• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.12-12
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• 1998

무기체계의 추진체로서 고체 로켓트 추진기관이 제작의 용이성, 구조의 간단성, 이에 따른 저렴한 제작비, 그리고 고 신뢰도 확보가능 등의 여러 장점으로 대부분의 현존 전술 유도무기에 채택되어 사용되어 오고 있으나 대응, 방어 무기체계의 빠른 발전으로 이에 따른 새로운 추진기관의 유도무기체제가 요구되고 있다. 램제트 기관은 공기흡입추진기관으로 상대적으로 높은 비추력(1000-2000s)과 추력 중량비(∼20)을 가지며, 이로 인해 기존의 로켓 엔진에 비해 4-5배의 성능을 낼 수 있으며, 초음속 장거리 비행에 적합하다며, 또한 높은 속도영역까지 운용가능하고 구조가 비교적 간단하다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.15-15
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• 1998

마하 수 6 이상인 극초음속 비행에는 스크램제트(SCRamjet : Supersonic Combustion Ramjet) 엔진이 가장 적합한 엔진으로 알려져 있고 현재 미국을 중심으로 이 엔진의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 스크램제트 엔진의 성공적인 개발을 위해서는 초음속 공기 내에서 연료의 분사를 통한 가장 효율적인 연소를 유도할 수 있어야 한다. 초음속 상태의 공기와 연료의 혼합을 증대시키고 연소안정성을 향상시키는 방법으로 연소기 내에 인위적으로 경사충격파를 발생시키는 방안이 Marble 등에 의해 최초로 도입되었다. 본 연구에서는 스크램제트엔진 내의 연소기를 모델링하여 마하수 2.5의 초음속공기 유동 중앙에 수소 제트를 분사하여 초음속 수소-공기 화염을 만들고 연소기의 측면에 동일한 모양과 크기의 쐐기를 각각 부착시켜 평면 경사충격파를 발생시켰다 본 실험은 충격파가 초음속 화염에 미치는 영향을 연구한 최초의 실험연구이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.14-14
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• 1998

램제트 엔진은 초음속에서 공기가 충격파를 통해 아음속으로 속도가 낮아지고 압력이 증가하는 램 압축 현상을 이용하되 압축기를 사용하지 않고 아음속 상태에서 연소하는 구조로 되어 있다. 따라서 각 부품의 성능은 독립적이지 않으며 전체적인 성능을 규명하기 위해서는 공기 흡입구와 연소실, 연료 분사체계 등의 상호작용을 고려하여 유동의 특성과 그에 따른 연소현상의 특성을 함께 고려해야만 한다. 본 연구에서는 속도 범위 Mach 5이내, 고도 30km이내의 운항조건을 갖는 유도 무기에 장착될 램제트 엔진 개발을 위한 연구의 첫 번째 단계로써, 램제트 연소실내의 유동장해석을 실험과 수치해석 두 분야로 나누어 수행하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.77-80
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• 2012

초음속 흡입구는 설계점에서 안정적으로 작동하지만 설계점 밖에서는 엔진성능이 급격히 감소하거나 층 격파 불안정 문제가 발생할 수 있다. 초음속 흡입구의 일반적인 특성을 파악하기 위해 2단 꺾임각을 갖는 외부 압축식 2차원 흡입구를 설계하고 EDISON_열유체 시스템을 이용하여 최종적으로 설계 마하수 2.5에서 작동하는 형상을 얻었다. 그러나 설계 마하수 이하의 영역에서는 충격파-경계층, 충격파간 상호작용으로 인해 유동에서 박리가 발생하고 최종적으로 흡입구 목을 질식시켜 아임계 상태로 천이된다. 이를 해결하기 위해 유동 제어 방법 중 하나인 bleeding을 이용하여 경계층을 제거하거나 유동의 박리를 방지하여 충격파를 cowl lip 전방에 안정하게 고정시킬 수 있었으며, 결과적으로 목적하였던 마하수 2.0에서 2.5에 이르는 작동 영역에서 강건하게 운용될 수 있는 초음속 흡입구를 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2004.03a
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• pp.665-670
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• 2004

This paper reviews the latest studies of the expander cycle Air Turbo Ramjet engine (ATREX) conducted in JAXA. First, a system analysis including the vehicle and trajectory was conducted to optimize the engine cycle and turbo-machine configuration. We selected the precooled turbo-jet cycle for a prototype engine using the near term technologies. Second, a system ground-firing test was conducted to verify a defrosting system for the precooler. Methanol injection with its particles atomization could compensate 80 % of pressure loss caused by the frost. Thirdly, a feasibility of carbon/carbon composites for the engine components was investigated by making complex shapes such as a heat exchanger and a plug nozzle. Basic technologies on the gas leakage, the junction and bonding were also studied. The end of the paper, some basic studies such as wind tunnel tests of a new type air inlet and a plug nozzle are described.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.383-389
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• 2010

The vapor concentration of hexane in a liquid spray jet in crossflow was qualitatively measured on the basis of the infrared (IR) extinction techniques. The objectives of the present study are to understand the whole evaporation process from droplet breakup to vapor and to confirm the usefulness of IR emission method in a lab-scale ramjet combustor. From the experimental results, we concluded that hexane vapor mole fraction increased with temperature rise and kept nearly constant during the variation of fuel to air momentum ratio.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.435-436
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• 2008

The manufacturing technology used for next generation high-speed air-breathing engines, such as ramjet engine, scramjet engine and so on, was classified and reviewed to check up if pre-occupied manufacturing technology in Hyundai Rotem and other Korean companies in the field of liquid rocket engines, gas turbines and afterburners can be applied for fabricating next generation air-breathing engines.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.25-31
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• 2010

The vapor concentration of hexane in a liquid spray jet in crossflow was qualitatively measured on the basis of the infrared (IR) extinction techniques. The objectives of the present study are to understand the whole evaporation process from droplet breakup to vapor and to confirm the usefulness of IR emission method in a lab-scale ramjet combustor. From the experimental results, we concluded that hexane vapor mole fraction increased with temperature rise and kept nearly constant during the variation of fuel to air momentum ratio.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.27-35
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• 2005

In this study, a performance analysis code was developed for the off-design performance analysis of air turbo ramjet(ATR) engine, and the analyses were performed for the pre-designed ATR engine at several operating points in the envelope. Variable intake and thrust nozzle were assumed to cover the wide envelope. Mathematical models for each components were developed to calculate their off-design performance. Simple design formulas were introduced for some components to explore the performance variation versus the design parameters. As a result, the pre-defined engine couldn't cover the entire mission profile. And it was also found that the effect of the pre-cooler was not very great, especially in the region of low Mach number.