Discharge current oscillation in a 20KHz range is a serious problem for Hall thruster performance, In our previous work, a possibility of controlling the oscillation amplitude by increasing the speed of neutral particles incoming to the ionization zone was predicted in our previous work. In this paper, the effects of diameter of anode orifice on the oscillation phenomena and the thrust performance were evaluated experimentally. The experimental results show that the measured amplitude of oscillation becomes smaller as the diameter of anode orifice. However, the larger orifice makes thrust performance lower. The results of numerical analysis of neutral particles show that these tendencies have much to do with neutral properties.
ITB(Interstage Turbine Burner) is a kind of afterburner locating between HPT(High Pressure Turbine) and LPT(Low Pressure Turbine). The objective of this study is to use the engine's design parameters as input parameters to obtain engine's performance parameters, such as specific thrust and its thrust specific fuel consumption. This study analyzes the performance of Turbofan engines with ITB and compares the performance between Turbofan engines with ITB and Turbofan engines without ITB. Results of this study can verify the advantages of Turbofan engine with ITB in term of thrust, efficiency.
In this paper, we propose a method of generating pitch commands for consistent initial trajectories irrelevant to flight conditions in the initial boosting phase of a thrust-vector-controlled vehicle. After shape assumption of the pitch command profile, parameters of the profile are determined in real time in order for the summit height of the trajectory to be a desired value by deriving the summit height considering thrust performance, gravity, and other flight conditions. Computer simulation results demonstrate good performance of the proposed method.
Gas foil thrust bearings (GFTBs) have attractive advantages over rolling element bearings and oil film thrust bearings, such as oil-free operation, high speed stability, and high-temperature operation. However, GFTBs have lower load carrying capacity than the other two types of bearings owing to the inherent low gas viscosity. The load carrying capacity of GFTBs depends mainly on the compliance of the foil structure and the formed hydrodynamic wedge, where the gas pressure field is generated between the top foil and the thrust runner. The load carrying capacity of the GFTBs is very important for the suitable design of oil-free turbomachinery with high performance. The aim of the present study is to identify the characteristics of the load carrying performance of GFTBs. A new test rig for the experimental measurements is designed to provide static loads up to 800 N using a pneumatic cylinder. The maximum operating speed of the driving motor is 30,000 rpm. A series of experimental tests—lift-off test, static load performance test, and maximum load capacity test—estimate the performance of a six-pad GFTB, in terms of the static load, driving torque, and temperature. The maximum load capacity is determined by increasing the static load until the driving torque rises suddenly with a sharp peak. The test results show that the torque and temperature increase linearly with the static load. The estimated maximum load capacity per unit area is approximately 80.5 kPa at a rotor speed of 25,000 rpm. The test results can be used as a design guideline for GFTBs for realizing oil-free turbomachinery.
과대팽창이 발생하는 축대칭 초음속 노즐에서 노즐압력비가 충격파 구조와 추력성능에 미치는 영향을 규명하기 위해 지상연소시험평가용 추력기 노즐을 대상으로 수치모사를 수행하였다. k-${\omega}$ SST 난류 모델을 적용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식을 상용코드 FLUENT를 사용하여 해석한 결과, 노즐 압력비가 증가함에 따라 추력성능이 단조적으로 증대되고, 노즐 내부에서 생성된 충격파와 유동박리점이 노즐 출구방향으로 밀려나는 사실을 확인하였다. 또, 노즐내부 충격파와 팽창파 위치의 직접적 영향을 받는 노즐 출구면에서의 유동구조가 추력성능에 미치는 영향도 상세히 조사하였다.
