• 제목/요약/키워드: Air-breathing Engine

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공기 흡입 엔진의 총추력 및 측추력 분석 (Analysis of Gross Thrust and Side Thrust of Air-Breathing Engine)

  • 김정우;정치훈;안동찬;이규준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.572-582
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    • 2017
  • 공기 흡입 엔진을 개발하기 위해서는 지상 시험을 통한 추력 측정이 반드시 필요한데, 공기 흡입 엔진은 추력 측정 장치에서 측정된 값 이외에도 엔진 흡입구로 들어오는 공기 유동에 의한 힘을 고려하여 총추력을 계산해야 한다. 또한 다분력 추력 측정 장치를 활용하여 요와 피치 방향의 측추력도 정확하게 측정하고 분석할 수 있어야 한다. 래버린스 씰 격리, 1축 총추력 계산, 다분력 추력 측정 장치 개발, 측추력 분석 등의 일련 과정을 통해 공기 흡입 엔진의 총추력을 정밀하게 추정하여 엔진 성능을 보다 정확하게 평가할 수 있게 하였다.

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극초음속 공기흡입식 추진기관 지상 시험설비의 구성 및 특성에 관한 연구 (A Study on the Hypersonic Air-breathing Engine Ground Test Facility Composition and Characteristics)

  • 이양지;강상훈;양수석
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.81-90
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    • 2015
  • 램제트 엔진, 스크램제트 엔진과 같은 극초음속 공기흡입식 추진기관을 지상에서 시험하기 위해서는 극초음속 추진기관이 작동하는 고고도, 고 마하수 환경을 모사해야 한다. 따라서 고압, 고온 환경을 조성하여 고고도 고 마하수 환경을 지상에서 구현해야 한다. 본 논문에는 한국항공우주연구원에서 설계 및 제작한 극초음속 공기 흡입식 추진기관 지상 시험설비의 구성과 특성에 대하여 소개한다.

차세대 초고속 공기흡입식 추진기관 제작기술 (Manufacturing technology of Next Generation High-Speed Air-Breathing Engines)

  • 한풍규;오명환;김영수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.435-436
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    • 2008
  • 차세대 초고속 공기흡입식 추진기관의 제작 소요 기술을 분류하였으며, 현대로템(주)에서 보유하고 있는 액체로켓엔진과 국내에 기확보되어 있는 가스터빈 및 항공기용 애프터버너의 제작기술을 차세대 초고속 공기흡입식 추진기관 제작에 적용 또는 응용이 가능한 지를 검토하였다.

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공기 흡입 엔진의 총추력 추정 기법 (The Gross Thrust Estimation Technique of Air-Breathing Engine)

  • 김정우;정치훈;안동찬;이규준
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.97-108
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    • 2018
  • 공기 흡입 엔진을 개발하기 위해서는 지상 시험을 통한 추력 측정이 반드시 필요한데, 공기 흡입 엔진은 추력 측정 장치에서 측정된 값 이외에도 엔진 흡입구로 들어오는 공기 유동에 의한 힘을 고려하여 총추력을 계산해야 한다. 또한 다분력 추력 측정 장치를 활용하여 요와 피치 방향의 측추력도 정확하게 측정하고 분석할 수 있어야 한다. 래버린스 씰 격리, 1축 총추력 계산, 다분력 추력 측정 장치 개발, 측추력 분석 등의 일련 과정을 통해 공기 흡입 엔진의 총추력을 정밀하게 추정하여 엔진 성능을 보다 정확하게 평가할 수 있게 하였다.

Integrated control of an air-breathing hypersonic vehicle considering the safety of propulsion system

  • Chengkun, Lv;Juntao, Chang;Lei, Dai
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제10권1호
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    • pp.1-18
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    • 2023
  • This paper investigates the integrated control of an air-breathing hypersonic vehicle considering the safety of propulsion system under acceleration. First, the vehicle/engine coupling model that contains a control-oriented vehicle model and a quasi-one-dimensional dual-mode scramjet model is established. Next, the coupling process of the integrated control system is introduced in detail. Based on the coupling model, the integrated control framework is studied and an integrated control system including acceleration command generator, vehicle attitude control loop and engine multivariable control loop is discussed. Then, the effectiveness and superiority of the integrated control system are verified through the comparison of normal case and limiting case of an air-breathing hypersonic scramjet coupling model. Finally, the main results show that under normal acceleration case and limiting acceleration case, the integrated control system can track the altitude and speed of the vehicle extremely well and adjust the angle deflection of elevator to offset the thrust moment to maintain the attitude stability of the vehicle, while assigning the two-stage fuel equivalent ratio to meet the thrust performance and safety margin of the engine. Meanwhile, the high-acceleration requirement of the air-breathing hypersonic vehicle makes the propulsion system operating closer to the extreme dangerous conditions. The above contents demonstrate that considering the propulsion system safety will make integrated control system more real and meaningful.

