• Title/Summary/Keyword: 램제트 엔진 흡입구

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흡입구를 포함한 액체 램제트 엔진의 3차원 유동 해석

  • 임상규;오대환;손창현;이충원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.14-14
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    • 1999
  • 액체 램제트 엔진의 특성은 흡입구를 통해 들어오는 유입공기의 상태에 따라 많이 달라진다. 흡입구에 들어오는 공기의 유입각이 일정각도를 넘어서면 유입공기의 왜곡이 심하여 정상적인 연소가 불가능 할 수 있다. 따라서 다양한 비행조건에 따른 램제트 엔진의 특성을 파악하기 위하여 외부 유입영역, 흡입구, 연소기, 노즐 및 출구 대기 영역을 함께 계산하여 유동 특성과 연소 특성을 파악하고자 하였다. 흡입구는 마하 2.0을 기준으로 설계하고, 4각 덕트에서 완만하게 원형 덕트로 변화되는 확대관의 형상으로 비행체에 붙어 있는 것으로 격자를 구성하였다. 흡입구에서의 유동 조건은 비행체을 지난 유속이 마하 2.0과 2.2의 경우에 대하여 수치 실험을 수행하였으며, 비반응 유동 해석과 연소가 있는 반응 유동해석 결과를 흡입구를 포함하지 않았던 선행 연구 결과들과 비교하였다. 유입각이 영 일 때의 흡입구를 포함한 계산 결과는 흡입구에서 생성되는 충격파에 의한 손실로 총압력이 흡입구를 포함하지 않았던 선행 연구 결과와 차이가 있었으나 유동 특성에는 큰 차이가 없었다. 그러나 유입각이 증가함에 따라 흡입구로 유입되는 공기의 량이 감소하고 그에 따른 유동의 왜곡이 심하여 연소특성에 변화를 보여 주었다.

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Characteristics of Performance Parameters of Dual Mode(Ramjet-Scramjet Combined) Engine Based on the Analysis of The Operating limitations (작동한계 관점에서의 이중모드(램제트-스크램제트 연합 작동)엔진의 성능 인자 특성)

  • Sung, Hong-Gye;Byun, Jong-Ryul
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.393-396
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    • 2006
  • This paper presents the characteristics of the performance parameters of dual mode(ramjet-scramjet combined) engine, inlet and combustor for wide range of flight Mach number, resulted from the analysis of its operating limitations. The transitional-critical flight Mach number from ramjet to scramjet and the performance of two types of combustors, such as constant pressure- and constant area- combustor, are conceptually evaluated.

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Technical Review and Analysis of Ramjet/Scramjet Technology II. Scramjet and Combined Cycle Engine (램제트/스크램제트의 기술동향과 기술분석 II. 스크램제트 및 복합엔진)

  • Sung Hong-Gye;Yoon Hyun-Gull
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.10 no.2
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    • pp.115-128
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    • 2006
  • A technical analysis of current scramjet and combined-cycle engine is presented. Substantial research has been pursued to characterize the operation mechanism of scramjet propulsion, especially in the areas of flame stabilization and system integration, dramatically over the years in support of both military and space access application. Major technology that had significant impact on the maturation of scramjet propulsion technology are dual combustion ramjet, dual mode ramjet, and combined cycle engine to cover a typical wide rage of flight, up to flight Mach number 10. Notable are the fundamental and practical techniques, for instance, scram propulsion itself, thermal relaxation and protection using endothermic fuel and/or CSiC composit materials, and design/manufacture of movable intake and nozzle, to realize high speed propulsion system in near future.

A Research on Control Method Design for the Intake Flow of a Dual Combustion Ramjet Engine using Multiple Control Inputs (다중의 제어입력을 이용한 이중연소 램제트 엔진의 흡입구 유동 제어기법 연구)

  • Park, Jungwoo;Park, Iksoo;Kim, Junghoe;Hwang, Kiyoung
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.5
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    • pp.49-58
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    • 2018
  • This paper introduces a research on the control method design for the subsonic intake flow of a dual-combustion ramjet engine. To design the control method, the intake flow dynamic response characteristics, based on a designated flow condition and intake geometry, are investigated, and a control method concept considering the intake flow characteristics is established. Using a dynamic simulation model of a dual-combustion ramjet, control input/output linearized models are obtained such that a control loop design based on linearized models can be accomplished. Finally, from various control loop simulations, the performance of the control method, including its control loop stability, is evaluated.

