• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.243-256
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• 2015

극초음속 비행체 개발 연구의 일환으로 소형 발사체나 과학로켓을 이용한 여러 비행 시험 프로그램이 진행되었다. 국제 협력으로 진행된 호주의 HyShot 프로그램은 과학로켓을 이용한 대표적인 스크램제트 엔진 비행시험 프로그램이며, 이후 다양한 탑재체에 대한 유사한 극초음속 비행 시험 프로그램들이 진행되었다. 미국에서는 DARPA와 AFRL 및 ONR이 각각 Falcon HTV-2, X-51A 및 HyFly의 프로그램을 수행하였으며, 호주와 국제협력으로 HyCAUSE, HIFiRE 비행시험 프로그램을 수행하였다. 그 밖에도 프랑스는 X-51A과 유사한 LEA 프로그램을 진행하고 있으며, 러시아 및 중국, 인도는 극초음속 방위 체계 개발을 목표로 비행시험을 진행하고 있는 것으로 보인다. 본 논문에서는 향후 국내에서 유사 프로그램을 수행할 시 참고할 수 있도록, 이들 프로그램의 목표 및 기술 요소와 경과 및 프로그램 사이의 관계 등을 정리하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.713-721
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• 2004

Variable air intake and variable exhaust nozzle of hypersonic engines are designed and tested in this study. Dimensions for variable geometry air intake, ram combustor and variable geometry exhaust nozzle are defined based on the requirements of a pre-cooled turbojet engine. Hypersonic Ramjet Engine is designed as a scaled test bed for each component. Actuation forces of moving parts for variable intake and variable nozzle are reduced by balancing the other force in the opposite direction. A demonstrator engine which includes variable intake and variable nozzle is designed and the components are fabricated. Composite material with silicone carbide is applied for high temperature parts under oxidation environment such as leading edge of the variable intake and combustor liner. Internal cooling structure is adopted for both moving and static parts of the variable nozzle. Pressure recovery and mass capture ratio of the variable intake at Mach 5 is obtained by a hypersonic wind tunnel test. Flow characteristics of the variable nozzle are obtained by a low temperature flow test. Wall temperature and heat flux of the nozzle at Mach 3 is obtained by a firing test. As results, the intake and the nozzle are proved to be used at designed pressure and temperature environment.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.967-974
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• 2009

임펄스식 극초음속 충격파 풍동과 동축열전대, 불어내기식 극초음속 풍동과 온도감응페인트(TSP)를 이용하여 돌출물 전면 및 주위에서의 온도 및 열유속 계측 실험을 수행하였다. 측정된 실험 결과를 기 수행된 불어내기식 풍동과 열유속 게이지를 이용한 열유속 측정 결과와 비교하였다. 각각의 세 가지 기법의 결과가 서로 잘 일치함을 확인하였으며, 실험 결과로부터 돌출물 전면에서의 열전달 특성을 보다 명확하게 관찰할 수 있었다. 측정된 열유속 데이터로부터 공력가열 현상은 돌출물 전면 상부에서 크게 발생하며 돌출물의 크기가 작을수록 매우 미비해짐을 관찰할 수 있다. 돌출물의 크기가 큰 경우, 돌출물 높이 0.6~0.7 지점부터 열유속이 크게 증가한 반면, 돌출물의 높이가 충분히 작은 경우는 돌출물 자체가 전방의 박리 영역에 완전히 잠기면서 열유속이 크게 증가하는 지점이 관찰되지 않았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.695-704
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• 2019

극초음속 비행체의 경우 고속으로 이동하는 유체와 구조물 표면사이의 마찰에 의해 공력 가열현상이 발생하며, 이로 인해 구조물의 강성이 저하되고 열 변형이 발생하게 된다. 이러한 물리적인 현상들은 비행체의 열공탄성학적인 불안정성을 초래할 수 있으며, 이와 더불어 구조물의 열적 안전성 감소시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 비행고도/비행시간/마하수를 변화시켜가며 공력열탄성학적 연계해석을 수행하고, 해석된 결과를 이용하여 구조물의 열적 안전성과 동적 안정성에 대해 고찰을 하였다. 구조물의 동적 안전성을 판별하기 위해 계산된 변위와 자동회귀이동평균 기법을 이용하였으며, 내열 안전성은 계산된 온도와 구조물의 녹는점을 비교를 통해 판별을 하였다. 이를 통해 극초음속 비행체의 구조 건전성을 확보하기 위한 설계 방향을 제시하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2013

