• 제목/요약/키워드: Design of Aircraft Gas Turbine

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항공용 가스터빈 연소기 기본 설계 프로그램 개발 : Part 2 - 공기 유량 배분 (Preliminary Design Program Development for Aircraft Gas Turbine Combustors : Part 2 - Air Flow Distribution)

  • 김대식;유경원;황기영;민성기
    • 한국연소학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.61-67
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    • 2013
  • This study introduces the design methods for air flow distribution at the level of preliminary design, and reviews the typical combustion process and main functions of sub-components of aircraft gas turbine combustors. There are lots of design approaches and empirical equations introduced for air flow distributions at the combustors. It is shown that a decision on which design approaches work for the combustor development is totally dependent upon the objective of engine design, target performance, and so on. The current results suggested for preliminary air flow distributions need to be validated by combustor geometry checkups and performance evaluations for future works.

항공용 가스터빈 연소기 기본 설계 프로그램 개발 : Part 1 - 연소기 크기 결정 (Preliminary Design Program Development for Aircraft Gas Turbine Combustors : Part 1 - Combustor Sizing)

  • 김대식;유경원;황기영;민성기
    • 한국연소학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.54-60
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    • 2013
  • This paper shows a general development process for aircraft gas turbine combustors. As a first step for developing the preliminary combustor design program, several combustor sizing methodologies using reference area concepts are reviewed. There are three ways to determine the reference area; 1) combustion efficiency approach, 2) pressure loss approach, 3) velocity assumption approach. The current study shows the comparisons of the calculated results of combustor reference values from the pressure loss and velocity assumption approaches. Further works are required to add iterative steps in the program using more reasonable values of pressure loss and velocities, and to evaluate the sizing results using data for actual combustor performance and sizes.

Performance Analysis of an Aircraft Gas Turbine Engine using Particle Swarm Optimization

  • Choi, Jae Won;Sung, Hong-Gye
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제15권4호
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    • pp.434-443
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    • 2014
  • A turbo fan engine performance analysis and the optimization using particle swarm optimization(PSO) algorithm have been conducted to investigate the effects of major performance design parameters of an aircraft gas turbine engine. The FJ44-2C turbofan engine, which is widely used in the small business jet, CJ2 has been selected as the basic model. The design parameters consists of the bypass ratio, burner exit temperature, HP compressor ratio, fan inlet mass flow, and nozzle cooling air ratio. The sensitivity analysis of the parameters has been evaluated and the optimization of the parameters has been performed to achieve high net thrust or low specific fuel consumption.

가스터빈엔진 기반 하이브리드 추진시스템 모델링 및 시뮬레이션 (Gas Turbine Engine Based Hybrid Propulsion System Modeling and Simulation)

  • 이보화;김춘택;전상욱;허재성;김재환
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • 본 연구에서 대상으로 삼은 비행체는 4~5인승급 수직이착륙기이며, 해당 비행체용 추진시스템은 가스터빈엔진과 배터리팩을 주 전력원으로 사용하여 다수의 모터가 필요로 하는 요구전력을 공급하는 분산 하이브리드 추진시스템이다. 본 연구에서는 기본설계 결과를 바탕으로 MATLAB/Simulink 프로그램을 사용하여 하이브리드 추진시스템용 설계/해석 플랫폼을 개발하였다. 시뮬레이션 해석을 통해 비행 시나리오에 따른 각 전력원별 출력 거동 및 운용 범위를 확인하였고, 이를 통해 기본설계 결과의 실현가능성을 확인하였다.

