• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
• /
• pp.460-468
• /
• 2008

Recent activities on the scramjet and rocket-ramjet combined-cycle engine of Japan Aerospace Exploration Agency(JAXA) are herein presented. The scramjet engines and combined-cycle engines have been studied in the world and JAXA has also studied such the engines experimentally, numerically and conceptually. Based on the studies, 2 to 3 m long, hydrogen-fueled engine models were designed and tested at the Ramjet Engine Test Facility(RJTF) and the High Enthalpy Shock Tunnel(HIEST). A scramjet engine model was tested in Mach 10 to 14 flight condition at HIEST. A 3 m long scramjet engine model was designed to reduce a dissociation energy loss in a high temperature condition. Drag reduction by a tangential injection and two ways of a transverse fuel injection were examined. Combustor model tests at three operating modes of the combined-cycle engine were conducted, demonstrating the combustor operation and producing data for the engine design at each mode. Aerodynamic engine model tests were conducted in a transonic wind tunnel, demonstrating the engine operation in the ejector-jet mode. A 3 m long combined-cycle engine model has been tested in the ejector-jet mode and the ramjet mode since March 2007. Carbon composite material was examined for application to the engines. Production of the cooling channel on a nickel alloy plate succeeded by the electro-chemical etching.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.59-63
• /
• 2003

액체 램제트의 연소 현상을 연구하기 위한 소형 직접 연결식 시험 장치에 대한 개념 설계 방법을 기술하였다. 본 시험 장치를 이용하여 수 차례의 시험 결과 시험장치가 정상적으로 작동됨을 확인하였다. 측정된 연소실 압력 데이터에서 약190Hz대의 특정 주파수가 계측되었으며, 이는 연소실의 1L 음향 주파수(1200Hz)와는 차이가 큰 것이다. 불안정 모드를 야기하는 원인으로 dump combustor에서 발생되는 흡입 공기의 vortex street, 쵸크 되지 않은 긴 흡입관에서 발생되는 흡입구의 resonance, 관측창으로 인해 변형된 연소실 형상 등이 그 원인으로 판단된다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.12-17
• /
• 2002

In this paper, spray and combustion characteristics of a liquid-fueled ramjet engine were experimentally investigated. The spray penetrations were measured to clarify the spray characteristics of a liguid jet injected transversely into the subsonic vitiated airstream, which is maintained a high velocity and temperature. The spray penetrations are increased with decreasing airstream velocity, increasing airstream temperature, and increasing air-fuel momentum ratio. To compensate our results of penetrations, the new experimental equation were modified from Inamura's equation. In the case of insufficient penetration, the combustion phenomenon in ram-combustor were unstable. Therefore, the temperature distribution was slanted to the low wall of the ram-combustor. These trends gradually disappeared as the length and air temperature of the combustor became longer. Combustion efficiency increased when the length of the combustor was long and the air temperature was high. Especially, stable flame region is enlarged when the length of the combustor was long and the air temperature was high. Type Abstract here. Type Abstract here.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.137-140
• /
• 2003

The flow characteristics of secondary recirculation region in a liquid fuel ramjet combustor are measured using PIV method. The model combustor has two rectangular inlets that form 90 degree angle each other. The tested angles of the air intakes were 30, 45 and 60. Three guide vanes are installed in each rectangular inlet to improve the flow stability. The experiments are performed in the water tunnel test with the same Reynolds number as the case of Mach 0.3 at the inlet. PIV software is developed to measure the characteristics of the flow field in the combustor. The accuracy of the developed PIV program is verified with rotating disk experiment and standard data. The experimental results show that the secondary recirculation flow occurred at the front junction of inlet main stream and combustorchamber. The size of secondary recirculation regions are increased with increasing air inlet angles. Since the performanceof combustor is very dependant on not only the main recirculation in the dome region but also the secondary recirculation flow in a junction region, the optimal angle of the air intakes should consider the both recirculation size as a frame holder.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.1494-1498
• /
• 2004

Transition sequence of rocket to ramjet was simulated numerically for a two-dimensional axisymmetric can-type ramjet engine. Multi-species preconditioned Navier-Stokes equations with $k-{\varepsilon}$ turbulence model and finite-rate chemistry model was employed. To calculate transition sequence, initial flow-field conditions for inlet diffuser with closed port-cover was computed first, and then that result was applied as initial conditions after port-cover opened. Terminal shock was developed as a result of increased pressure in a combustor due to combustion and ramjet operated at supercritical condition. For a smaller nozzle throat area, buzz instability was occurred. Strong pressure oscillations were observed as a result of forward and backward movement of terminal shock and those oscillations were not damped out.

