• 한국항행학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.107-113
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• 2014

본 논문에서는 무인항공기용 소형 터보제트엔진에 대해 압축기 서지현상 및 화염소실을 방지하면서 과도응답 특성을 개선하는 제어기를 설계하였다. 인공신경망과 PID 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트엔진 제어기를 설계하고 인공신경망 역전파 알고리즘을 사용하였다. 터보제트 엔진의 가 감속 시 서지현상과 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력을 인공신경망 PID 제어기로 생성한다. 생성된 연료 유량 제어 입력은 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. MATLAB을 이용한 시뮬레이션을 통해 이득 값에 따른 응답특성 비교 분석 및 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴하는 제어성능을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.492-498
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• 2008

In this paper are described recent studies about variable nozzles, that are a rectangular type nozzle and an axisymmetric type nozzle, of the precooled turbojet engine(S-engine) which are developed for the demonstration of the key technologies for the propulsion system of the hypersonic airplane and the first stage propulsion of the TSTO space plane. For the rectangular nozzle, three types of C-shaped carbon/carbon composite cowls which includes subscale model of the precooled turbojet engine are fabricated and the fine attachment to the ramp is confirmed. For the firing of the S-engine, stainless steel cowl with concrete heat insulator are fabricated and tested for 20 sec. Axisymmetric variable plug nozzle which is made of C/C material is fabricated and pressurized by the cold flow test. The axisymmetric plug nozzle can be operative up to 0.57 MPa of nozzle inlet pressure.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.28-35
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• 2021

열 추적 미사일로부터 항공기를 보호하기 위한 적외선(IR: InfraRed) 스텔스 기술은 군용 항공기 개발에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 항공기에서 발생하는 다양한 적외선 신호 중 엔진 후류에서 발생하는 적외선 신호를 관측하고 이를 측정 각도별로 확인하여 신호 강도를 비교하였다. 실제 항공기에 적용된 제트 엔진을 모사하기 위해 소형 터보젯 엔진을 구성하였으며, 측정 각도에 따른 파장별 적외선 신호 특성을 확인하였고 파장별 신호를 적분하여 측정 범위 내 전체 적외선 radiance를 도출하였다. 본 연구를 통해 항공기 적외선 스텔스 성능 향상을 위한 기초 데이터를 제시하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.671-679
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• 2008

The effect of Pre-cooled Turbojet Engine installation and nozzle exhaust jet on Hypersonic Turbojet EXperimental aircraft(HYTEX aircraft) were investigated by three-dimensional numerical analyses to obtain aerodynamic characteristics of the aircraft during its in-flight condition. First, simulations of wind tunnel experiment using small scale model of the aircraft with and without the rectangular duct reproducing engine was performed at M=5.1 condition in order to validate the calculation code. Here, good agreements with experimental data were obtained regarding centerline wall pressures on the aircraft and aerodynamic coefficients of forces and moments acting on the aircraft. Next, full scale integrated analysis of the aircraft and the engine were conducted for flight Mach numbers of M=5.0, 4.0, 3.5, 3.0, and 2.0. Increasing the angle of attack $\alpha$ of the aircraft in M=5.0 flight increased the mass flow rate of the air captured at the intake due to pre-compression effect of the nose shockwave, also increasing the thrust obtained at the engine plug nozzle. Sufficient thrust for acceleration were obtained at $\alpha=3$ and 5 degrees. Increase of flight Mach number at $\alpha=0$ degrees resulted in decrease of mass flow rate captured at the engine intake, and thus decrease in thrust at the nozzle. The thrust was sufficient for acceleration at M=3.5 and lower cases. Lift force on the aircraft was increased by the integration of engine on the aircraft for all varying angles of attack or flight Mach numbers. However, the slope of lift increase when increasing flight Mach number showed decrease as flight Mach number reach to M=5.0, due to the separation shockwave at the upper surface of the aircraft. Pitch moment of the aircraft was not affected by the installation of the engines for all angles of attack at M=5.0 condition. In low Mach number cases at $\alpha=0$ degrees, installation of the engines increased the pitch moment compared to no engine configuration. Installation of the engines increased the frictional drag on the aircraft, and its percentage to the total drag ranged between 30-50% for varying angle of attack in M=5.0 flight.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.1-9
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• 2019

