• 제목/요약/키워드: supersonic jet

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T-50 엔진 공중재시동 시험 (T-50 Engine Airstart Test)

  • 정주현;이상효;박선욱;정인면;이상백
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.90-95
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    • 2006
  • T-50과 같이 단발 엔진을 장착한 항공기의 경우, 공중에서 엔진의 재시동 능력은 매우 중요한데, 본 논문에서는 T-50 엔진의 공중재시동 능력을 검증하기 위해 다양한 비행조건에서 수행한 Spooldown 공중재시동과 APU 보조 공중재시동(APU Assisted Airstart) 그리고 자동재점화(Auto-Relight) 공중재시동 시험 결과를 제시하였다. 자동재점화 공중재시동이 실패하기도 했으나, FADEC의 실화감지 스케줄을 수정한 후 재시동에 성공하는 등 계획된 시험은 모두 성공적으로 수행되어 T-50의 우수한 공중재시동 능력을 확인할 수 있었다.

3차원 PIV 기법을 사용한 벤트혼합기가 초음속 연료-공기 혼합에 미치는 특성 연구 (Characteristic Study on Effect of the Vent Mixer to Supersonic Fuel-Air Mixing with Stereoscopic-PIV Method)

  • 김채형;정인석;최병일;토시노리 코오치;고로 마쓰야
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.378-385
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    • 2012
  • 벤트 혼합기는 혼합기 후류에 존재하는 재순환 영역으로 공기를 유입시켜 연료-공기 혼합을 증대시키는 혼합기이다. Stereoscopic PIV기법을 통해 얻은 3차원 속도, 와류, 난류운동에너지를 토대로 계단형 혼합기를 기본 모델로 하여 벤트 혼합기의 성능을 분석하였다. 벤트 혼합기는 두터운 전단층으로 인해 높은 침투거리를 보였으며, 난류운동에너지는 주로 주유동과 제트유동의 경계면을 따라 분포하였다. 이 난류 영역은 혼합영역 내에서 활발히 물질전달을 일으키며, 혼합 증대를 가져온다.

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발사초기 단계에서 발사체의 마하수, 받음각 및 노즐 효과에 따른 공력특성 연구 (Study on Aerodynamic Characteristics of a Launch Vehicle with Mach Number, Angle of Attack and Nozzle Effect at Initial Stage)

  • 정태건;김성초;최종욱
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.34-42
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    • 2019
  • Aerodynamic characteristics for a launch vehicle are numerically analyzed with various conditions. The local drag coefficients are high at the nose of the launch vehicle in subsonic region and on the main body in supersonic region because of the induced drag and the wave drag, respectively. The drag coefficients show the similar trend with the angle of attack except zero degree. However, the more the angle of attack increases, the more dependent on the Mach number the lift coefficient is. The body rotation for the flight stability destroys the vortex pair formed above the body opposite to the flight direction, so the flow fields are more or less complicated. The drag coefficient of the launch vehicle at sea level is about three times larger than that at altitude 7.2 km. And the thrust jet at the nozzle causes to reduce the drag coefficient compared with the jetless transonic flight.

3D 직사각형 노즐에서 이중 스 로트 노즐 스러스트 벡터 제어의 성능 평가 (Performance Assessment of the Dual-Throat Nozzle Thrust Vector Control in a 3D Rectangular Nozzle)

  • ;김태호;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.12-24
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    • 2020
  • 이중목 노즐은 유체 추력벡터제어 분야에서 특히 효과적인 방법이며, 다른 축소부가 종래의 축소-확대 노즐의 확대부에 연결된다. 본 연구에서는 3차원 초음속 직사각형 노즐에서 추력벡터제어 성능에 대한 분사각의 영향을 조사하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 5개의 분사각에 대하여 다루었으며, 편향각도, 분사 질량유량비, 시스템 전체 추력비, 전체 피칭 추력효율, 대칭면에서의 마하수 분포와 유선 및 다른 면에서 마하수 분포를 포함하는 임계 성능변화가 정량적으로 그리고 정성적으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 특히 전투기 설계자에게 유용한 기술적 자료를 제공한다.