• 한국추진공학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.18-24
• /
• 1999

액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있으며, 이러한 반응 및 비반응 유동 특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였다 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 격자를 생성시켰다. 비반응 유동해석을 통해서 연소실내의 선회영역 유동특성은 2차원과 3차원이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 반응 유동 해석에서는 분무 모델의 적용 유무에 따라 연소 형태가 크게 변화하였다. 연료의 분사위치를 유입관의 위쪽에 준 경우와 아래쪽에 준 두 가지 경우를 비교하였으며, 유입관의 아래쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환 영역으로의 연료의 유입이 잘 되어 유입관 위쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.81-88
• /
• 2013

Taylor-Maccoll 유동관계식과 준 1차원 모델을 적용한 구성품 기반의 이중램제트 추진기관 모델 개발에 대해 기술하였다. 이중램제트 흡입구는 Taylor Maccoll 유동관계식을 적용하여 콘 각도 $25^{\circ}$ 형상을 갖는 흡입구에 대해 아음속 및 초음속 흡입구 모델을 구현하였으며 예 연소가스를 초음속 연소기로 전달하는 기능의 가스발생기는 Lumped 모델을 적용하여 모델을 구현하였고 요구되는 노즐목 크기에 대해 기술하였다. 초음속 연소기의 경우 준 1차원 모델을 적용하여 위치에 따른 마하수 변화, 온도변화 및 압력변화 등을 제시하였다. 또한 금번 모델을 이용하여 당량비 및 압력회복율을 고려한 연료량 조절모델에 따른 추력과 비추력을 계산하여 그 결과를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권11호
• /
• pp.909-917
• /
• 2021

본 연구에서는 스크램제트 제어모델 정립을 위한 1차원 연소기 해석 솔버가 구축되었다. 유체에 대한 지배방정식 및 아레니우스 식 기반의 연소모델, 연료분사모델이 솔버 내에 구현되었으며, 해석이 수행되었다. 솔버의 검증을 위하여 0차원 점화지연 문제 및 1차원 스크램제트 연소해석 문제가 도입되었으며, 현 솔버가 선행 문헌의 결과들을 성공적으로 재현해 내고 있음을 확인하였다. 이어서 아음속 조건에서의 해석을 위한 램제트 해석 알고리즘이 구축되었으며, 열질식 위치를 통해 램제트 조건에서 연소기 입구 마하수를 확정하는 해석이 수행되었다. 램조건에서 PCST (precombustion shock train) 해석을 위한 모델이 도입되었으며, 천이구간 해석을 위한 알고리즘이 도입되었다. 또한 코드 내 램모드 해석의 적절성을 판단하기 위해 격리부 내 의사충격파 길이를 통해 불시동 발생 여부가 분석되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.586-595
• /
• 2010

초음속에서 극초음속 영역까지 작동 가능한 이중램제트(이중연소/이중모드) 추진기관의 성능특성을 파악하고 설계인자를 도출하기 위하여 램제트/스크램제트 추진기관의 작동원리에 대한 물리적인 이해를 바탕으로 공기 및 열역학적 관점에서 각 추진기관의 성능특성에 대한 이론적인 연구를 수행하였다. 사이클 해석을 기반으로 하여 각 추진기관의 연소기 입구 마하수와 연소기 형상에 따른 성능특성 및 작동영역의 한계를 연구하였다. 이를 바탕으로 이중램제트의 작동천이 마하수를 파악하고 효율적인 작동영역분배특성을 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
• /
• pp.271-274
• /
• 2007

고체 램제트 추진기관에서도 일반 로켓 추진기관에서와 같이 Isp 즉 추력을 증대시키기 위하여 고체 입자들을 연로에 함유시킨다. 이러한 고체입자가 포함된 연료들은 매우 짧은 연소실 체류시간 때문에 연소 효율의 증대가 필수적이며 흡입공기 온도가 중요한 역할을 한다. 이 흡입공기 온도가 램제트 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 연소실 흡입공기 온도에 영향을 미치는 인자는 자유 유동장 즉 대기 온도와 비행 마하수이다. 램제트 연소실에서의 유속 또한 중요한 역할을 함으로 유속 전 영역 즉 정체상태부터 음속까지에 대하여 조사하였다.