• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.326-329
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• 2008

DARPA가 계획 중인 대형 극초음속 추진 기관 개발 프로그램 VULCAN 프로그램은 듀얼모드 램제트/스크램제트 엔진과 연계되어 TBCC엔진을 이룰 수 있도록, 기존의 터보제트(또는 터보팬) 엔진과 CVC과 엔진을 결합하여 마하수 4이상에서 작동 가능한 엔진을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. CVC 엔진은 데토네이션 연소 현상을 기본으로 하여 고마하수에서 고효율을 얻을 수 있는 PDE 이나 CDE와 같은 신개념의 엔진이다. 본 논문에서는 부산대학교 항공우주공학과 연소 추진 연구실에서 지난 수년간 국제공동 연구의 형태로 수행한 데토네이션 현상의 추진기관 응용에 연구에 대하여 소개한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.205-210
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• 2004

The pulse detonation engine (PDE) has recently expected as a new aerospace propulsion system. The PDE system has high thermal efficiency because of its constant-volume combustion and its simple tube structure. We measured thrust of single-tube pulse detonation rocket (PDR) by two methods using the PDR-Engineering Model (full scale model) for ground testing. The first involved measuring the displacement of the PDR-EM by laser displacement meter, and the second involved measuring the time-averaged thrust by combining a load cell and a spring-damper system. From these two measurements, we obtained 130.1 N of time-averaged thrust, which corresponds to 321.2 sec of effective specific impulse (ISP). As well, we measured the heat flux in the wall of PDE tubes. The heat flux was approximately 400 ㎾/$m^2$. We constructed the PDR-Flight Mode] (PDR-FM). In the vertical flight test in a laboratory, the PDR-FM was flying and keeping its altitude almost constant during 0.3 sec.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.506-512
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• 2004

We analytically estimated the propulsive performance of pulse detonation engines (PDEs) in three cases, which were (1) a fully-fueled simplified PDE, (2) a partially-fueled simplified PDE, and (3) a PDE optimized as a system. The results of the model analyses in the cases of (1) and (2) were in good agreement with published experimental data which were obtained by using simplified PDEs. The comparison between the results of the analyses of simplified PDEs and those of optimized PDE systems showed that specific impulse would become higher by about 10-20% due to PDE-system optimization.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.858-869
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• 2014

대부분의 항공우주 추진은 정압 Brayton 사이클에 기초하고 있으나 성능 향상을 위한 압력비 증가는 기계적 한계에 직면하고 있다. 지난 십여 년간 고속 추진에 적합한 연소방식으로 기대 받은 데토네이션 추진이, 최근에는 추진기관과 동력 장치의 열효율을 획기적으로 증대시켜 줄 수 있는 "game-changer"로 연구되고 있다. 즉, 데토네이션 파에 수반하는 강한 충격파의 압축 효과는 기존의 압축 방식에서 얻기 힘든 열효율을 증가시키는 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 펄스데토네이션엔진의 최신 기술 동향과 더불어 정적연소에 기초한 압력증가연소 체계의 연구 동향에 대하여 소개할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.11-18
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• 2018

펄스 데토네이션 엔진 (PDE는) 추진기관으로서 의미 있는 추력을 얻기 위해 100 Hz 이상의 높은 작동 주파수를 요구한다. 따라서 PDE는 높은 작동 주파수에서 정확하게 작동하는 점화 회로 필요로 한다. 이번 논문에서는 교류와 직류 전원을 이용하는 두 종류의 점화 회로를 설계하여 비교하였다. 두 회로는 16.66 에서 100.00 Hz 작동 주파수에서 입력 신호와 변압기의 1 차 코일에 인가되는 전압 변화를 측정하여 시험하였다. 실험 결과 직류 전원의 회로의 경우 증가된 작동 주파수에서 최대 5.15%의 작동 주파수 오차를 보였으나 교류 전원의 회로의 경우 33.33 Hz 이상부터는 거의 맞지 않는 결과를 보였다. 이를 통해 고주파 작동의 PDE에서는 직류 전원의 점화 회로가 선호됨을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.712-721
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• 2015