수치해석을 이용한 전극 위치에 따른 스파크제트 액츄에이터의 성능 연구 (Influence of Electrode Position on Performance of Sparkjet Actuator Using Numerical Analysis)

  • 신진영;김형진;김규홍
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권11호
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    • pp.753-760
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    • 2019
  • 스파크제트 액츄에이터(Sparkjet Actuator), 혹은 플라즈마 합성 제트 액츄에이터(Plasma Synthetic Jet Actuator)는 능동 유동 제어 장치의 일종으로 신쎄틱 제트와 같은 기존의 능동 유동 제어 장치에 비해 더 강한 제트를 분출할 수 있기 때문에 초음속 유동 제어에 대한 가능성이 높다고 여겨지고 있다. 스파크제트 액츄에이터는 아크 플라즈마를 이용하여 캐비티(Cavity) 내부에 고온, 고압 유동을 발생시키고 이를 오리피스(Orifice) 혹은 노즐 목을 통해 분출시킴으로써 제트를 만들어낸다. 본 연구는 캐비티 내부에 위치한 전극의 위치를 변화시킴으로서 스파크제트 액츄에이터의 추력 및 유동 특성에 생기는 변화를 수치적으로 확인하였다. 전극 위치가 캐비티의 바닥에 가까워질수록 충격량이 증가하였고 캐비티 내부 평균 압력이 높게 유지되었다. 전극 위치가 캐비티 전체 높이의 25% 위치에 있을 때 2.515 μN·s의 충격량이 발생하였고 75% 위치에 있을 때 2.057 μN·s의 충격량이 발생하였다. 전극 위치가 캐비티 전체 높이의 50%에 있을 때보다 충격량이 각각 대략 9.92%와 -10.09% 정도 변화하였다.

Effects of Injection Configuration on Mixing in Supersonic Combustor

  • Sakamoto, Hayato;Matsuo, Akiko;Mitani, Tohru
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.48-54
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    • 2004
  • The effects of injector spacing s and injector diameter d on mixing are numerically investigated in supersonic combustor with perpendicular injection behind a backward-facing step. Simulations are reported for airstream Mach number of 2.4. Parameters are changed on following 4 cases to investigate the effects of injector configuration on mixing efficiency $\eta_m$. In the case of varying d or s, dynamic pressure ratio $Rq(=(pu^2)_j/(pu^2)_a)$ is also varied to keep bulk equivalence ratio $\Phi({\oe})Rq.d^2/s)$ constant. (l) Injector spacing s is varied at constant $\Phi$=0.5, 1, 2 for injector diameter d=6mm. In the case of $\Phi$=1, $\eta_m$ has its maximum value at s=24mm. The reason is that increase of $\eta_m$. , by widening spacing at Rq=constant competes with decrease of $\eta_m$ by increasing Rq at s=constant. When spacing is narrow, the flow field of vicinity of injector becomes two-dimensional because adjacent jets interferes each other. By widening spacing, air is easily entrained by three-dimensional effect. This mechanism also appears in the case of $\Phi$=0.5, 2 for d=6mm, and $\eta_m$. reaches its maximum value at s=24mm for $\Phi$=0.5 and at s=42mm for $\Phi$=2. (2) In the case of injector diameter d varied at $\Phi$=1 for s=30mm, $\eta_m$. has its maximum value at d=3mm. The reason is that decrease of $\eta_m$ by increasing injector diameter competes with increase of $\eta_m$ by decreasing Rq at d=constant.(3) In the case of s varied at $\Phi$=0.5, 1,2 for d=3mm, the injector spacing at which mixing efficiency has its maximum value is s= 18mm for $\Phi$=0.5, s=24mm for $\Phi$=1, s=24mm for $\Phi$=2. Therefore it is found that d=3mm and s=24mm can be optimum configuration over a range of $\Phi$=0.5~2.(4) The effect of h on the optimum spacing is investigated. s is varied for d=6mm at step height h=4, 6, 8mm. The simulation results do not show significant change on the step height.

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T-50 형상 재구성 모드의 항공기 비행 안정성에 관한 연구 (A Study on Aircraft Flight Stability of T-50 Air Data Reconfiguration Mode)

  • 김종섭;황병문;황민환;배명환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.57-64
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    • 2005
  • 현대의 고성능 전투기에 탑재되어 있는 전기식 비행제어계통(Digital Fly-By-Wire Flight Control System)은 통합 다기능 감지기(IMFP : Integrated Multi-Function Probe)에 의해 항공기의 고도/속도/받음각 정보를 얻는다. T-50에 적용되어 있는 3개의 IMFP는 3중 결함 및 분리되지 않는 2중 결함에 대해서 비행 안정성(Flight Stability)을 확보하기 위해 형상 재구성 모드(Air Data Reconfiguration Mode)를 제어법칙에 적용했다. 본 논문에서는 항공기 운용 시 발생할 수 있는 IMFP 결함으로 인한 형상 재구성 모드 제어법칙에 대해, 비행 안정성을 해석하기 위하여 선형해석(Linear Analysis) 및 HQS( Handling Quality Simulator) 조종사 시뮬레이션을 수행하였고, T-50 비행시험 시, 발생했던 IMFP 결함으로 인해 제어법칙이 형상 재구성 모드로 적용되었던 사례를 제시했다. 그 결과, T-50 훈련기의 제어법칙이 형상 재구성 모드로 전환될 경우, 항공기 안정성에는 영향이 없다는 것을 알았다.

