스크램제트 엔진 시험설비의 시동특성 연구

Starting Characteristics Study of Scramjet Engine Test Facility(SETF)

한국항공우주연구원의 스크램제트 엔진 시험설비(이하 SETF)는 극초음속 추진기관 성능시험 설비로 일반 공력 풍동과 달리 엔진이 구동하는 비행 고도, 마하수에서의 엔탈피를 모사해야 한다. SETF는 불어내기 식으로 고압공기 공급원으로부터 공급된 고압 공기를 축열식 가열시스템으로 가열시킨 후 시험부에 장착된 노즐을 통과. 팽창하여 엔진 시험 조건을 모사하며, 공기 이젝터를 구동하여 고고도 조건과 설비 시동 조건을 구현한다. SETF의 시험부는 자유제트 형식으로 시험엔진 시작점을 노즐 출구면에 일치시킬 경우 비행체에서 발생되는 경계층과 엔진의 상호 작용을 파악할 수 있는 반면, 설비 시동 특성을 예측하기 힘들어 시험을 통한 설비 특성 파악이 필수적이다. 본 논문에는 SETF의 마하수 및 시험 모델 변화에 따른 시동 성능 그리고 시동 성능 개선을 위하여 수행된 이젝터 설계 변경 과정을 정리하였다.

Unlike most aerodynamic wind-tunnel, Scramjet Engine Test Facility(SETF) of Korea Aerospace Research Institute should simulate enthalpy condition at a flight condition. SETF is a blow-down type, high-enthalpy wind tunnel. To attain a flight condition, a highly stagnated air comes into the test cell through a supersonic nozzle. Also, an air ejector of the SETF is used for simulating altitude conditions of the engine, and facility starting. SETF has a free-jet type test cell and this free-jet type test cell can simulate a boundary layer effect between an airplane and engine using facility nozzle, but it is too difficult to predict the nature of the facility. Therefore it is required to understand the starting characteristics of the facility by experiments. In this paper, the starting characteristics of the SETF and modifications of the ejector are described.