• 제목/요약/키워드: Hypersonic Propulsion

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극초음속 충격파 풍동 설계/구축 및 성능시험 Part Ⅰ: 극초음속 충격파 풍동 설계 방법 (Design/Construction and Performance Test of Hypersonic Shock Tunnel Part Ⅰ: Design Method of Hypersonic Shock Tunnel)

  • 이복직;이형진;김세환;정인석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.321-327
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    • 2008
  • 극초음속으로 비행하는 추진기관이 직면하는 고속 유동 등 제반 현상을 모사하기 위한 지상시험 설비로 충격파 풍동을 설계, 구축한 후 성능 시험을 수행하였다. 개발된 준 일차원 작동 해석를 이용하여 설계점을 파악한 후, 극초음속 시험설비 구축을 위한 개념 설계를 완료하였다. 이어 단위 해석 코드를 이용하여 구체적인 성능 설계 및 각 구성품에 대한 설계를 완료, 구축한 후, 다양한 운용조건에서 성능시험을 수행하였다. 본 논문에서는 이론해석 결과를 바탕으로 이루어진 개념 설계와 준 1차원 다화학종 해석 코드를 이용한 개념설계 검증 및 성능설계 결과 등 극초음속 충격파 풍동 설계방법을 제시하였다.

흡열연료를 이용한 연료분사 및 연소 특성 연구동향 (Research Activities about Characteristics of Fuel Injection and Combustion Using Endothermic Fuel)

  • 최호진;이형주;황기영
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.73-80
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    • 2013
  • 장거리 극초음속 비행체에 적용 가능한 유일한 냉각방안으로 알려져 있는 흡열연료 적용기술을 개발하기 위하여 흡열반응에 의해 분해된 연료의 분사 및 연소특성에 대한 연구사례를 살펴보았다. 흡열반응을 거친 연료가 연소실에 분사될 때 처해지는 초임계 상태의 분사 특성, 초임계 연료가 초음속 유동장에 분사될 때의 공기혼합 특성 등에 관한 연구사례를 살펴보았고, 연소특성으로서 점화지연시간 및 화염전파 속도에 미치는 영향, 초음속 연소실에서 연소될 때의 연소효율 상승 연구사례 등을 살펴보았다. 국내에서 수행된 흡열연료 관련 연구동향을 살펴보았다.

해외 선진국의 스크램제트 개발역사 및 동향(1) : 미국과 러시아 (Histories and Trends on Scramjet Development of Worldwide Developed Countries (1) : USA & Russia)

  • 박종찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.72-78
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    • 2005
  • 1950년대 후반 램제트의 성능을 개선하고자 시작된 스크램제트 관련 연구는 이후 상당한 기술적 진보를 이룩하였다. 현대의 스크램제트는 기동성 및 경제성의 측면에서 대기권 내 극초음속 비행체 및 유도무기 그리고 우주 발사체에 이르기까지 가까운 시일 내에 적용이 가능할 것으로 여겨지는 가장 대표적인 추진기관이다. 본 논문에서는 스크램제트에 대하여 해외 선진국 중 미국과 러시아의 개발 역사 및 최근 연구 동향에 대하여 조사, 제시하고자 한다.

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해외 선진국의 스크램제트 개발역사 및 동향(2) : 프랑스, 독일, 일본 그리고 오스트레일리아 (Histories and Trends on Scramjet Development of Worldwide Developed Countries (2) : France, Germany, Japan and Australia)

  • 박종찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.79-85
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    • 2005
  • 1950년대 후반 램제트의 성능을 개선하고자 시작된 스크램제트 관련 연구는 이후 상당한 기술적 진보를 이룩하였다. 현대의 스크램제트는 기동성 및 경제성의 측면에서 대기권 내 극초음속 비행체 및 유도무기 그리고 우주 발사체에 이르기까지 가까운 시일 내에 적용이 가능할 것으로 여겨지는 가장 대표적인 추진기관이다. 본 논문에서는 스크램제트에 대하여 해외 선진국 중 프랑스, 독일, 일본 그리고 오스트레일리아의 개발 역사 및 최근 연구 동향에 대하여 조사, 제시하고자 한다.

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Design Study on a Variable Intake and a Variable Nozzle for Hypersonic Engines

  • Taguchi, Hideyuki;Futamura, Hisao;Shimodaira, Kazuo;Morimoto, Tetsuya;Kojima, Takayuki;Okai, Keiichi
    • 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.