마이크로 터보제트 엔진을 사용하여 바이패스비에 따른 배기가스의 적외선 신호와 온도분포 측정 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 마이크로 터보제트 엔진을 바이패스 공기를 공급하여 터보팬 엔진의 유동을 모사할 수 있도록 개조하였다. 마이크로 터보제트 엔진으로 코어 유동을 모사하고 고압의 압축 공기를 마이크로 터보제트 엔진의 외부덕트에 공급하여 바이패스 유동을 모사하였다. 바이패스비 0.5, 1.0, 1.4 의 3가지 조건에서 실험을 수행하였다. 그 결과 적외선 신호는 바이패스비가 증가할수록 점차 감소함을 보여주었다. 그리고 배기가스 온도는 바이패스비가 증가할수록 감소됨을 알 수 있었다. 또한 배기가스에 대한 쉴리렌 가시화 측정을 수행하였다. 배기가스의 온도분포와 쉴리렌 유동 가시화로부터 바이패스비에 따른 배기가스의 제트유동구조를 이해할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.109-114
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• 2008

This paper presents the development status of a subscale precooled turbojet engine "S-engine" for the hypersonic cruiser and space place. S-engine employs the precooled-cycle using liquid hydrogen as fuel and coolant. It has $23cm{\times}23cm$ of rectangular cross section, 2.6 m of the overall length and about 100 kg of the target weight employing composite materials for a variable-geometry rectangular air-intake and nozzle. The design thrust and specific impulse at sea-level-static(SLS) are 1.2 kN and 2,000 sec respectively. After the system design and component tests, a prototype engine made of metal was manufactured and provided for the system firing test using gaseous hydrogen in March 2007. The core engine performance could be verified in this test. The second firing test using liquid hydrogen was conducted in October 2007. The engine, fuel supplying system and control system for the next flight test were used in this test. We verified the engine start-up sequence, compressor-turbine matching and performance of system and components. A flight test of S-engine is to be conducted by the Balloon-based Operation Vehicle(BOV) at Taiki town in Hokkaido in October 2008. The vehicle is about 5 m in length, 0.55 m in diameter and 500 kg in weight. The vehicle is dropped from an altitude of 40 km by a high-altitude observation balloon. After 40 second free-fall, the vehicle pulls up and S-engine operates for 60 seconds up to Mach 2. High altitude tests of the engine components corresponding to the BOV flight condition are also conducted.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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• pp.1271-1274
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• 2003

In this paper we propose a turbojet engine controller based on fuzzy inference method. Fuel flow control input is designed by fuzzy inference in order to avoid surge and flame-out during acceleration and deceleration. Acceleration and deceleration demands are used as control commands, which can achieve effective performance without surge and flame-out.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.22-29
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• 2017

비선형특성을 갖고 있는 실제 무인기용 소형터보제트엔진의 운전 중 발생하는 결함을 효과적으로 탐지하기 위한 방안에 대해 연구하였다. 이를 위해서 동적 열역학 사이클해석을 통한 비선형 동특성 모델을 도출하였다. 실제적인 운전상황의 연출을 위해 잡음특성의 평가에 부합하는 무향칼만필터를 적용하였고 필터성능이 가미된 제어기를 설계하였다. 엔진회전수 센서의 결함을 통한 엔진 결함발생을 모사하였고, 발생된 결함의 실시간적인 탐지 방안으로 연속확률비 평가기법을 도입하였다. 이를 운전 중 엔진결함탐지에 적용한 결과 분명한 결정양상을 보임으로써 매우 효과적이고 유용함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.319-326
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• 2006

본 논문에서는 연료 유량만을 제어 입력으로 하는 터보제트 엔진 제어기를 제안한다. 퍼지 기반 제어기는 무인 항공기의 가감속시 서지와 flame-out 현상이 발생되지 않도록 효율적으로 제어 입력을 생성하며, 항공기 기동시 빠른 가감속 특성을 보이며, 동작점이 서지라인과 flame-out라인 사이에 존재하도록 설계되었다. 엔진 회전 속도와 서지 여유가 퍼지 입력 변수가 되고, 신속하고 안전하게 항공기가 원하는 회전속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. 제안된 제어기의 성능확인을 위해 MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, DYGABCD 프로그램을 사용하여 생성된 선형 엔진 모델에 적용하여 성능을 입증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.319-322
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• 2007

본 연구에서는 초소형 엔진의 윈드밀 시동시의 성능을 예측하기 위해 엔진의 주요 구성 부품의 성능의 손실해석을 통한 수치 방법을 개발하였다. 사류형 압축기를 가진 초소형 터보제트 엔진에 이 수치기법을 적용하여 탈설계점 및 설계점 영역에서 시동 특성을 해석하였다. 또한 각 설계 변수들의 윈드밀 시동 성능에 영향을 주는 민감도를 분석하였다.