펄스데토네이션엔진은 넓은 작동 범위와 높은 열효율로 인하여 잠재력 있는 미래 추진기관 시스템으로 연구되어왔다. 이러한 잠재력을 개선하기 위하여 지난 10여 년간 다양한 요소 기술들에 대한 연구가 진행되었다. 고주파수의 환경에서 PDE를 안정적으로 작동시키기 위하여, inflow-driven 밸브, 회전 밸브 등을 포함하는 새로운 밸브 시스템과 무밸브 시스템이 개발되었다. 작은 점화 에너지로 빠르게 데토네이션을 발생시키기 위하여 플라즈마 점화 방법과 경사 장애물 기술과 같은 DDT 가속 방법이 연구되었다. 또한 PDE 추진 성능 극대화를 위하여 유체노즐 등의 노즐 시스템도 진행 중인 연구 주제의 하나이다. 본 논문에서는 지난 수년간 개발된 PDE의 최신 부체계 핵심 기술에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.81-89
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• 2018

본 연구에서는 소형 추력기 및 점화기로 활용 가능한 소형 PDE의 작동특성을 실험적으로 알아보았다. 4.22 mm의 내경을 갖는 상용 가스 튜브를 이용하여 소형 PDE를 구성하였으며, 당량비 및 작동 주파수 변화에 따른 PDE의 작동 및 데토네이션 전파 특성을 알아보았다. 측정된 데토네이션 속도는 1 Hz와 5 Hz 작동 조건에서는 희박 영역을 제외한 당량비 조건에 이론값과 10%이내의 오차를 가지는 비교적 정확한 값을 보였다. 그러나 20 Hz 조건의 희박 영역에서는 불안정한 전파 특성을 보였으며, 20~62%의 큰 속도 결손이 발생하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.57-64
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• 2011

펄스 데토네이션 엔진에서와 같이 탄화수소를 연료로 하는 데토네이션 파는 강한 불안정성을 가지며 난류 연소 효과를 고려한 연구를 수행하여야 함이 제시된 바 있다. 본 연구에서는 강한 불안정성을 가지는 데토네이션 파의 구조를 이해하기 위하여 비점성 해석, 점성 해석, 난류 모델 및 간단한 난류 연소 모델을 고려한 수치 해석 연구를 수행하였다. 모델링 수준에 따른 연구를 통하여 점성 및 난류는 저주파 특성에는 거의 영향이 없으나, 고주파 특성을 강화하는 경향이 있는 것으로 보인다. 한편, 데토네이션 연구를 위한 난류-연소 상호 작용 모델에는 활성화 에너지의 영향이 고려되어야 하는 것으로 여겨진다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.9-15
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• 2013

Shchelkin 나선으로 알려진 나선형 난류고리가 아세틸렌-산소 혼합기의 데토네이션파의 성능에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 고속응답 압력 트랜스듀서로 측정된 압력 피크의 시간차를 이용하여 데토네이션파 속도를 산출하였다. 또한 추력대를 이용해 데토네이션파의 강도를 측정하여 나선형 난류고리가 연소성능에 미치는 영향을 분석하였다. CFD를 이용하여 간접적으로 유량을 산출하고, 최대 충진률을 위한 최소 충진시간을 도출하였다. 아세틸렌-산소 추진제의 당량비 2.4에서 최대속도 및 압력을 나타냈으며, CEA로 계산된 C-J 속도와 유사한 값을 보였다. 짧은 연소기와 짧은 나선형 난류고리를 사용하는 경우에 최대의 데토네이션파 속도를 나타냈지만, 반대로 난류고리를 사용하지 않은 긴 연소기에서 최대 추력성능을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.278-281
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• 2012

펄스 데토네이션 엔진과 같이 원형 관내를 전파하는 데토네이션 파의 삼차원 파면 구조 및 동적 특성을 파악하기 위한 수치 해석을 수행하였다. 비가역 Arrhenius 반응 모델을 이용하여 일련의 pre-exponential 값에 대한 해석을 수행하여 2-셀,3-셀, 4-셀 및 6-셀 데토네이션 모드의 삼차원 파면구조에 대한 생성 매커니즘들을 살펴보았다. 2차원 결과와 비교하여 반경 방향에서 slapping 횡단 파의 효과를 확인하였으며, 모든 다중-셀 모드에서 벽면에서의 데토네이션 파면 구조와 그을음 막 기록들은 반경 방향으로 slapping 파가 움직이는 동안 시계 및 반 시계 방향으로 움직이는 횡단파에 의하여 형성되며, 굽어진 벽면에서 반사되는 횡단파는 다차원 confinement 효과에 의하여 강도가 변화한다.