• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.111-119
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• 2013

로켓 기반 복합사이클 (RBCC) 엔진의 열역학적 사이클 해석을 통해 엔진의 개념 설계를 수행하였다. 설계 엔진은 지상, 정지 상태에서 출발하여 고도 30 km, 마하 8에 도달하는 것을 목적으로 한다. 본 엔진은 정지-마하 3까지는 이젝터 제트 모드, 마하 3-6 영역에서는 램제트 엔진 모드, 마하 6 이상의 영역에서는 스크램제트 모드로 구동한다. 개념설계 결과 본 엔진은 직경 1 m, 길이 6.7 m의 크기를 갖고 최대 추력 약 16.5 ton을 발생시킬 것으로 예측되었다. 램제트, 스크램제트 엔진모드의 경우 엔진 흡입구 설계점에 따라 전압력회복율 및 포획면적비가 달라지므로, 비행마하수에 따른 엔진의 추력성능 변화가 두드러지게 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.33-41
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• 2015

로켓 기반 복합 사이클 엔진의 구성 요소로서 큰 후향 계단을 가진 이중 모드 램젯 엔진의 축소 모델을 설계하였다. 로켓 기반 복합 사이클 엔진에 적용하기 위해 설계 단계에서 고려하여야 하는 인자를 도출하였고 이 설계 인자에 대한 설계 방법을 정립하였다. 이러한 방법을 통하여 설계한 모델에 대하여 전산유체해석과 공력 시험을 수행함으로써 설계 검증을 일부 수행하고 큰 후향 계단을 가진 이중 모드 램젯 엔진의 유동 특성을 파악하였으며 이 연구에서 정립한 주요 설계 인자에 대한 설계 방법이 타당함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.581-585
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• 2009

본 연구를 통하여 스크램제트 엔진을 적용한 극초음속 추진기관 개발에 대비하여 로켓 기반 복합사이클 엔진 개념연구를 수행하였다. RBCC엔진은 지상고도 정지 상태에서 출발하여 고도 30km, 마하 8 에 도달하는 것을 목적으로 하며, 마하 3까지는 이젝터 제트 모드, 마하 3-6 영역에서는 램제트 엔진모드, 마하 6 이상의 영역에서는 스크램제트 모드로 구동한다. 본 논문에는 RBCC엔진의 각 작동 영역에서의 설계 기법 및 해석 기법을 논의한다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.83-90
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• 2016

이중 모드 램젯 엔진 모델의 램젯 모드 연소 시험을 수행하였다. 엔진 모델은 흡입구, 연소기 및 노즐로 이루어졌다. 로켓 기반 복합 사이클 엔진에 사용하는 것을 전제로 큰 후향 계단을 가지는 형상을 선택하였다. 시험은 마하 5, 고도 24 km 조건에서 수행하였다. 연료를 카울면과 바닥면에 분산하여 다중 분사를 한 경우에 안정적인 연소를 달성할 수 있었다. 또한 연료 당량비를 카울면에서 0.5, 바닥면에서 0.5로 하여 총 당량비 1.0으로 한 경우에 연소기 내부에서 열질식이 발생하여 유동이 아음속으로 조성되는 램젯 모드로 운전됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.10-18
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• 2015

로켓 기반 공기흡입추진(RBCC : Rocket Based Combined Cycle) 엔진이 적용된 재사용 발사체의 요구 중량 및 성능을 분석하고 예측하였다. RBCC 엔진을 위해 개발한 엔진 모델과 비행체 궤적 모델을 통합하여 RBCC 기반 재사용 발사체의 궤적 및 성능계산 모델을 개발하였으며, 기존 논문의 결과와 비교함으로써 검증하였다. 개발된 모델과 기존 논문을 바탕으로 총 이륙중량 15톤의 재사용 발사체에 대한 무게분석과 엔진의 요구 조건을 도출하였으며, 엔진의 모드 전환 마하수 변화 등에 따른 비행체의 추진제 요구량 변화를 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.91-102
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• 2017

앞서의 논문을 통하여 RDE와 관련된 초기의 기초 연구를 살펴보았다. 최근에는 이를 바탕으로 동력장치 및 항공우주 추진기관에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 각국에서는 대학과 기업 그리고 연구소의 공동 연구를 통하여 가스터빈 및 액체 로켓 엔진이나 복합사이클 엔진으로의 응용연구가 활발히 진행되고 있어, 본 논문에서는 앞서의 Part I 논문에 이어 세계 곳곳에서 진행되고 있는 실질적인 RDE 응용연구에 대한 포괄적인 고찰을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.65-72
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• 2015

본 연구에서는 이중램제트 엔진 및 로켓/터빈 기반 복합사이클 엔진에의 활용을 위해 Mach 3에서부터 Mach 8까지 넓은 마하수 영역에서 적용이 가능한 초음속흡입구의 형상설계를 수행하고 그 설계방법론에 대해 고찰하였다. 축대칭 가변흡입구를 기본 개념으로 중심콘 각도 및 경사충격파 각도를 이용한 기하학적 관계식으로부터 흡입구 형상을 설계하였으며, 100%에 준하는 포획면적비를 갖도록 하였다. 또한 전산해석결과로부터 Mach 3~8까지 조건에서 흡입구 중심콘에서 발생한 충격파가 올바르게 배치되는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.705-708
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• 2011

이젝터 시스템은 주유동 제트에 발생되는 전단 응력과 압력차에 의해 흡입 챔버 압력에 영향을 미치거나 이차 흡입 유동을 유도한다. 이젝터는 터빈 기반 복합사이클 추진기관 및 로켓엔진의 고고도 모사 설비, 압력회복장치, 담수화 시스템, 이젝터 램젯시스템과 같이 많은 분야에 적용되어 널리 사용된다. 본 연구에서는 다양한 고고도 환경 모사를 위한 멀티 이젝터의 형상 및 운전 조건을 결정하는 설계 절차를 수립하고자 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.51-62
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• 2017

RBCC 엔진의 공기흡입 모드 추진성능을 결정하는 주요 요소인 유로 형상 설계를 위하여 최적설계 기법을 적용하였다. Kriging 모델 기반의 유전자 알고리즘을 이용하여 RBCC 엔진의 비추력을 최대로 하는 최적화를 수행하였으며, 분산분석법과 자가조직도를 통해 설계결과를 분석하였다. 램제트 및 스크램제트의 설계 조건을 각각 고도 20 km, 마하수 4 및 30 km, 마하수 7 설정하여 최적화를 수행한 결과, 기본 형상에 비해 각 모드에서 약 7% 및 10%의 비추력 상승을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.627-630
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• 2009

이젝터 시스템은 주유동 제트에 발생되는 전단 응력과 압력차에 의해 흡입 챔버 압력에 영향을 미치거나 이차 흡입 유동을 유도한다. 이젝터는 터빈 기반 복합사이클 추진기관 및 로켓엔진의 고고도 모사 설비, 압력회복장치, 담수화 시스템, 이젝터 램젯시스템과 같이 많은 분야에 적용되어 널리 사용된다. 본 연구에서는 아음속 및 음속 조건에서 작동하는 이젝터의 형상 및 운전 조건을 결정하는 설계 절차를 수립하고자 하였다. 또한, 이론적 방법과 시험적 연구를 통해 축소 확대 디퓨저가 장착된 이젝터의 작동 특성을 파악하였다. 결국, 수치해석을 통해 요구 성능을 만족하는 이젝터의 최적 형상을 결정하였으며 다양한 노즐 목 및 챔버 직경을 변화시킨 이젝터에 대한 성능 시험을 통해 계산 결과를 검증하였다.