• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권4호
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• pp.1482-1494
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• 2022

Power conversion cycles (Subcritical Steam, Supercritical Steam, Open Air Brayton, Recuperated Air Brayton, Combined Cycle, Closed Brayton Supercritical CO₂ (sCO₂), and Stirling) are evaluated for land-based nuclear microreactors based on technical maturity, system efficiency, size, cost and maintainability, safety implications, and siting considerations. Based upon these criteria, Air Brayton systems were selected for further evaluation. A brief history of the development and applications of Brayton power systems is given, followed by a description of how these thermal-to-electrical energy conversion systems might be integrated with a nuclear microreactor. Modeling is performed for optimized cycles operating at 3 MW(e) with turbine inlet temperatures of 500 ℃, 650 ℃ and 850 ℃, corresponding to: a) sodium fast, b) molten salt or heat pipe, and c) helium or sodium thermal reactors, coupled with three types of Brayton power conversion units (PCUs): 1) simple open-cycle gas turbine, 2) recuperated open-cycle gas turbine, and 3) recuperated and intercooled open-cycle gas turbine. Aeroderivative turboshaft engines employing the simple Brayton cycle and two industrial gas turbine engines employing recuperated air Brayton cycles are also analyzed. These engines offer mature technology that can facilitate near-term deployment with a modest improvement in efficiency.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.97-104
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• 2008

Most of engine control systems for helicopter turboshaft engines are equipped with dual sensors. For the system with dual redundancy, analytic methods are used to detect faults based on the system dynamical model. Helicopter engine dynamics are affected by aerodynamic torque induced from the dynamics of the main rotor. In this paper an engine model including the rotor dynamics is constructed for the T700-GE-700 turboshaft engine powering UH-60 helicopter. The singular value decomposition(SVD) method is applied to the developed model in order to detect sensor faults. The SVD method which do not need an additional computation to generate residual uses the characteristics that the system outputs in direction of the left singular vector if an input is applied in direction of the right singular vector. Simulations show that the SVD method works well in detecting and isolating the sensor faults.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.59-64
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• 2010

터보샤프트 엔진의 고공성능시험에서 주요 성능 인자인 축마력, 연료 유량, 비연료 소모율 및 공기유량에 대하여 측정의 수학적 모델을 제시하고 측정 불확도를 평가하였다. 터보제트 및 터보팬 엔진의 경우와 비교하여 차이점을 논의하였다. 시험 조건의 측정 불확도를 평가하였으며, 이를 보정된 성능 데이터 측정 불확도에 반영하는 방법을 제시하였다. 실제 터보샤프트 엔진 고공성능시험설비를 이용한 시험 사례에 대한 측정 불확도 평가 결과를 제시하였다. 주요 성능 인자의 측정 불확도는 시험 조건측정의 불확도를 반영하였을 경우 0.65~1.09%, 반영하지 않았을 경우 0.36~0.94%로 평가되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.83-90
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• 2017

복합형 로터항공기의 터보샤프트 엔진에 대한 성능해석을 수행하였다. 복합형 로터항공기의 개념으로 팁제트 방식과 덕티드팬 방식의 형태를 이용하였다. 터보샤프트엔진에 대한 성능해석은 Gasturb 12 소프트웨어를 이용하여 수행하였다. 팁제트 방식의 항공기는 주어진 임무조건에서 최대출력 약 1,600 hp 대가 요구되며, 덕티드팬은 설계점에서 약 1,000 hp 대의 출력이 요구된다. 이것은 팁제트의 경우 제자리비행 시 부가적인 보조압축기 구동이 필요하며, 동력장치에 높은 출력을 요구하고 있기 때문인 것으로 파악된다. 또한 연료소모량의 경우 팁제트 방식이 덕티드팬에 비해 약 2.8배정도 소모되어 연료 효율 측면에서 덕티드팬 방식의 항공기가 보다 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.889-891
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• 2017

유상하중 수십 kg 수준의 무인기는 소형 왕복동 엔진이나 로터리 엔진을 사용하나 이들은 초기 구매 비용이 작다는 장점에 비해 운용 및 유지비용이 크다. 특히 소음이 심해 도심운용이 불가능하며, 진동으로 인해 탑재장비의 제한을 받는다. 이에 비해 가스터빈엔진은 운용 및 유지측면의 다양한 장점에도 불구하고 왕복동이나 로터리 엔진에 비해 연료소모율이나 출력당 중량이 크다는 단점이 있다. 본 연구는 이런 가스터빈엔진의 단점을 극복할 수 있는 레큐퍼레이터를 장착한 소형 터보샤프트엔진을 설계하는 것이 목적이다. 항우연이 기 개발한 틸트로터 항공기(TR-60)를 가상의 장착 기체로 상정하여 출력과 크기를 도출하였다. 본 논문에서는 이 엔진의 미션, 설계요구도 도출 및 설계절차와 초기 기준점 싸이클 설계 결과를 설명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.64-71
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• 2006

수직이착륙 및 고속 전진비행 능력을 갖는 스마트무인기를 개발하기 위해 채택된 틸트로터방식은 통상의 헬리콥터방식과 터보프롭방식을 모두 포함하고 있다. 엔진측면에서 보면 엔진운용방식, 엔진제어 방식, 동력계통의 동력학적 특성, 흡/배기구 개념, 엔진장착요구도 등과 같은 요인들이 헬리콥터와 터보프롭, 두 가지 방식의 요구조건을 모두 만족시킬 수 있어야 한다. 또한 틸트로터의 특성상 헬리콥터와 터보프롭, 두 모드에서의 최적 로터회전수가 상이하여 이를 만족시킬 수 있는 방안이 요구되었다. 본 연구에서는 기존의 상용터보샤프트 엔진으로부터 틸트로터방식을 위한 특이한 엔진요구사양을 충족 시킬 수 있는 방안을 모색하였으며 이를 위해 가장 적합한 엔진을 선정하게 되었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.27-32
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• 2012

Gas turbines for an aircraft have the start and restart capabilities within their flight envelop. It is an important item for engine qualification and substantiated with the test. Experimental investigations were carried out to find the relation between the corrected torque and the corrected rotating speed of an air turbine starter in this study. A dedicated air supply system for the air turbine starter and a special device to measure the torque and the rotating speed of the air turbine starter were developed and installed at the altitude engine test facility in Korea Aerospace Research Institute. Experimental results show that the relations between the corrected torque and the corrected rotating speed of the air turbine starter are linear and the inlet temperature and pressure conditions for the air turbine starter were found out to provide minimum required torque for the engine qualification test at various altitude. The start and restart tests for the currently developing engine were successfully performed using this experimental results.