• 항공우주산업기술동향
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• 제7권1호
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• pp.43-55
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• 2009

20세기 전반 극초음속 공기흡입식 추진시스템에 대한 개념이 정립된 이래 항공우주기술선진국은 이러한 개념을 구현하기 위하여 꾸준히 연구를 진행하였으며 2004년 NASA의 X-43A Hyper-X가 마하 10의 극초 음속 공기흡입식 비행을 성공적으로 수행하였다. 현재 각 국에서는 이러한 극초음속 공기흡입식 추진시스템을 SSTO(Single Stage to Orbit) 또는 TSTO(Two Stage to Orbit) 개념의 재사용 위성 발사체 및 극초음속 미사일에 적용하기 위한 프로젝트가 본격적으로 진행되고 있다. 본 논문에는 미국, 유럽, 호주 아시아에서 개발하고 있는 극초음속 공기흡입식 추진시스템의 역사 및 현황과 이러한 추진시스템을 적용한 비행체, 미사일 개발 연구를 정리하였다.

• 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.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.391-392
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• 2009

본 논문은 공기흡입식 추진기관 제작시 적용 가능한, 샌드위치 패널 구조와 티타늄 합금의 용접 공정 개발 내용을 다루고 있다. 용접 공정에 적용되는 장비 및 치구에 대한 내용도 함께 다루었으며, 공정 개발에 요구되는 기술동향 조사 내용도 서술하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.424-428
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• 2012

공기흡입형 추진기관은 운용의 단순함, 저비용, 저장의 용이성 등의 장점으로 각광받고 있는 추진 기관이다. 본 논문에서는 Boron을 이용한 공기흡입형 추진기관의 가스발생기에 사용될 추진제 연구를 수행하였다. 이를 위하여, Amorphous Boron Powder를 적용한 추진제에 다양한 첨가제를 사용하여 연소특성을 파악하였고, Boron bead를 제조하여 추진제에 적용하여 Amorphous Boron Power를 적용한 추진제와의 차이점을 비교 분석 하였다.

• 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.

• 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.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제1권1호
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• pp.75-86
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• 1999

An air-data estimator for generic air-breathing hypersonic vehicles (AHSVs) is developed and demonstrated with an example vehicle configuration. The AHSV air-data estimation strategy emphasized improvement of the angle of attack estimate accuracy to a degree necessitated by the stringent operational requirements of the air-breathing propulsion. the resulting estimation problem involves highly nonlinear diffusion process (propagation); consequently, significant distortion of a posteriori conditional density is suspected. A simulation based statistical analysis tool is developed to characterize the nonlinear diffusion process. The statistical analysis results indicate that the diffusion process preserves the symmetry and unimodality of initial probability density shape state variables, and provide the basis for applicability of an Extended Kalman Filter (EKF). An EKF is designed for the AHSV air-data system and the air data estimation capabilities are demonstrated.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.74-82
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• 2000

초음속 비행체 및 극음속 성층권 비행체용 추진기관으로의 사용이 검토되고 있는 차세대 추진기관 들을 산화제 공급방식에 따라 공기흡입 엔진, 로켓 엔진 및 복합사이클 엔진으로 분류하여 엔진의 구성방식 및 추진특성들을 기술하였다. 공기흡입 엔진은 저고도에서의 성능이 우수하고 재사용이 가능 하지만 공기 밀도가 낮은 고고도 영역에서의 성능이 좋지 않으며 로켓 엔진은 넓은 고도영역에서 사용이 가능한 반면 낮은 비추력 및 고비용 발사체계 등과 같은 단점들을 가지고 있다. 한편 복합사이클 엔진은 이러한 제약성을 극복할 수 있는 최적의 차세대 추진시스템으로 부상되고 있으며 최근 선진국들은 국가적 개발 프로젝트로 자국의 상황에 적합한 복합사이클 엔진을 개발하는데 주력하고있다. 따라서 복합사이클 엔진은 가까운 장래에 초음속 및 극음속 대기권 비행을 현실화시킬 수 있는 추진시스템으로 각광을 받을 것으로 예상된다.

• 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.