• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.57-58
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• 2002

램제트는 다른 여러 추진시스템에 비하여 획기적으로 증가된 사거리를 가지므로 가용범위의 확대는 물론, 목표물 타격 시 높은 명중률과 낮은 격추율을 가지는 효과적인 추진 시스템이다. 램제트 엔진을 장착한 미사일로는 프랑스의 Griffon, ASMP, 미국의 Bomarc, Talos, 영국의 Bloodhound, Sea dart, 소련의 SA4, SA6 등을 비롯하여 많은 종류가 개발되어 실전 배치되었다. 근래 들어 램제트는 군사전략과 전술적인 목적 이외에도 민간용으로도 그 실용성이 강조되고 있어 그 중요성은 날로 더할 것으로 예측된다. 램제트는 일반적인 공기흡입식 엔진과는 달리 엔진 내부에 기계적으로 구동되는 부분이 없이 충격파를 통과하면서 공기의 압력이 높아지는 현상인 램압축 현상을 이용하여 공기를 압축하게 되므로 엔진의 구조가 간단하고, 상대적으로 높은 비추력과 추력/중량비를 가진다. 램제트는 정지 상태에서는 작동되지 않으며 사용 가능한 최소의 압력비를 줄 수 있는 비행 마하수에 도달해야 램제트가 작동하게 된다. 따라서 이러한 비행속도를 줄 수 있는 별도의 추진장치가 필요하게 되는데 이와 같은 보조 추진장치로 부스터를 사용한다. 부스터가 엔진의 내부에 장착된 램제트를 일제형 램제트 (IRR: integral Rocket Ramjet)라 부르며, 현대의 전략미사일과 민간용 초음속 항공기의 엔진에 도입되어 활발한 연구가 진행 중이다. 램압력을 이용하여 압축하므로 램제트의 설계시 설계점 비행 속도에서 전압력 손실이 최소가 되도록 설계되어야 하며, 이를 실험이나 수치해석을 통해 확인하여야 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.875-882
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• 2011

회전차 외경 가공에 따른 축추력 평형 및 체적 효율 변화에 대하여 고찰하였다. 평형장치로 평형피스톤이 장착된 저비속도 다단 원심 펌프를 연구 대상으로 해석을 수행하였다. 수평축 다단 펌프와 2종의 수직축 다단 펌프에 대해 해석 수행을 한 결과, 회전차 외경 가공에 의해 펌프 전방으로 추가적인 축추력이 발생하였다. 이러한 축추력 불균형은 수평축 펌프보다 수직축 펌프에서 크게 발생하였다. 축추력 불균형을 방지하기 위해 평형피스톤의 외경을 증가시키는 방안을 제시하였고, 이를 위해 필요한 평형피스톤의 직경 변화율을 산출하였다. 피스톤의 직경 변화량은 회전차 외경 가공률에 비례하여 증가하였다. 피스톤 직경 변화량이 클수록 틈새 면적 증가로 인해 체적효율이 감소하므로, 피스톤의 길이를 함께 증가시켜 체적 효율의 감소를 방지하는 것이 효과적이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.61-61
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• 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
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.32-32
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• 1998

고체 추진제 로켓의 연소시에 발생되는 산화 알루미늄(A1$_2$O$_3$) 입자는 로켓 추진 노즐에서 팽창과정의 효율을 저하시키는 요소가 되며, 이러한 비효율성은 연소 가스와 입자간의 비평형 상태 효과와 기본적인 속도와 열적 차이에 의해서 발생된다고 보고되었다. 또한 연소시 발생된 산화 알루미늄 입자는 높은 열과 큰 운동량을 가지고 로켓 노즐 내부를 유동하게 되며, 매우 많은 량이 짧은 시간에 고온 고속으로 노즐 벽면이나 기타 구조물에 충돌 및 점착하기 때문에 로켓 노즐내의 표면이 손상을 입게 되고, 로켓의 방향 제어 및 조정 안정성이 저하되며, 구조적인 강도가 약화 될 수 있다. 또한 산화 알루미늄 액적들의 경우 노즐 벽면에 고착되게 되면 로켓의 중량 증가로 인해서 추력의 손실을 초래할 수 있다. 따라서 이러한 연소 부산물들의 운동 경로와 충돌 위치 및 표면에서의 충돌량과 그리고 충돌에 따른 마모량 및 점착 그리고 열전달 특성을 예측하는 것이 필수적이다.

• 기계저널
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• 제31권7호
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• pp.652-656
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• 1991

일반적으로 로켓 추진기관이라고 하면 외부로부터의 산소 공급없이, 추진제라고 불리는 물질이 연소할 때 발생하는 고온 고압의 연소가스를 고속으로 노즐로 통과시켜 추력을 얻는기관을 말 한다. 연소는 산소와의 화합반응이 급격히 일어날 때 일어나는 현상이므로 외부로부터 산소공 급이 없다는 것은, 추진제 자체에서 산소공급이 가능하다는 것을 의미한다. 즉, 추진제는 그 자 체가 흔히 말하는 연료성분과 산소를 공급할 수 있는 산소화합물을 같이 묶어둔 물질이어야 한다. 그러나 지구를 둘러싸고 있는 대기에는 산소가 20%나 포함되어 있으며, 이 무궁무진한 산소를 이용하지 않는다는 것은 여러 면에서 손실임을 쉽게 알 수 있을 것이다. 그럼에도 불구 하고 이를 이용하지 못하고 있었음은 그 나름대로의 어려움이 있었기 때문일 것이다. 그러나 인간의 노력과 연구로 불가능했던 많은 사실도 가능하게 된 것이 헤아릴 수 없이 많아지고 있음 또한 주지의 사실이다. 로켓 추진기관 분야에서도 순수 연료 성분만을 로켓에 탑재하고 산소는 흡입되는 대기중의 것을 이용하자는 것이 새로운 연구분야로 각광을 얻고 있으며, 실제로 이러한 방법이 실용화되고 있다. 이와 같이 흡입공기를 산소원으로 하는 추진기관을 총칭 램제트 추진 기관이라고 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2001년도 제16회 학술발표회 논문초록집
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• pp.35-38
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• 2001

