이 요구하는 중량 및 전력 소모의 최소화에 알맞게 제작되었다. 두개의 일차원 아날로그 태양 감지기들이 우리벌 2호 위성의 윗면에 부착되어 있다. 각각의 태양 감 지기들은 $\pm60^{\circ}$의 앙각을 갖고 있으며 갑지기 두개가 총 $210^{\circ}$의 앙각을 가지므로 $30^{\circ}$의 중 첩부분이 있다. 일차원 태양 감지기들이 위성의 Z축에 정렬되어 있으므로 위성의 Z축(yaw 축)을 중심으로한 상대적인 태양각과 위성의 회전 속도만을 알 수 있다. 각각의 태양 감지기는 지상에서 5차 곡선 적합화(5th order line fitting) 알고리즘율 이용하여 보정수식올 얻었으며 이 수식들은 궤도상의 운용결과에 적용되었다. 그 결과 입사 태양광의 난반사가 가장 심한 입사각 $0^{\circ}$ 근처를 제외한다면 태양전지판용 실리콘 소자를 사용한 태양 감지기 1의 경우 $1.5^{\circ}$, 파기원에서 제작된 실리콘 광소자를 사용한 태양 감지기 2의 경우 $0.5^{\circ}$의 최대 오차흘 갖는 궤도 운용상의 성능을 보여 주었다. 그 결과들을 4장에 보였으며 각각의 태양 감지기의 성능과 가능한 감지기의 부확에 따롱 오차를 5장에 보인다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제19권4호
• /
• pp.305-318
• /
• 2002

한반도 상공의 중간 자외선 대기광을 측정하기 위해 3단형 과학로켓(KSR-III)에 탑재될 대기광도계(Airglow Photometer, AGP)가 제작되었다. 대기광도계 비행 모형(FM)은 4-channel로 이루어져 100km~300km 구간의 중간 자외선 영역의 OI 2972${\AA}$, $N_2$ VK(0,6) 2780${\AA}$, $N_2$ 2PG 3150${\AA}$ 대기광과 배경으로 3070${\AA}$을 지평선 방향으로 측정하게 된다. 대기광도계는 광도계 본체, 차폐경(Baffle), 전자제어부, 전원공급기로 구성되어 있다. 광도계 본체는 협대역 간섭 필터를 통해 선택된 파장의 대기광을 직경 2.5cm 렌즈로 초점면에 설치된 실틈(slit)을 통해 자외선 감지용 광전증배관으로 진입시키는 구조로 되어있다. 비행중 영점 측정을 위해 초점면 실틈 뒤편의 회전판에 영점광원을 설치하였다. 차폐경은 저충대기로부터 산란되는 태양광이 광도계로 진입하지 못하도록 성능을 최적화하여 설계 제작되었다. 대기광도계 비행모형의 지상 테스트로서 각광도계의 성능 테스트 및 감응도, 영점 측정 등을 실시하였다. 대기광도개가 미약한 빛을 감응하도록 제작되었기 때문에 국내에서 신뢰도를 갖고 절대 감응도를 결정할 수 없었다. 그러나 대기광도계 각 channel 간 상대 감응도 측정값은 안정되게 측정되었기 때문에, 추후 로켓 비행시 측정한 자료를 신뢰성있게 분석할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제22권2호
• /
• pp.147-174
• /
• 2005

본 연구에서는 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 행성간 자기장(IMF)의 방향과 세기 그리고 고도에 따라 여름철 남반구 고위도 하부 열권의 바람에 작용하는 운동량 강제력을 정량적으로 구하였다. 그리고 이들을 서로 비교 분석함으로써 IMF 조건과 고도에 따른 고위도 하부 열권의 풍계(wind system)를 유지시켜주는 주된 물리적인 과정을 살펴보았다. 고위도 하부 열권(<180km)에서 양($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$|)또는 음($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|)의 IMF By 조건인 경우에 운동량 강제력 차이, 즉 IMF 기준치 ${\neq}$ 0 일 때와 IMF 기준치=0 일 때의 운동량 강제력 차이(difference momentum force)는 자기위도 -80$^{\circ}$에서 최대값을 가지면서 극관과 오로라 영역에 국한된 단순한 형태의 분포를 보인다. 그리고 IMF $B_z$ 성분이 양과 음일 때 강제력 차이의 세기는 비슷하지만 분포양상은 반대방향을 취한다. 한편 IMF $B_z$가 양($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) 또는 음($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|)인 조건인 경우에는 강제력 차이가 아오로라(subauroral) 위도까지 분포하며 IMF $B_z$가 양 또는 음의 조건일 때 보다 복잡한 구조를 보인다. 그리고 IMF $B_z$가 음인 경우의 강제력 차이가 양인 경우보다 더 크며 반대방향으로 작용한다. 125km 보다 더 높은 고도(>125km)에서 바람차이를 결정하는 주된 강제력은 기압경도력, 전향력, 수평이류 그리고 비발산 성분이 강한 Pedersen 이온항력인 것으로 확인되었다. 고도 약 125km 에서는 이 네 가지 힘에 더불어 비회전 성분이 강한 Hall 이온향력과 극관내 의 연직 이류가 지역과 시간에 따라 바람차이의 형성에 작용한다. 한편 고도 108-125km 에서는 IMF $B_z$ 조건일 경우의 극관영역을 제외하고는 기압경도력, 전향력 그리고 Hall 이온항력이 이 고도에서의 바람차이를 유발시키는 주된 강제력으로 작용한다. 고도 108km 이하에서는 기압경도력과 전향력이 균형을 이루어 지균 운동을 유지시킨다. IMF-$\overline{B}_y$의존 MLT 평균 운동량 강제력들은 이온항력을 제외한 다른 모든 남북성분이 동서성분에 비해 더 강하게 중성대기에 작용하는 것으로 확인되었다. 108-125km의 고도에서 IMF B?가 음인 경우에 이온항력은 하강운동 및 단열압축가열과 관련된 시계방향의 온난순환(warm circulation)을 극관 내에 형성시킨다. 반면 IMF $B_y$가 양인 경우에는 극관 내에 상승운동 및 단열팽창냉각과 관련된 반시계방향의 한랭순환(cold circulation)을 형성시킨다. 이온항력은 IMF $B_z$가 음인 경우에는 새벽영역에 상승운동과 관련된 반시계방향의 한랭순환을, 반면에 IMF $B_z$가 양인 경우에는 새벽영역에 하강운동과 관련된 시계방향의 온난순환을 형성시킨다.