• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.26-26
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• 1999

소·중형 산업용 항공기나 초등 훈련기용으로 많이 이용되고 있는 터보프롭 엔진의 성능진단을 위해 선형 GPA 기법을 적용하였다. 대기조건은 지상정지조건으로 하였으며 계측변수의 선정에 따른 오차율을 알아보기 위해 다양한 손상을 가정하였다. 가스터빈 엔진에서 가장 쉽게 발견될 수 있는 성능저하 원인인 압축기 오염과 터빈 부식이 발생하였을 경우를 가정하였다. 다중 손상일 경우 선형 GPA 기법의 신뢰성을 알아보기 위해 압축기에만 오염이 발생하였을 경우, 압축기와 압축기 터빈에 각각 오염과 부식이 발생하였을 경우, 압축기 터빈과 동력터빈에 동시에 부식이 발생하였을 경우, 압축기, 압축기 터빈, 동력터빈이 모두 오염과 부식이 발생하였을 경우를 가정하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.985-987
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• 2011

본 논문은 파생형엔진의 설계를 위해 시동시간 예측모델을 개발하는 경우를 다루었다. 파생형엔진 설계를 위해 압축기/터빈의 특성맵을 새로 제안한 Modified Pump Scaling Law(MPS)방법을 사용하여 시동모델링에 필요한 아이들 이하 회전수(sub idle rpm) 영역으로 확장시켰고, 기준엔진의 손실특성에서 압력/온도와 엔진별 특성차이를 고려한 파생형엔진의 손실모델을 도출하였다. 이러한 특성을 반영한 파생형엔진의 시동시간 예측모델은 시험결과와 비교하여 비교적 양호한 결과를 나타내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.285-288
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• 2006

유전자 알고리즘은 자연선택과 유전법칙을 적용하여 최적해를 탐색하는 방법으로, 본 연구에서 항공기용 가스터빈 엔진의 결함 진단을 위한 학습 알고리즘으로 사용되었다. 성능 저하를 고려한 구성 요소는 압축기, 가스발생기 터빈, 동력 터빈이며, 설계점에서 엔진의 구성 요소에 대하여 복합 결함 진단을 수행하였다. 그 결과, 압축기, 가스발생기터빈, 동력터빈모두 10% 이내의 오차로 예측됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.9-9
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• 1999

각국의 공해 물질 배출량 규제가 엄격해지면서 저공해 가스터빈 엔진 개발의 필요성이 점점 대두되고 있다. 공해 물질 중 NOx는 고온에서 생성량이 급격히 증가하므로 배출량을 줄이기 위해서는 엔진 작동 온도를 낮추어야만 하고 이는 엔진 효율의 감소로 이어진다. 따라서 NOx를 줄이기 위해서는 작동 온도는 낮추지 않으면서 국부적인 고온 지역을 줄이고 연료가 고온 지역에 머무르는 시간을 감소하는 것이 가장 효과적이다. 이러한 방법으로 스월러를 장착하여 유입되는 공기에 스월을 주는 방법이 많이 연구되어 왔다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.17-26
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• 2004

본 연구에서 동력 전달 시스템은 분리 축 방식의 가스 터빈 엔진의 축 동력을 발전기 전력으로 변환하여, 이것을 프로펠러를 구동하는 추력 모터에 공급하는 방식으로 구성되어있다. 여기에 사용된 가스 터빈 엔진은 엔진 축 마력 317shp(236kw)을 약110kw (147shp)으로 플랫 레이팅(flat rating) 하여 운용한다. 본 시험 장치의 엔진은 가스 터빈엔진 출력축과 발전기 사이에 부하 변화 시 댐핑(damping)역할을 할 수 있도록 플라이 휠(flywheel)을 장착하였다. 이 때 플라이휠의 적절한 관성 모멘트가 고려되지 않으면, 발전기와 모터는 부하 상승에 의한 엔진으로부터 요구되는 출력을 얻을 수 없으며, 또한 엔진이 정상적으로 작동하지 않음을 확인할 수 있다. 따라서 제공된 엔진 데이터와 엔진 시험 데이터로부터 동역학적인 천이 효과에 의한 성능 분석을 함으로써 관성 모멘트의 요구 범위를 결정하였다. 재설계한 플라이휠을 장착 시험한 결과, 본 시스템에서 요구한 출력을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.335-338
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• 2010