모델 및 구성품 기반 초음속 추진기관 실시간 모델링 및 시뮬레이션 (Model and component based modeling and simulation of a supersonic propulsion system)

  • 최종호;박익수;이재윤;김중회;김익수;윤현걸;임진식;김철배;박재만
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.579-583
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    • 2011
  • 램제트 및 스크램제트와 같은 공기흡입식 추진기관의 구성품 기반 모델 및 추진시스템 시뮬레이션에 대해 연구하였다. 시뮬레이션 모델은 엔진제어기 및 연료공급 시스템을 포함하여 공기흡입구, 연소기, 노즐 등으로 구성된 공기흡입식 추진기관의 특성을 고려하여 각각의 구성품을 종합한 모델로 구현하였다. 엔진의 성능 및 제어기의 동작 특성을 검증하기 위해 실제 환경을 모사하여 실시간 기반 Hardware In the Loop System(HILS)을 구현하였다.

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초음속 공기 흡입식 레이저 스파이크 추진 비행체에 관한 수치 해석 및 실험적 연구 (Numerical Simulation and Experiment on Supersonic Air-Breathing Laser-Spike Propulsion Vehicle)

  • 김수겸;김영택;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.57-61
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    • 2004
  • 레이저 추진의 개념을 이용한 공기 흡입 레이저 스파이크 엔진은 대기권 내의 비행체에 사용될 수 있다. 레이저 스파이크 엔진은 연소 과정 대신 레이저 에너지에 의해 유도된 폭풍파에 의해서 추력을 얻는다. 그리고 이 엔진은 공기를 추진제로 사용하기 때문에 추진제를 따로 탑재할 필요가 없다. 실험에서는 초음속 풍동과 스파크 발생기를 사용하였다. 2차원 레이저 스파이크 엔진 모형을 사용하여 유동을 가시화 하였으며, 동일한 형태에 대한 수치 해석을 시행하였다.

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Nonlinear Adaptive Velocity Controller Design for an Air-breathing Supersonic Engine

  • Park, Jung-Woo;Park, Ik-Soo;Tahk, Min-Jea
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제13권3호
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    • pp.361-368
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    • 2012
  • This paper presents an approach on the design of a nonlinear controller to track a reference velocity for an air-breathing supersonic vehicle. The nonlinear control scheme involves an adaptation of propulsive and aerodynamic characteristics in the equations of motion. In this paper, the coefficients of given thrust and drag functions are estimated and they are used to approximate the equations of motion under varying flight conditions. The form of the function of propulsive thrust is extracted from a thrust database which is given by preliminary engine input/output performance analysis. The aerodynamic drag is approximated as a function of angle of attack and fin deflection. The nonlinear controller, designed by using the approximated nonlinear control model equations, provides engine fuel supply command to follow the desired velocity varying with time. On the other hand, the stabilization of altitude, separated from the velocity control scheme, is done by a classical altitude hold autopilot design. Finally, several simulations are performed in order to demonstrate the relevance of the controller design regarding the vehicle.

충격파관을 이용한 세라믹 돔의 파괴 특성에 관한 연구 (A Study on Fracture Characteristic of Ceramic Dome Using Shock Tube)

  • 황권태;김재훈;이영신;박종호;권순국;송기혁;윤수진;이기천
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권11호
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    • pp.1274-1278
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    • 2009
  • Fracture characteristics for plate and dome shapes of glass filled ceramics using shock tube were carried out. Glass filled ceramics have been considered as a promising candidate material for the dome port cover of air breathing engine. This part of the air breathing engine has an important role as separated membrane between combustion and external air, and needs the frangible characteristics that the particles of fractured glass filled ceramics should not affect the internal components of combustion. The objectives of this study are to evaluate the fracture pressures for various thicknesses and diameters of shock impact area. Also fracture phenomena of separated membrane using a shock tube compare with analytical method. The experimental apparatus consists of a driver, a driven section and a dump tank. The used material is glass filled ceramic made from Corning company. Specimens have the thickness of 3, 4.5 and 6mm. It is expected that the results obtained from this study can be used in the basic data for the dome port cover design of an air breathing engine.

지상레이다의 PT-파형 수신신호와 항공기 추적정보를 이용한 항공기 도플러 프로파일 추출 (Doppler Profile Extraction to Air-Breathing Targets with PT-Waveform Received Signal and Target Tracking Information on a Ground Radar)

  • 오현석;김수근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.129-138
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    • 2017
  • 본 논문에서는 지상레이다가 추적 중인 항공기로부터 획득한 수신신호를 이용하여 도플러 형상(signature)을 추출하였다. 이를 위해 펄스열(pulse train) 파형의 수학적 모델로부터 레이다의 도플러 해상도를 검증하고, 비행 중인 항공기 도플러 형상이 엔진에 대한 레이다 측각(aspect angle)과 엔진의 제원에 따라 결정됨을 보였다. 이를 확인하기 위해 비행 중인 항공기에서 반사된 레이다 수신신호를 레이다 수신신호 저장장치를 이용하여 획득하고, 수신신호로부터 도플러 형상을 추출한 후, 항공기 추적 정보로부터 엔진에 대한 레이다 측각을 추정하였다. 이들 결과를 조합하여 측각에 대한 상대 도플러 형상 차이를 확인하고, 레이다에 사용가능한 표적인식용 도플러 프로파일을 제안하였다.