비행제어 컴퓨터의 Throughput 향상 및 Power-Interuption 대처 설계 (Throughput Improvement and Power-Interruption Consideration of Fly-By-Wire Flight Control Computer)

  • 이철;서준호;함흥빈;조인제;윤형식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.940-947
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    • 2007
  • 초음속 전투기급 비행제어 컴퓨터(FLCC)의 성능향상을 위해 프로세서(CPU) 및 CPU 보드의 형상이 변경되었으며, 하드웨어형상 확정 단계에서 정확한 실시간 처리량 예측이 필요하였다. 본 연구에서는 실시간 처리량 예측을 위한 실험적 방법이 시도되었다. 기존 FLCC를 정상 동작시키며 한 Sampling Time 동안 CPU(SMJ320C40) Address Bus 데이터를 획득 및 디코드하여 메모리별 접근 및 분기 횟수를 측정하였다. 측정된 데이터를 통해, 신규 FLCC CPU(SMJ320C601) Demo Board를 제작하여 정확한 실시간 처리량 예측시험을 수행하였으며, 시험결과를 통해 CPU-Memory Architecture를 조기에 변경할 수 있었다. 특히 설계 변경에 따른 문제점들 중의 하나인 Power- Interruption에 대한 비행 안정성 저하여부를 판단하기 위하여 HILS (Hardware-In-the Loop Simulator)를 통한 비행검증시험이 수행되었다.

엔진 수에 따른 전투기 특성 비교분석연구 (A Trade-Off Study of the Number of Engines for Fighter Characteristics)

  • 김성래;류태규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.102-109
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    • 2003
  • 전투기에 장착되는 엔진의 수는 필요한 추력과 가용엔진에 의해 대부분 결정되어 왔으나, 엔진 기술의 발달로 임무성능-체계분석-경제성 등이 중요한 고려요소가 되었다. 베트남전과 걸프전의 실전사례 분석 결과 안전성과 취약성은 쌍발기가, 피격율은 단발기가 다소 우수한 것으로 평가되었다. F404-GE-400과 F-125 엔진을 장착한 초음속 경공격기를 설계하여, 엔진 수에 따른 비교연구를 수행하였다. 쌍발기 형상이 최대이륙중량 8%, Flyaway Cost 26%, LCC 13% 정도 컸으며, 단발기 형상이 기동-저속성능과 RM&S 성능이 다소 우수하였으나 큰 차이는 없었다. 전투기의 획득시 저급(Low) 전투기는 단발엔진을, 중급이상(Med.+)의 전투기는 쌍발엔진을 적용하는 것이 체계분석-경제성-운용개념 등을 고려한 여러 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

터보팬 엔진의 고고도 성능의 초음속 이젝터의 압력회복에 관한 연구 (Pressure Recovery in a Supersonic Ejector of a High Altitude Turbofan Engine Testing Chamber)

  • ;공창덕
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.53-59
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    • 2010
  • 본 연구는 최소 압력 모사로 엔진 배기가스를 배출시키기 위한 최적 이젝터 크기를 결정하기 위한 것을 목적으로 한다. 실험 챔버로 유입되는 2차 냉각 공기는 유량제어 밸브들과 진공펌프가 장착된 배출구를 통해 엔진배기가스는 분리되어 배출된다. 기존 고도시험 장치와 달리, 본 연구에 제안한 형상은 기존 이젝터의 압력 회복을 개선한 좀 더 작은 포획 면적을 가진 배기 이젝트를 사용하면 가스에 스텔링 챔버로 부터 20% 냉각 공기를 부가하여 배출시키도록 크기가 정해진다. 제안된 형상은 벨마우스 이젝터와 엔진배기 출구의 면적비가 이론적으로 약 1.2를 갖는다. 제안된 형상의 혼합 공기 모사결과에 따르면 큰 에너지는 기존 시스템 비해 좀 더 개선된 압력 회복과 감소된 전력 소모를 같음을 확인하였다.