• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.1-13
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• 2007

미래형 추진기관으로 주목받고 있는 스크램제트 엔진의 지상시험을 위해 시험모델을 설계하였다. 설계 마하수는 7.6, 고도는 30km로 두었으며 4개의 충격파를 흡입구에 배치하였다. 엔진의 흡입구는 Levenberg-Marquardt 최적화 기법, Korkegi 관계식을 이용하여 설계하였으며 연소기는 연료-공기 혼합 증진을 통하여 고연소효율 및 연소기 길이 단축을 구현할 수 있도록 설계하였다. 성능검증을 위한 전산해석에서 흡입구는 받음각 ${\pm}4^{\circ}$에서도 적절한 충격파배치를 보였으며 연소기는 공동을 설치하였을 때 연소효율이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.34-40
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• 2004

Two different type scramjet models with side-wall compression and top-wall compression inlets have been tested in HPTF (Hypersonic Propulsion Test Facility) under the experimental conditions of Mach number 5.8, total temperature 1700K, total pressure 4.5㎫ and mass flow rate 3.5kg/s. The liquid kerosene was used as main fuel for the scramjets. In order to get fast ignition in the combustor, a small amount of hydrogen was used as a pilot. A strut with alternative tail was employed for increasing the compression ratio and for mixing enhancement in the side-wall compression case. Recessed cavities were used as a flameholder for combustion stability. The combustion efficiency was estimated by one dimensional theory. The uniformity of the facility nozzle flow was verified by a scanning pitot rake. The experimental results showed that the kerosene fuel was successfully ignited and stable combustion was achieved for both scramjet models. However the thrusts were still less than the model drags due to the low combustion efficiencies.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.401-405
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• 2010

스크램제트 엔진에 대한 주요 성능설계기법에 대한 연구를 통해 효율적인 해석모델을 제시하였다. 초음속 흡입구의 설계에 있어 최대 전압력회복률을 얻기 위한 Oswatisch의 설계기준을 적용하여 흡입구의 압축각도를 설계하였다. 초음속 연소기의 해석을 위해 준 1차원 해석모델을 제시하였으며, 이에 화학평형 모델 및 유한화학반응 모델의 두 연소모델을 적용함으로서 그 결과를 비교분석하였다. 또한 Starkey의 Waverider에 대한 1차원 해석결과와 비교를 통해 연소모델의 결과를 검증하였다. 가상의 설계조건에 대한 엔진의 성능해석을 수행함으로서 모델의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.232-235
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• 2017

초음속 스크램제트 연소기는 약 2000K 이상의 고온과 빠른 유속을 가지는 연소 환경에 노출되며 현재 inconel 등의 고온 금속 소재를 적용하고 있다. 이러한 금속소재는 1000K 이상의 고온 환경에서 물성 저하 현상이 크게 나타나 장시간 및 재사용이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 차세대 고온 내열 소재로 주목 받는 섬유강화 세라믹 복합소재를 스크램제트 연소기에 적용하기 위한 연구를 수행 하였으며, 연소효율 향상을 위해 고온의 연료를 분사할 수 있는 재생냉각형 연소기 제조를 위한 기초 기술을 개발 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.304-309
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• 2017

본 연구에서는 zonal hybrid RANS/LES 기법을 사용하여 모델 스크램제트 연소기 내에서의 비예혼합 연소 현상에 대한 연구를 수행하였다. 수치 계산을 위한 도메인은 RANS와 LES 영역으로 나누어져 있으며, 이 두 개 영역의 계면은 synthetic eddy method로 처리되었다. 본 연구에서는 독일 항공우주센터에서 실험한 모델 스크램제트 연소기가 사용되었다. 수소 연료를 사용한 실험 결과와 수치해석적 검증을 수행하였다. 크랙된 케로신 연료는 에틸렌과 메탄으로 구성되었으며, 크랙된 케로신 surrogate의 난류연소는 화염편 모델을 사용하여 모사되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권1호
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• pp.29-41
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• 2021

