유한화학반응 연소 모델을 고려한 스크램제트 엔진의 성능설계 기법

Performance Design Techniques for Scramjet Engines with Finite-rate Chemistry Combustion Models

스크램제트 엔진에 대한 주요 성능설계기법에 대한 연구를 통해 효율적인 해석모델을 제시하였다. 초음속 흡입구의 설계에 있어 최대 전압력회복률을 얻기 위한 Oswatisch의 설계기준을 적용하여 흡입구의 압축각도를 설계하였다. 초음속 연소기의 해석을 위해 준 1차원 해석모델을 제시하였으며, 이에 화학평형 모델 및 유한화학반응 모델의 두 연소모델을 적용함으로서 그 결과를 비교분석하였다. 또한 Starkey의 Waverider에 대한 1차원 해석결과와 비교를 통해 연소모델의 결과를 검증하였다. 가상의 설계조건에 대한 엔진의 성능해석을 수행함으로서 모델의 적용가능성을 확인하였다.

An efficient performance model for scramjet engines has been proposed for scramjet performance design. In supersonic air intake design, the compression angles of the wedge were determined to maximize the total pressure recovery of the intake based on Oswatisch criterion. Both combustion models of chemical equilibrium and finite-rate chemistry model are implemented, and compared each model with the results by Starkey for Waverider engine configuration. Finally, the performance model of concern has been confirmed by conducting performance analysis with hypothetical mission profile and design conditions.