본 연구에서는 추진제 연소면적을 조절하여 이중추력 프로파일을 구현하는 단일연소관 이중추력 로켓모터의 내탄도성능 분석 방법을 제시한다. 천이 구간에서의 연소속도 보정계수 및 비추력의 점진적 변화를 고려하며 성능 예측에 필요한 변수를 획득할 수 있는 분석법을 제시하고, 해당 분석법을 적용한 결과와 천이 구간 내 변화를 고려하지 않는, 기존 연구의 분석법을 적용한 결과를 비교함으로써 새로 제시하는 분석법에서 개선된 부분을 확인한다. 추진제 초기 온도 또는 배치 조건이 다른 네 가지의 시험 조건에 대하여 제시하는 분석법을 이용해 내탄도 변수를 획득하고, 이를 이용하여 각 시험 조건별로 성능 예측을 수행한다. 해당 예측 결과는 실제 연소시험 결과와 잘 일치하며, 따라서 본 연구의 분석법을 기반으로 설계 형상이 동일한 이중추력 모터의 성능 예측이 가능함을 확인할 수 있다.
공기 흡입 엔진을 개발하기 위해서는 지상 시험을 통한 추력 측정이 반드시 필요한데, 공기 흡입 엔진은 추력 측정 장치에서 측정된 값 이외에도 엔진 흡입구로 들어오는 공기 유동에 의한 힘을 고려하여 총추력을 계산해야 한다. 또한 다분력 추력 측정 장치를 활용하여 요와 피치 방향의 측추력도 정확하게 측정하고 분석할 수 있어야 한다. 래버린스 씰 격리, 1축 총추력 계산, 다분력 추력 측정 장치 개발, 측추력 분석 등의 일련 과정을 통해 공기 흡입 엔진의 총추력을 정밀하게 추정하여 엔진 성능을 보다 정확하게 평가할 수 있게 하였다.
This paper is presented for the design of the thrust yoke for the spindle motors. HDD spindle motors are rotated by fluid dynamic bearing which consists of the shaft and the sleeve with the groove to generate the pressure. Because the thrust and journal clearances between shaft and sleeve is too small, around 8um and 2.5um, respectively, it is very difficult to design the bearing to come up to the disks to read and write the data. By the way, it is also so hard to overcome the load of the disks with only the thrust bearing. So, the paper is proposed for the trust yoke to come up to the disks considering of the force of the thrust bearing. In this paper, we proposed the thrust yoke with an unique fluid dynamic bearing in comparison with the motors without thrust yoke. Experimental results show the performance of the thrust yoke of the spindle motors for an HDD.
고체추진기관은 구조가 비교적 간단하고 장기적 저장성이 우수한 반면에 일반적으로 추력의 조절 등에 한계성을 가지고 있다. 본 논문에서는 핀틀 밸브 등과 같은 특수한 노즐을 사용하는 가변추력 고체추진기관의 압력 및 추력 제어 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 질량보존만을 고려한 추진기관의 연소기 내 압력변화 모델에 대하여 고전적인 비례-적분 제어기와 모델의 비선형성을 피드백을 통해 제거하고 이를 선형모델로 대치하는 피드백 선형화 제어기를 설계하고, 압력제어모델의 추력계산식을 얻어내어 추력제어모델을 제시한다. 운용점에 대해 선형화하여 비례-적분 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통하여 모델의 성능을 분석한다.
By having accurate knowledge of the magnetic field distribution and the thrust calculation in linear synchronous motors, assessing the performance and optimization of the motor design are possible. In this paper, after carrying out a performance analysis of a single-sided wound secondary linear synchronous motor by varying the motor design parameters in a layer model and a d-q model, machine single- and multi-objective design optimizations are carried out to improve the thrust density of the motor based on the motor weight and the motor efficiency multiplied by its power factor by defining various objective functions including a flexible objective function. A genetic algorithm is employed to search for the optimal design. The results confirm that an overall improvement in the thrust mean, efficiency multiplied by the power factor, and thrust to the motor weight ratio are obtained. Several design conclusions are drawn from the motor analysis and the design optimization. Finally, a finite element analysis is employed to evaluate the effectiveness of the employed machine models and the proposed optimization method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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