공기 흡입식 극초음속 비행체인 스크램제트의 공력 데이터를 기반으로 하여 꼬리날개 각도와 발생추력을 제어 입력으로 가지는 PID 기반 제어기를 설계했다. 일정한 비행 동압을 가지는 상승궤적과 순항 이후 목표지점을 타격하는 궤적을 기준으로 입력하여 해당 궤적을 추종하는 비행 시뮬레이션을 수행했다. 시뮬레이션 결과에 대해서 초기 상승궤적과 순항 궤적에 대해 비행체 모델에 요구되는 추력을 계산하여 수소 연료 이중 모드 스크램제트 연소기에 요구되는 연료 유량 분석을 위한 연소해석을 진행했다. 본 연구의 연소해석은 독립적으로 개발된 흡입구, 연소기, 노즐, 외부 공력 모델을 통합한 모델에 대해 진행되어 공기 흡입식 극초음속 비행체 통합 설계에 대한 기반을 마련했다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.77-87
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• 2022

한국항공우주연구원 스크램제트 엔진 시험설비를 활용한 스크램제트 엔진 흡입구 지상 시험을 수행하기 위하여 일반적으로 진행하는 시험 가능 여부 확인 절차를 소개하였다. 스크램제트 흡입구 시험을 수행하기 위하여 새롭게 제작된 마하 5 노즐의 설계 과정을 정리하였으며, 노즐의 코어 유동 분포를 확인하기 위한 장치를 설명하고 코어 유동 시험 분석 결과를 기록하였다. 일련의 시험 결과를 통하여 흡입구가 신규 마하 5 노즐 코어에 위치하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.31-36
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• 2015

이중 모드 스크램제트 엔진은 미래 가장 촉망받는 시스템 중 하나로, 많은 연구자들에게 각광받고 있다. 이중 모드 스크램제트 엔진 시스템에서 격리부와 관련된 유동 특징들은 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 풍동을 가진 이중 모드 스크램제트 엔진을 조사하기 위해 2차원 수치해석을 수행하였다. 계산방법의 타당성을 검증하기 위하여 실험결과와 비교하였으며, 수치해석 결과는 실험값과 비교하여 전체적으로 압력 분포가 잘 일치하였다. 배압은 최대 압력 상승을 분석하기 위해 연구되었다. 그 결과 초음속 흡입구 영역의 압력 분포는 배압에 영향을 받지 않았으며, 배압이 증가함에 따라 Shock train은 상류 쪽으로 밀려나갔다. 격리부의 길이가 증가함에 따라 최대 배압값은 입구 불시동 없이 급격히 증가한 후 일정하게 유지되었으며, 격리부 영역의 최적 길이($L/H_{th}$)는 8.7이다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.10-20
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• 2022

한국항공우주연구원의 자유제트형 지상추진시험설비인 스크램제트 엔진 시험설비의 마하 5 조건에서 스크램제트 엔진 흡입구의 성능분석 시험을 진행하였다. 스크램제트 엔진 흡입구의 대표적인 성능 인자인 전압력 회복률, 공기 포획율 측정을 위하여 격리부 후방에 설치되는 피토/정압 레이크가 설계 제작되었다. 격리부 후방에 장착된 레이크가 전방의 흡입구 램프와 격리부에 미치는 영향과 레이크로 측정된 흡입구의 성능 인자 분석 그리고 흡입구의 받음각 변화에 따른 벽면 정압력 분포 변화에 대한 분석이 수행되었다. 끝으로 연소기에서의 압력 상승을 모사하는 장치인 흡입구 후방 배압 조정 장치를 이용하여 흡입구 불시동이 발생하는 시점을 확인하였으며, 본 논문에는 그 결과를 정리하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.364-367
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• 2005

공동이 있거나 없는 일정 단면적 및 확장형 스크램제트 연소기 내에 수소 연료가 $0.5\sim1.5\;MPa$ 로 수직 분사되는 것을 고려하여 연소 및 동결 유동에 대한 일련의 수치해석을 수행 하였다. 내재된 물리 과정을 규명하기에 충분한 정확도로 진동하는 유동 및 화염의 동적 특성을 포착하였으며, 이로부터 연소기의 형상과, 공동 및 발열량의 영향을 이해할 수 있었다.