• 한국추진공학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.81-90
• /
• 2015

램제트 엔진, 스크램제트 엔진과 같은 극초음속 공기흡입식 추진기관을 지상에서 시험하기 위해서는 극초음속 추진기관이 작동하는 고고도, 고 마하수 환경을 모사해야 한다. 따라서 고압, 고온 환경을 조성하여 고고도 고 마하수 환경을 지상에서 구현해야 한다. 본 논문에는 한국항공우주연구원에서 설계 및 제작한 극초음속 공기 흡입식 추진기관 지상 시험설비의 구성과 특성에 대하여 소개한다.

• 기계저널
• /
• 제32권9호
• /
• pp.788-796
• /
• 1992

이 글에서는 극초음속 항공우주 비행기의 개요 및 개발배경, 구조기능 및 추진체계, 그리고 개발 및 설계의 제반고려사항 등에 관하여 알아보았다. 단단계형 공기흡입식 추진체계라는 새로운 개념의 도입은 미래 극초음속 비행체의 재활전용성과 항공 및 우주의 운항 용이성이라는 두 가 지의 가능성을 제시한다는 점에서 큰 의미를 갖고 있다. 극초음속 항공우주비행기의 실현가능 성은 공기흡입식 추진체계의 핵심부분인 스크램제트엔진 개발의 성공여부에 달려 있다고 하겠다. 이러한 스크램제트엔진에 관한 연구 및 개발은 현재 진행중이며, 오늘날 첨단 추진체 연구분야 중의 하나로 여겨지고 있다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.67-83
• /
• 2005

1960년대부터 현재에 이르기까지 스크램제트 엔진의 발전 과정을 개략적으로 살펴보았다. 스크램제트 추진의 개념 및 추진 성능을 다른 고속 추진 기관과 비교하였으며, 결합 사이클 등, 스크램제트 엔진을 바탕으로 한 극초음속 공기흡입 추진기관에 대하여 기술하였다. 아울러 미국을 중심으로 지난 40여 년간의 스크램제트 엔진의 개발사를 소개하고, 최근에 수행되고 있는 선진 각국의 스크램제트 엔진 개발 프로그램들을 통하여 스크램제트 엔진의 최신 기술동향을 살펴보았다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권12호
• /
• pp.1031-1038
• /
• 2017

공기 흡입식 엔진의 성능 향상을 위하여 흡입구를 통한 유입공기의 전압력 회복률을 최대로 하는 것은 엔진 설계에 있어서 매우 중요하다. 흡입구의 각 램프 단에서 발생하는 충격파의 세기를 동일하게 흡입공기를 압축하면 흡입구에서의 최대 전압력 회복을 보장한다는 Oswatitsch 기법이 극초음속에서도 유효한지를 조사하였다. 극초음속 영역에서의 흡입구 작동 한계를 고려하여 압축 특성 및 열역학적 관점에서 유입 마하수에 따른 흡입구의 압축램프 각도와 램프 수에 따른 흡입구 성능을 비교하여 각단에서 발생하는 충격파 강도에 영향을 주는 경사 충격파에 수직한 마하수의 비선형성을 분석하였다. 이 분석을 근거로 Oswaitisch 기법이 초음속에서 뿐만 아니라 극초음속 비행 영역에서도 유효한 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.326-330
• /
• 2011

이중연소 램제트엔진의 아음속 연소기의 연소가스와 스크램제트 모드로 흡입되는 흡입공기의 혼합 및 초음속 연소를 고려한 이중연소램제트 성능해석 기법을 개발하고 검증하였다. 극초음속 흡입구의 유동특성을 고려하기 위하여 Taylor-Maccoll 방정식을 사용하였으며 초음속 연소기 해석을 위해 준 1차원 연소모델 및 CEA를 이용한 화학 평형 모델을 적용하였다. 개발된 모델을 통하여 계산된 흡입구와 연소기에서의 열역학 데이터를 수치해석 결과와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권5호
• /
• pp.297-308
• /
• 2022