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초고속 비행체 냉각을 위한 연료의 흡열성능 개선용 성형촉매 적용연구 (Improvement of Endothermic Characteristics with Catalyst Molding in Hypersonic Aircraft Cooling System)

  • 현동훈;이태호;김성현;정병훈;한정식
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.56-60
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    • 2017
  • 극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 exo-tetrahydrodicyclopentadiene을 모델연료로 선정하고 흡열 냉각 시스템에 제올라이트 촉매를 사용하여 흡열반응을 수행하였다. 세가지 형태로 촉매를 성형하여 각 형태별 흡열 성능 차이를 관찰하였다. 본 연구에서 바인더가 첨가된 촉매가 더 높은 흡열량과 전환율을 보였다. 생성물 분석 결과 바인더 첨가 촉매에서 방향족의 생성이 더 많은 것을 확인하였다.

Development Study on Variable Nozzle For Hypersonic Air Breathing Engine

  • Kojima, Takayuki;Taguchi, Hideyuki;Kobayashi, Hiroaki;Fukiba, Katsuyoshi;Sato, Tetsuya;Hatta, Hiroshi;Goto, Ken;Koyanagi, Jun;Aoki, Takuya
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.492-498
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    • 2008
  • In this paper are described recent studies about variable nozzles, that are a rectangular type nozzle and an axisymmetric type nozzle, of the precooled turbojet engine(S-engine) which are developed for the demonstration of the key technologies for the propulsion system of the hypersonic airplane and the first stage propulsion of the TSTO space plane. For the rectangular nozzle, three types of C-shaped carbon/carbon composite cowls which includes subscale model of the precooled turbojet engine are fabricated and the fine attachment to the ramp is confirmed. For the firing of the S-engine, stainless steel cowl with concrete heat insulator are fabricated and tested for 20 sec. Axisymmetric variable plug nozzle which is made of C/C material is fabricated and pressurized by the cold flow test. The axisymmetric plug nozzle can be operative up to 0.57 MPa of nozzle inlet pressure.

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탄화수소 항공유를 이용한 흡열재생냉각 기술분석 (Analysis of Endothermic Regenerative Cooling Technologies by Using Hydrocarbon Aviation Fuels)

  • 이형주
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.113-126
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    • 2021
  • 극초음속 순항 비행체에 탑재되어 운용 가능한 능동냉각시스템을 개발하기 위해서는 탄화수소 액체연료의 흡열반응을 이용한 재생냉각 기술에 대한 일련의 연구가 선행되어야 하며, 그 중에서도 광범위한 온도/압력 조건에서의 탄화수소 항공유에 대한 열물리적 물성치 획득과 함께 재생냉각시스템용 미세채널 내에서의 초임계 탄화수소의 유동/열전달/흡열분해 특성 등에 대한 연구가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 최근 전세계적으로 수행되고 있는 효율적인 극초음속 비행체용 재생냉각시스템 개발을 위한 초임계 탄화수소 항공유의 냉각채널 내에서의 물성치/유동/열전달/흡열분해 특성에 관한 다양한 기술 및 그와 관련된 주요 연구 동향을 분석하였다.

각국의 스크램제트 개발 프로그램 개관 (Overview on Worldwide Scramjet Development Programs)

  • 원수희;정인석;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.355-358
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    • 2005
  • 지난 40여 년에 걸쳐 극초음속 비행시연 기술을 포함한 스크램제트 기술은 현저한 진보를 보였다. 특히 1990년대 이후 스크램제트 개발에 있어서 국제적인 활동이 눈에 띄게 증가한 점은 주목할 만하다. 선진국에서는 새로운 세대의 산업 및 군사적 능력을 위해서 현재 진행되고 있는 많은 연구 프로그램들을 통해 강력한 스크램제트 개발 능력이 구축되고 있다. 본 논문에서는 선진 각국의 스크램제트 개발 프로그램들을 살펴봄으로써 스크램제트 기술 현황을 제시하고자 한다.

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미 공군의 이중모드 램제트 (DMR) 및 미 해군의 이중연소 램제트 (DCR) 개발 동향 (Research Activities of Dual-Mode Ramjet (DMR) by USAF and Dual-Combustion Ramjet (DCR) by US Navy)

  • 최정열;노진현;원수희;신재렬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.400-401
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    • 2009
  • 본 논문에서는 DARPA의 지원하에 미공군이 이중모드 램제트를 이용하여 개발하고 있는 X-51A와 미 해군이 이중연소 램제트를 이용하여 개발하고 있는 HyFly 의 개념 및 연구 개발 활동에 대하여 소개한다.

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