• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.79-91
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• 2008

본 문건은 미 공군 연구소가 미국 방위고등연구계획국의 후원으로 개발한 X-51A 스크램제트 엔진실증기에 대한 비교적 상세한 기술적 내용을 국내에 소개하고자 하는 목적으로 작성되었다. 주된 내용은 Hank 등의 논문을 인용하였으며[1] 기타 관련 문헌을 참고하여 내용을 보완하였다. X-51A는 미 공군의 HyTech 프로그램에 의하여 개발된 탄화수소 연료-냉각 스크램제트 엔진의 비행 시험을 위한 극초음속 시험 비행체로서, 2008년까지 관련 지상 시험을 모두 마치고 2009년에 예정된 비행 시험을 마치면 스크램제트 엔진 및 극초음속 비행 기술은 바야흐로 실용화 단계에 접어들게 될 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.10-18
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• 2010

스크램제트 엔진은 현재 차세대 추진기관의 핵심구성품으로 주목받고 있으며, 현재 미국, 프랑스, 일본, 중국, 인도 등 전세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 항공우주연구원은 2007년 모델스크램제트 엔진 S1의 지상시험에 이어, 성능을 개선한 S2모델의 지상시험을 2009년 4월 수행하였다. 엔진시험모델은 설계마하수 6.7의 조건으로 제작되어 Off-design condition인 마하 7.7의 조건에서 지상시험이 수행되었다. 시험결과에서 본 시험모델은 흡입구 카울 안쪽의 충격파 중첩으로 인하여 유동의 박리현상이 발생하였으며, 이로 인하여 엔진 내부의 압력진동이 관찰되었다. 그러나, 연소기 내부에서 초음속 연소는 안정적으로 발생하였으며, 엔진의 격리부는 엔진 내 압력섭동이 흡입구로 전파되는 것을 차단하여 엔진불시동을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 항우연의 S2 모델은 다른 시험모델과의 성능비교에서 추력 및 비추력 성능이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.63-72
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• 2013

탄화수소 스크램제트 엔진 시험을 위하여 한국항공우주연구원 스크램제트 엔진 시험설비의 마하 5 노즐과 디퓨저가 제작되었다. 설비 시동을 개선을 위해 디퓨저 가이드를 장착하였으나 폐색율 60% 엔진 모델을 장착한 상태에서 설비의 과대 팽창으로 인한 엔진 불시동을 확인, 이를 개선하기 위하여 모델 위치를 전방으로 이동하여 설비와 엔진의 시동을 확인하였다. 코어 유동을 측정을 위하여 피토레이크(폐색율 2.3%) 성능시험을 수행하였으며, 설비 노즐의 과소팽창으로 인하여 코어 유동이 디퓨저 쪽으로 갈수록 커지고 있음을 확인하였다. 이는 폐색율이 시험부 유동 양상을 결정짓고 있음을 뜻한다. 폐색율 33% 모델을 장착한 상태에서 설비와 엔진은 원활히 작동하였다. 일련의 시험을 통하여 마하 5 노즐을 장착한 스크램제트 엔진 시험설비는 모델의 폐색율과 관계없이 수직 충격파 효율 약 58%로 시동함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.10-18
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• 2011

스크램제트 연소기용 파일런 분사기를 공력가열로부터 보호하기 위한 새로운 냉각 방법을 제안하고, 이를 수치적으로 검증하였다. 비행 마하수가 8인 경우를 고려하였으며, 공기를 냉각 유체로 고려하였다. 수치연구를 위하여 3차원 Navier-Stokes 방정식과$k-{\omega}$ SST 난류 모델을 이용하였다. 냉각류를 파일런 위쪽에서 하향 분사하는 방법은, 냉각류를 파일런 바닥 쪽에서 상향 분사하는 방법에 비해 적은 유량으로 더 나은 냉각효과를 나타내었다. 또한, 순압력 구배 상황에서 냉각류를 분사함으로써 분사유동의 박리가 줄어들고 파일런 분사기 앞쪽에 유동장 교란이 줄어들어, 압력손실 저감 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.8-8
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• 2000