극초음속 영역에서 운용되는 대부분의 극초음속 공기흡입(Air-breathing) 비행체들에 스크램제트 엔진이 탑재되고 있다. 스크램제트(Scramjet) 엔진에서는 일반적인 가스터빈 엔진의 압축기 역할을 흡입구에서 발생하는 충격파가 대신 수행하기 때문에 충격파에 의한 전압력 손실이 매우 중요하게 여겨진다. 본 연구에서는 전압력 손실을 최소화하기 위해 등엔트로피 압축면을 적용한 외부 압축형 흡입구의 설계법을 제시하고, 동일한 조건의 Busemann 흡입구와 3개의 cone 각도를 가지는 외부 압축형 흡입구를 설계하였다. 이후 전산해석을 통해 비설계 조건에 대한 성능 특성을 비교하였다. 각 흡입구 형상은 3단 외부 압축형 흡입구의 길이에 맞춰 truncation을 진행하였으며, 경계층 보정을 수행하였다. 등엔트로피 외부 압축형 흡입구는 3단 외부 압축형 흡입구에 비해 설계점에서는 우수한 성능을 보였으나 일부 비설계 조건에서는 3단 외부 압축형보다 성능이 저하되는 현상이 발생하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.69-78
• /
• 2010

한국항공우주연구원은 2000년부터 극초음속 공기흡입식 추진기관 시험설비의 설계와 개발에 착수하여 2009년 7월 시험설비의 구축을 완료하였다. 스크램제트 엔진 시험설비(SeTF)로 명명된 본 시험설비는 자유제트 형식 시험부를 갖춘 불어내기식, 고 엔탈피 풍동으로 고압공기 공급원, 고온 공기 공급시스템, 엔진 시험부, 연료 공급시스템, 설비 제어 및 데이터 처리 시스템 그리고 배기 시스템으로 구성되어 있다. 본 논문에는 SeTF의 설계, 사양을 소개하였으며 현재 수행 중인 SeTF의 특성 파악 시험에 대한 소개 및 일부 시험 결과를 정리하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
• /
• pp.61-61
• /
• 2002

스크램 제트 엔진의 설계에서 초음속으로 유입된 공기의 짧은 잔류시간으로 인한 연료-공기의 혼합은 가장 중요하며 해결하기 힘든 문제이다. 전헝적인 비행 조건에서 흡입 공기가 극초음속 비행기 엔진 내에서 잔류하는 시간의 단위는 1 ms 정도이어서 짧은 시간 동안 연료와 공기는 효율적으로 혼합되어야 하며, 최대의 추진력을 얻기 위하여 과도한 공력저항없이 연소 가능한 연료-공기 혼합기를 생성시킬 수 있는 효율적인 연료-공기의 혼합 방법이 요구된다. 현재까지 가장 많이 연구되어 온 혼합 방법은 엔진 입구로 들어오는 공기 유동에 수직 방향으로 연료를 분사하는 것으로 이 방법은 연료 유동 방향과 공기 유동 방향이 수직이기 때문에 추력 손실이 생기는 단점을 갖고 있지만, 초음속으로 유입되는 공기에 수직으로 연료를 분사하게되면 분사 위치 앞에 궁형 충격파가 생겨서 감속되어 유동이 회전하는 재순환영역이 생기고 연료의 혼합이 잘 이루어지는 장점이 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
• /
• pp.289-292
• /
• 2007

가상 비행 임무를 충족하기 위한 이중모드 램제트엔진의 성능과 성능영향인자 (카울과 흡입구의 간격, 연소실 길이)에 대한 성능 민감도를 공기 및 열역학적 관점에서 분석하였다. 하나의 엔진으로 초음속에서 극초음속(마하두 2에서 6)까지 비행 가능한 엔진 모델을 설정하고, 램제트모드와 스크램제트모드에서 엔진 각부의 작동상태에 따른 모멘텀 변화를 분석하여 엔진의 성능설계를 수행하였다. 본 연구의 결과를 수치해석 결과와 선행연구(Hyperion RLV) 결과와 비교하여 검증을 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.394-398
• /
• 2005

초음속 순항 추진기관인 램제트 추진기관은 $1.5\sim3$ 정도의 비행마하수를 가지는 비행체에 적용되어져 왔고, 마하수 4 이상의 고성능 램제트 추진기관에 대한 연구도 다수 이루어져 왔다. 현재는 극초음속 비행을 위한 램제트-스크램제트 엔진의 작동모드를 가지는 듀얼모드 스크램제트 엔진개발 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고성능 램제트와 듀얼모드 스크램제트 엔진에 필요한 마하 4에서의 공기흡입구 유동에 대한 연구로서 배압, 받음각, 요각의 변화에 따른 초음속 흡입구에서의 유동 특성을 Schlieren 가시화, Oil 가시화, 압력 측정 등을 통해 파악하였다.