Optimal Shape of a Ramjet Intake by using a Response Surface Method (반응표면법을 이용한 램제트 엔진 흡입구 설계인자 최적화)

  • Oh, Seok-Jin;Sung, Hong-Gye
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.33 no.10
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    • pp.68-74
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    • 2005
  • Optimal shape of a typical ramjet intake is examined numerically to maximize the total pressure recovery. A response surface method is introduced to approximately predict its performance with respect to the design parameters over the each design domain. The first deflection angle of ramp, the area of inlet throat, and the diffuser angle are chosen as a design parameter. ANOVA is used to verify the trustability of the achieved response surface. The total pressure recovery of the optimum model, compared to that of the base model, is increased by 36%. The loss of viscosity through the diffuser is estimated less than 5%.

램제트 엔진 흡입구의 점성 유동장 수치계산

  • 강호철;신동신
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.59-59
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    • 2002
  • 램제트 추진기관은 압축과정을 별도의 부품 없이 형상에 의해서 감속하여 연소 압력비를 얻는다. 따라서 구동 마하수와 형상에 의해 흡입과정의 압축 효율이 결정된다. 설계점은 충분한 유량을 확보 할 수 있는 유량과 충격파 각을 조절하여 전압력 손실을 줄이도록 고려되어야 한다. 또한 연소가 일어나면 연소실 압력이 배압으로 작용하고 비행시에 받음각은 변하므로 이에 따른 성능 분석도 고려 되어야 할 사항이다. 본 연구는 국내에서 실험한 형상에 대해 수치계산을 수행하여 코드의 검증과 아울러 램제트 유동장의 수치적 시뮬레이션도 설계단계에서 하나의 도구로 이용할 수 있음을 보여준다. 실험에서는 배압 조건을 얻기 위해 유동 블록키지를 유로 내에 두어 상응하는 배압을 얻었지만 본 계산에서는 압력 경계조건을 직접 사용하였다. 유동이 비정상 특성을 가지므로 시간 정확도를 이차로 가지도록 이중시간 전진법을 사용하였다. 사용한 압력비는 충격파가 카울 끝에 닿는 임계상태에 가까운 12, 13, 14에 대해 계산을 수행하였고 부스터모드로 흡입구 끝이 막혀 있다가 램제트 모드로 바뀌어 연소실 압력이 위의 압력비라고 가정할 때의 비정상 천이 과정을 계산해 보았다. 본 계산은 흡입구 부분만을 떼어놓고 적절한 가정 하에 수행되었지만 연소실 내부도 비정상 특성을 가지므로 흡입구와 연소실을 동시에 같이 계산해야한다. 추후에 전체적인 계산을 진행하기 위한 전 단계로 흡입구 계산만을 수행하여 실험과 잘 일치하는 계산 결과를 얻었고 전체 계산을 위한 연구는 진행 중에 있다.

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램제트 엔진에서의 화염 전파와 비정상 연소 현상에 관한 수치해석

