• 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.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.303-308
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• 2006

HyShot 스크램제트 엔진의 연소 특성을 살펴보기 위해 수치해석을 수행하였다. 고도, 받음각, 당량비는 각각 28km, $0^{\circ}$, 0.426으로 주어졌다. $H_2$ 및 OH 질량 분율로부터 분사기 상류 재순환 영역의 화염지지기구 역할 및 주된 연소가 카울로부터 15cm 후방에서 시작됨을 알 수 있었다. 2차원 해석은 HyShot 스크램제트 엔진의 연소기 내부 압력을 비교적 잘 모사하고 있으며, 또한 주기적 연소 특성을 보여준다.

• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.9-14
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• 2013

수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.62-68
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• 2004

A comprehensive numerical analysis has been carried out for both non-reacting and reacting flows in a scramjet engine combustor with and without a cavity. The theoretical formulation treats the complete conservation equations of chemically reacting flows with finite-rate chemistry of hydrogen-air. Turbulence closure is achieved by means of a k-$\omega$ two-equation model. The governing equations are discretized using a MUSCL-type TVD scheme, and temporally integrated by a second-order accurate implicit scheme. Transverse injection of hydrogen is considered over a broad range of injection pressure. The corresponding equivalence ratio of the overall fuel/air mixture ranges from 0.167 to 0.50. The work features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the previous studies. In particular, the oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the .underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is related not only to the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flow-field. The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The roles of the cavity, injection pressure, and heat release in determining the flow dynamics are examined systematically.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.590-593
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• 2009

모델 스크램제트 엔진의 3차원 유동특성 이해를 위하여 다단의 충격파를 발생 시키는 흡입구부터(외부 유동영역) 공동형 보염기, 연소기, 노즐이 포함되는 엔빈 내부 전영역을 통합한 수치해석을 수행하였다. $k-{\omega}$ SST 난류모델과 Sarkar모델이 적용된 저 레이놀즈 수 k-e 난류모델의 해석결과를 실험 결과와 비교하였으며, 흡입구의 측면효과(intake side wall effects)를 살펴보기 위하여 측면의 유무에 따른 유동특성을 관찰하였다. 본 연구에 소요되는 계산시간의 효율성을 위하여 계산영역을 다중블럭으로 구성하였으며, MPI(Massage Passing Interface) 병렬 계산 기법을 적용하였다.

• 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.