차세대 추진 기관으로 연구되고 있는 스크램제트 엔진의 열역학적 특성들을 검토하였다. 유동이 엔진을 통과하면서 연소에 의해 전압력이 손실되고 노즐 출구 마하수가 감소하지만, 고온 연소 가스가 배출되기 때문에 실질적인 속도는 증가하게 되고 추력이 발생한다. 초음속 연소를 모사하기 위해 blowdown 형태의 초음속 연소 풍동 설계를 위한 개념 설계가 이루어졌다. 초음속 풍동 시험부에서 마하 2.5의 속도를 유지하기 위한 작동 압력과 질유량이 계산되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.35-35
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• 1998

고체 로켓 추진기관의 노즐을 개발하기 위해서는 주어진 체계 제한 조건내에서 기본적인 가스의 동력학, 내탄도에 의한 형상 설계, 재료 개발 및 적용 기술, 열전달 계산에 의한 열설계 및 해석 등이 종합적으로 적용되며 수많은 반복과정을 거쳐야 한다. 특히 최근에는 알루미늄 함유량을 증가시켜 연소가스의 온도가 300$0^{\circ}C$ 이상이 되는 고성능 추진제가 일반적으로 적용되고 있으므로 고온에 의한 열적문제가 심각하게 대두되고 있으며 이에 견디는 신뢰도가 높은 노즐 설계개발이 요구되고 있다. 노즐목을 노즐내에서 열부하가 가장 심한 곳으로 노즐목 확대에 의한 추력 손실을 최소화하기 위해 내삭마성이 강한 재료를 선정하여야 하며, 그래파이트는 이러한 조건을 만족시키는 소재의 하나로 많이 적용되고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.285-291
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• 2014

본 논문은 펌프에서 비접촉식 실로 사용되는 홈 실 적용에 의한 누설 손실을 줄임으로서 고성능 원심펌프의 효율 향상에 관한 것이다. 경사 및 평형 홈 로터와 스테이터의 조합을 포함한 홈 실 형상의 다양한 조합을 실험적으로 연구하였다. 그리고 관련해서 수력성능 및 축추력의 크기를 10가지 케이스에 대하여 측정하고 계산하였다. 그 결과로부터 로터와 스테이터 양쪽 모두에 나선 홈 실(나선 각 : $0.98^{\circ}$)을 가지는 타입이 가장 효과적임을 알 수 있었다. 이 경우 설계 유량($340m^3/h$)에서 기존 설계보다 양정과 효율은 각각 2.1%와 2.3% 향상 되었고 축추력은 10% 감소 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8187-8194
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• 2015

고 중량의 궤도열차를 1G 포스이상 가속하기 위해서는 많은 추진력이 필요하다. 선형동기전동기(LSM)는 이러한 고 추력이 필요한 시스템에 적합하다. LSM의 추진 효율을 높이기 위해서 추진제어시스템은 정밀한 위상제어를 위한 실시간의 정확한 차량위치정보가 필요하다. 그러나 추진제어시스템은 전자석 길이구간마다 트랙에 설치되어져 있는 홀센서로부터 상대적으로 긴 시간간격을 갖는 불연속 위치정보를 수신하게 된다. 본 논문에서는 기존 d-q 방정식을 이용한 기본 전동기 모델을 구성하였다. LSM에 의해 추진되는 궤도열차의 모터모델은 코깅력과 마찰손실을 반영한 동적모델이다. 그리고 궤도열차용 LSM제어를 위해 차량위치 추정기를 기반으로 하는 추진제어 시스템을 제안하였다. 해당 궤도열차의 모터모델을 기반으로 위치관측기를 포함한 토크제어시스템의 특성을 확인하기 위해서 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과는 본 제어시스템이 선형화된 시뮬레이션 모델 분석으로부터 제어기의 대역폭과 위상여유가 충분하다는 것을 보여주고 있으며, 제시한 위치 추정기 기반의 추력제어 알고리즘이 궤도열차의 추력을 제어하는데 효과적임을 확인시켜주었다. 따라서 위치 관측기의 가용성도 확인 할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.150-158
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• 2018

항공기 추진기관의 적외선 저감기술을 개발할 목적으로 축소모델인 마이크로 터보제트 엔진의 열유동장에 대한 전산해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 이를 위해 원형의 기본노즐과 세장비에 따른 5개의 사각형 형상변형 노즐을 고려하였다. 먼저 엔진 성능 분석을 통하여 전산해석을 위한 계산조건을 도출하였다. 또한 전동식 온도 측정 장치를 이용하여 노즐의 정 후방 특정 위치별 열유동장 분포를 측정하였다. 세장비가 5인 사각 노즐의 추력손실은 원형노즐 대비 약 1.8%이었으며, 노즐 출구의 세장비가 커짐에 따라 추력은 대체적으로 감소하는 경향을 확인하였다. 열유동장의 경우, 세장비가 커짐에 따라 해석에 비해 실험에서 배기 플룸이 더 넓게 형성되었다.