  • ;Vigor Yang
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.10-10
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    • 2000
  • 램제트 엔진은 비추력이 높고 추력 레벨은 낮으므로, 2단 추진기관에 적합한 추진 시스템이다. 1단-추진기관의 작동이 끝나고, 2단 램제트 엔진이 점화 후 안정된 연소에 도달되기까지 비행체의 속도는 항력에 의하여, 초당 약 마하수 0.1 정도씩 감소된다. 1단 연소 후 2단 램제트로 전환되는 지연시간이 길수록 1단에서 요구되는 종말 가속도는 증가되므로, 1단이 차지하게되는 부피는 증가되고 비행체의 크기 또한 늘어나게 된다. 따라서 1단에서 2단 램제트로 천이되는데 소요되는 시간을 가능한 짧게 하는 것이 효과적이다. 그러나 램제트 엔진의 특성상 선결되어야할 다음과 같은 여러 문제들이 있다. 첫째, 1단 작동 시 공기 흡입구와 연소실은 차단벽으로 분리되어 있다가, 1단 연소후 차단막이 제거되어 외부공기가 램제트 연소실로 흡입된다. 흡입되는 공기는 흡입구의 형상에 의하여 램 압축되지만 초음속으로 연소실을 통과하게된다. 연료 주입 구에서 공급되는 연료는 연소실에서 유동의 흐름방향(streamline)에 따라서 연소실로 확산되는데, 연소되기 전에는 유속이 빠르게 노즐로 빠져 나가므로 램제트 연료가 재순환 구역(recirculation zone)으로 침투하는데 쉽지가 않다. 둘째, 연소실 입구에서 발생되는 와류 (ring vortex)는 1단 연료의 고온 연소 가스를 연소실로 확산시키는데, 비 균일한 온도 분포를 유발하여 램제트 연료의 점화에너지가 공급되는 시간이 적당하지 않을 경우 균일한 화염 전파에 악영향을 준다. 셋째, 연소실에서의 빠른 유동 조건은 연료가 연소실에 머무를 수 있는 시간을 감소시키며, 연소실 입구에서 강한 전단 응력이 발생되어 화염이 안정화되는데 악 영향을 미치게된다. 본 논문은 공기 흡입구, 연소실 및 노즐을 통합하여 수치해석을 하였으며 열유동/점화/연소등의 미케니즘을 이해하고, 주요 인자들 중 와류의 영향에 초점을 맞추었다.다고 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.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14) 식도경 시행회수는 1회가 17례(54.8%), 2회가 9례(29.0%), 3회 이상이 5례(16.1%)였다.EX>$IC_{50}$/ 값이 210 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$로서 효과적

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Experimental Study on the Supersonic Air Intake at Mach 4 (마하4 초음속 공기 흡입구 유동 특성에 관한 실험적 연구)

  • Lee Hyoung-Jin;Jeung In-Seuck;Aso Shigeru
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • v.y2005m4
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    • pp.394-398
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    • 2005
  • Ramjet engine have been usually operated on Mach $1.5\sim3$ as the vehicle of supersonic cruising engine and studied about the higher performance above Mach 4. The research of Duel mode Scramjet engine which have duel operating mode of ramjet/Scramjet are in progress actively nowadays. This paper suggests the effect the flow characteristics and the effects of back pressure, angle of attack, angle of yow on the supersonic air intake on mach 4 through the Schlieren/Oil flow visualization, and pressure measurement on experimental model.

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램제트 엔진 흡입구 유동 및 연소유동 해석

  • 김성돈;정인석;윤영빈;최정열
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.18-18
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    • 1999
  • IRR형태의 액체 램제트 추진기관의 공기 흡입구 유동과 내부 연소 유동을 파악하기 위한 수치적 해석을 수행하였다. 해석은 다원 혼합기체에 대한 압축성 Navier-Stoke 방정식과 공기/Kerosene에 대한 화학 반응을 고려하였으며, 결합된 형태의 k-$\omega$/k-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 이용하였다. 기본 유동 해법으로는 고차의 시간 및 공간 정확도를 가지는 근사 Riemann 해법과 LU-SGS 방법을 이용하였다.

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Performance Analysis Method for Dual Combustion Ramjet Engines (이중연소 램제트엔진의 성능해석 기법)

  • Seo, Bong-Gyun;Yeom, Hyo-Won;Sung, Hong-Gye;Gil, Hyun-Yong;Yoon, Hyun-Gull
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.326-330
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    • 2011
  • Development and validation of performance analysis model for dual combustion ramjet engines has been performed. A typical performance model for hypersonic intake flow and supersonic mixing and combustion was demonstrated; Taylor-Maccoll equation for coaxial intakes and a quasi-one dimensional reacting flow analysis with CEA chemical equilibrium for supersonic combustion. The results, thermodynamic data of intake and supersonic combustor were validated with CFD numerical results.

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