This is a written version of the keynote speech delivered at the International Symposium on Hypersonic Aerothermodynamics - Recent Advances held in Bangalore, India, from December $6^{th}$ to $10^{th}$, 2012. In this document, what was accomplished in the past, the present status, and what is expected in the future in the field of hypersonic aerothermodynamics are reviewed. Solved problems are categorized into four items; unsolved problems into twelve items, and emerging problems into four items. Removing one degree uncertainty in trim angle of attack, studying the thermochemical phenomena in a hydrogen-helium-methane mixture, and entry flights of meteoroids are cited as the tasks for the future.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.311-316
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• 2001

The thin-layer Navier-Stokes equations are solved for the hypersonic flow over blunt cone configurations with applications to laminar as well as turbulent flows. The equations are expressed in the forms of flux-vector splitting and explicit algorithm. The upwind schemes of Steger-Warming and van Leer are investigated in their ability to accurately predict the heating loads along the surface of the body. A comparison with the second order extensions of these schemes is made and a hybrid scheme incorporating a combination of central differencing and flux-vector-splitting is presented. This scheme is also investigated in its ability to accurately predict heat transfer distributions.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권2호
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• pp.32-39
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• 2001

Hypersonic analysis on the KSR-Ⅲ payload configuration has been performed using an axisymmetric Navier-Stokes code. A numerical code based on the Harten and Yee's upwind TVD scheme with simplified curve fits in the chemically reacting equilibrium air was developed. The carbuncle phenomenon on detached shock in front of the payload is controlled by using pressure gradients to tune the dissipation. Chemically reacting equilibrium computations for the reentry flight conditions of Mach No. 10.2, 8, 4.9 are presented and compared with the results of calorically perfect gas.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권3호
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• pp.63-70
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• 1999

A Direct simulation Monte-Carlo (DSMC) code is developed, which employs the Monte-Carlo statistical sampling technique to investigate hypersonic rarefied gas flows accompanying chemical reactions. The DSMC method is a numerical simulation technique for analyzing the Boltzmann equation by modeling a real gas flow using a representative set of molecules. Due to the limitations in computational requirements. the present method is applied to a flow around a simple two-dimensional object in exit velocity of 7.6 km/sec at an altitude of 90 km. For the calculation of chemical reactions an air model with five species (O₂, N₂, O, N, NO) and 19 chemical reactions is employed. The simulated result showed various rarefaction effects in the hypersonic flow with chemical reactions.

• 한국전산유체공학회지
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• 제10권3호
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• pp.27-35
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• 2005

A design optimization of hypersonic flight vehicle has been studied by using upwind Navier-Stokes method and numerical optimization method. CFD method is linked to numerical optimization method by using a Bezier curve and a design optimization of blunt nose hypersonic flight vehicle has been studied. Heat transfer coefficient and drag coefficient are selected as objective functions or design constraints. The Bezier curve-based shape function was applied to blunt body shape.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권4호
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• pp.69-74
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• 2012

Hypersonic flowfields over a sphere is calculated by using a nonequilibrium flow solver. The flow solver features a two-temperature model and finite rate chemical reaction models to describe nonequilibrium thermochemical processes. For the purpose of validation, the calculated shock stand-off distance is compared with the experimental data which is measured in a ballistic range facility. The present nonequilibrium calculation well reproduced the experimental shock stand-off distance in the cases where the experimental flowfields are expected to be nearly equilibrium, as well as in the cases to be nonequilibrium flowfields in the velocity range 4000 to 5500 m/s.