In this paper are presented main power and gasdynamic characteristics of C-l6VK hypersonic test cell of Research Test Center of CIAM. Gasdynamic adjustment of the C-l6VK test cell was carried out with the working section constructed on scheme of Ramjet/scramjet test in free stream. Gasdynamic adjustment was conducted stage by stage in tile following sequence. First, check and preparation of all technical systems and checking measuring system. Than determination of the characteristics of test cell on cold (without the heating of air at entrance) regime and determination of the characteristics of test cell on regimes with the heating of air. Finally determination of tile characteristics of test cell with the loading of the working part by object. On tile final stage of gasdynamic adjustment two experiments with tile axisymmetric Scramjet model loaded into the working part of test cell were conducted. The first experiment was conducted with the purpose of determination of flow parameters with the object leaded into the working part and verification of experiment cyclogram. The second experiment was conducted with injection of hydrogen into the combustion chamber of object, that is tile conditions on test cell simulated Scramjet flight Mach number M = 6. Such methodology of gasdynamic adjustment allows to determine influence of experimental object on flow parameters in the working part at different conditions of experiment (with the burning in combustion chamber of object and without the homing), and also to compare flow characteristics in the object duct.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.61-69
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• 2004

본 연구는 극초음속 모델 스크램제트 엔진 연소기의 화염지지와 연료-공기 혼합과정의 특성을 살펴보기 위하여 수치해석을 이용하여 수행되었다. 연료분사 방법으로 수소연료가 초음속 유동장에 수직분사되는 경우와 공동내부에 분사되는 두 가지 경우를 채택하였으며 각각 UQ(University of Queensland, Australia)와 ANU(Australian National University, Australia)의 충격파 풍동을 이용하여 실험이 수행되었다. 수치해석을 통하여 수직분사 상류의 박리영역과 공동주변에서 연소현상이 관찰되었다. 수직분사의 박리영역과 공동내부분사의 공동은 재순환 영역을 발생시키며, 이 재순환 영역은 연료-공기의 혼합을 촉진시킨다. 또한 자발점화가 박리영역-자유류, 공동-자유류 경계면에서 발생함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.596-604
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• 2010

이중램제트(이중연소 및 이중모드) 추진기관의 작동특성 및 주요 설계인자를 파악하기 위하여 램제트/스크램제트 추진기관에 대한 공기 및 열역학적 관점에서 이론적인 분석을 수행하였다. 엔진의 효율계수를 적용한 열역학 사이클 해석을 수행하여 각 추진기관의 성능특성을 파악하고, 흡입구 성능 특성, 연소기 입구 마하수, 연소기 형상 및 당량비(연료분사량)에 따른 성능민감도를 분석하였다. 이를 바탕으로 이중램제트 추진기관의 성능설계방향을 제안한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.584-587
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• 2011

마하 5 스크램젯 엔진에 대하여 연소 시험에 대한 예비 시험 성격으로서 연료 분사 없이 내부 유동 공력 시험을 수행하였다. 엔진은 흡입구 크기 $70mm{\times}200mm$, 전체 길이 1.7m의 시험용 모델을 대상으로 하였다. 설비는 한국항공우주연구원이 자체 설계 개발하여 보유한 불어내기식 극초음속 시험 설비를 사용하였다. 측정은 엔진 내부 유로를 따라 19개 지점에서 압력을 측정하였다. 시험 결과 본 엔진 모델을 사용하여 설비 시동이 가능하였으며 엔진 내부는 초음속 유동이 유지됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.339-342
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• 2008

PSP는 산소��칭원리에 의해 모델표면의 전역적 압력정보를 측정할 수 있는 기법이다. 본 연구는 자유류 마하수 2.5에서 수직 제트 분사와 Cavity를 이용한 스크램제트의 연소실 내부에서의 공기와 연료의 혼합 특성을 알아보기 위해 PSP를 사용하여 표면압력을 측정하였다. 그 결과 Cavity의 크기가 커질수록 공기-연료의 혼합정도가 커지는 것을 알 수 있었다.. 또한 CFD와 압력공을 이용하여 측정 압력값을 비교하였다. 그 결과 충격파의 형태 및 전단경계층의 두께 변화 등의 정성적 결과가 모두 일치하였으며, 압력측정 결과 약간의 오차는 발생하였으나 3D Bow Shock이 위치한 지점에서의 압력 및 Vorticity가 크게 나타나는 경향성이 모두 일치하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.20-28
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• 2010

스크램제트 연소기 내 파일런 분사기의 연료-공기 혼합특성을 살펴보았으며, 공력가열로부터 파일런을 보호하기 위한 막냉각의 효과를 조사하였다. 수치연구를 위하여 3차원 Navier-Stokes 방정식과 $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 이용하였다. 연료인 수소와 공기를 냉각 유체로 고려하였다. 파일런 분사기를 이용하는 경우 침투거리가 증대되고, 혼합률도 주목할 만큼 증대되었으나, 공력가열에 의한 파일런의 전방 표면 과열을 확인하였다. 파일런 전방에 파일런 표면에 평행한 냉각 제트를 분사하는 막냉각을 이용하면 파일런 표면의 과열을 막을 수 있음을 확인하였다.