대기 중의 수증기는 가스터빈엔진의 주요성능에 많은 영향을 끼친다. 습공기의 영향은 기온 및 기압이 높은 여름철 해면 고도, 높은 비행 마하수 그리고 낮은 엔진 회전수에서 그 영향이 더욱 두드러진다. 이러한 습공기 유입에 따른 가스터빈 엔진의 성능변화의 정도를 살펴보고자 200lbf 급 초소형 터보제트 엔진의 고공환경 성능시험을 통해 습도가 엔진성능에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 고공환경 엔진시험을 통해, 건공기 유입에 비해 습공기 유입 시 순추력에서 2.826% 낮게, 비연료소모율에서 1.325% 높게 측정되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.339-342
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• 2010

두산중공업(주)은 개발 중인 5MW급 발전용 가스터빈의 작동 특성과 설계 인자들을 검증하기 위한 엔진 시험설비를 구축하였으며, 개발 엔진의 모든 성능 인자들을 안전하고 신뢰성 있게 평가하기 위해서 요구 조건을 충족시킬 수 있도록 엔진 테스트 셀을 설계하였다. 구축된 테스트 셀은 엔진의 시동에서 최대 출력조건까지 엔진의 전체 운전 상태를 효과적으로 재현할 수 있기 때문에 다양한 조건에서의 엔진시험 결과를 활용하여 지속적인 설계 개선을 위한 기반시설로 활용 가능하다. 더욱이 개발 엔진의 파생형 모델 개발과 상업모델 출고시험에 활용함으로써 엔진 제작사로서의 개발 경쟁력 제고에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.7-7
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• 1998

가스터빈 엔진의 효율 및 성능은 터빈입구온도에 크게 좌우되므로, 높은 열효율을 얻기 위하여 최근 가스터빈 엔진은 높은 입구온도(대략 1400-150$0^{\circ}C$)에서 작동되도록 설계되고 있다. 이는 요소재질의 열한계점을 훨씬 상회하며, 이와 같은 입구온도의 고온화 경향은 터빈요소에 대한 열부하를 증가시키고 있다. 따라서 극한의 작동조건하에서의 허용수명 및 안정성의 유지를 위해서 내부대류냉각, 충돌세트냉각과 더불어 막냉각기법이 많이 응용되고 있다. 막냉각기법은 연소기 벽면 혹은 터빈블레이드 표면의 작은 구멍들을 통해서 압축기의 공기를 분사하여 표면에 고온의 유체와 일종의 단열벽을 형성하여 표면을 보호하는 냉각방법이다. 지금까지는 주로 단면적이 일정한 막냉각홀에 대한 연구가 주가 되어왔으나, 이러한 막냉각홀을 이용하는 경우 많은 문제점이 발생한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.10-10
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• 1999

선형 및 비선형 GPA 기법을 이용한 가스터빈 엔진의 성능예측 및 진단을 연구하고 전형적 산업용 가스터빈 엔진인 TB5000에 적용하여 최적의 계측변수를 정의하였다. 선형 GPA는 가스가 지나가는 구성품의 계측가능한 온도, 압력, 연료유량, 로터 회전수 등과 같은 종속변수와 효율, 유량과 같은 측정불가능한 독립변수의 관계 방정식을 열역학 법칙, 연속방정식, 질량 및 에너지 보존법칙, 구성품 성능곡선 등으로부터 유도하는 것이며 비선형 GPA는 독립변수와 종속변수의 비선형 관계를 충분히 고려하기 위해 선형 GPA를 반복적으로 적용하는 방법이다. 본 연구에서 반복기법은 Newton-Raphson 반복기법을 사용하였다.