소형 가스터빈엔진 전기시동 시스템 기본설계 절차 (Preliminary Design Procedure of Electric Starting System for Small GasTurbine Engine)

  • 임병준;이동호;전용민;안이기
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.829-832
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    • 2010
  • 가스터빈엔진의 시동을 위해서는 점화가 가능한 공기 및 연료 조건이 되도록 외부 동력으로 엔진을 가속시켜 주어야 한다. 항공기용 소형 가스터빈엔진의 전기식 시동시스템은 구조가 간단하고 중량이 작아 소형 항공기에 주로 사용된다. 가스터빈 엔진의 전기 시동시스템 해석을 위해서는 배터리, 시동 모터 특성 및 엔진 drag 토크의 분석이 필요하며, 엔진의 사용 온도에 따라 각각의 특성을 반영하여 시동 시스템을 분석하여야 한다. 본 논문에서는 소형 가스터빈엔진의 전기시동 시스템 기본설계 과정 및 주요한 설계 파라메터에 대하여 기술하였다.

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조합 유전 알고리듬을 이용한 항공기 엔진 시스템의 최적설계 (Optimal Design of Aircraft Gas Turbine System supported by Squeeze Film Damper Using Combined Genetic Algorithm)

  • 김영찬;안영공;양보석;길병래
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.514-519
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    • 2003
  • The aircraft engine is usually supported by rolling element bearings and has a small damping rate, which is vol y sensitive to external force. The high-performance requirement of the rotors leads to complex assembly designs and are more flexible. Squeeze film dampers (SFDs) are introduced to provide damping while crossing the critical speeds and stability to the rotor s :stem. Hence, the focus of the present investigation is on the decision of an optimal size of the flexible rotor system supported by the squeeze film dampers to minimize the maximum transmitted load and unbalance response over a range operating speeds. The enhanced genetic algorithm (EGA), which was developed by authors, is used in the optimization process. This algorithm is based on the synthesis of a modified genetic algorithm and simplex method. The results show significant benefits in using EGA when compared with nonlinear programming (NLP).

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축대칭 경계적분법에 의한 항공기 가스터빈 로터디스크 구조해석에 관한 연구 (A Study on Structural Analysis for Aircraft Gas Turbine Rotor Disks Using the Axisymmetric Boundary Integral Equation Method)

  • 공창덕;정석주
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권8호
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    • pp.2524-2539
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    • 1996
  • A design process and an axisymmetric boundary integral equation method for precise structural analysis of the aircraft gas turbine rotor disk were developed. This axisymmetric boundary integral equation method for stress and steady-state thermal analysis was improved in solution accuracy by appling an implicit technique for Cauchy principal value evaluation, a subelement technique for weak singular integral evaluation and a double exponentical integral technoque for internal point solution near boundary surfaces. Stresses, temperatures, low cycle fatigue lifes and critical speeds for the turbine rotor disk of the thrust 1421 N class turbojet engine were analysed in a pratical calculation model problem.

유전 알고리즘을 이용한 탈 설계 영역에서의 항공기용 가스터빈 엔진 결함 진단 (A Study on Defect Diagnostics of Gas-Turbine Engine on Off-Design Condition Using Genetic Algorithms)

  • 용민철;서동혁;최동환;노태성
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.60-67
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    • 2008
  • 본 연구는 운용중인 항공기의 가스터빈엔진을 유전 알고리즘을 이용한 실시간 결함진단을 통해 엔진 운용의 안정성과 신뢰성을 확보하는 것이 목적이다. 대상엔진인 터보샤프트엔진의 구성품 중 성능 저하는 압축기, 가스발생기 터빈, 동력 터빈 중 한 구성품에서만 발생한다고 가정하였다. 설계점에 비해 탈 설계영역에서의 학습 데이터는 약 200배 이상으로 증가하였으며, 따라서 요구 수렴도를 만족시키기 위한 방대한 학습시간이 요구된다. 진단오차를 만족시키고 학습시간을 단축시키기 위해 최적분할을 사용하였고 그 결과, 오차범위 5% 이내로 진단됨을 확인하였다.

유전자 알고리즘을 이용한 항공기용 가스터빈 엔진에 대한 복합 결함 진단에 대한 연구 (A Study on Diagnostics of Complex Performance Deterioration of Aircraft Gas-Turbine Engine Using Genetic Algorithms)

  • 김승민;용민철;노태성;최동환
    • 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.

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