• 한국추진공학회지
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• 제26권3호
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• pp.43-53
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• 2022

본 연구에서는 스플릿라인 TVC를 적용한 핀틀 추력조절 노즐에 대한 유동해석을 수행하고 추력성능을 예측하였다. 해석 결과로 도출된 추력계수를 시험결과와 비교하여 수치해석 결과를 검증하였으며, 동일한 수치해석 기법을 적용하여 주요 성능 변수인 운용고도, 핀틀 스트로크 위치, TVC 각도에 따른 1/10 크기의 노즐의 유동특성을 확인하였다. TVC 각도가 증가할수록 추력손실이 발생하였고, 핀틀 스트로크 위치에 따라 AF의 경향성이 달랐다. 해석결과를 기반으로 반응표면법을 적용하여 추력계수에 대한 관계식을 도출하였고, 해석 결과와 평균 1.2% 수준의 근소한 차이를 가지는 추력성능 모델을 생성하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.84-93
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• 2013

차세대 전투기 및 무인 전투기의 경우 스텔스성과 고 기동성, 초음속 순항 등의 임무들이 필수적으로 요구된다. 이러한 고성능 요구조건을 만족하기 위하여 초음속 배기노즐의 추력편향제어기법이 대두되고 있다. 본 연구에서는 2차원 초음속 추력편향노즐의 축소모델을 이용하여, 피치 편향각 및 피치 플랩길이에 따른 추력을 측정하고, 동시에 초음속 유동에 대한 쉴리렌 가시화를 수행하였다. 연구결과 추력편향시의 유동특성을 이해할 수 있었고, 추력 편향 시 최적의 피치편향 효율을 가지는 추력편향노즐의 기하학적 형상을 도출 할 수 있었다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권5호
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• pp.433-447
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• 2022

This work deals with an explicit guidance and control architecture for autonomous lunar ascent and orbit injection, i.e., the locally-flat near-optimal guidance, accompanied by nonlinear reduced-attitude control. This is a new explicit guidance scheme, based on the local projection of the position and velocity variables, in conjunction with the real-time solution of the associated minimum-time problem. A recently-introduced quaternion-based reduced-attitude control algorithm, which enjoys quasi-global stability properties, is employed to drive the longitudinal axis of the ascent vehicle toward the desired direction. Actuation, based on thrust vectoring, is modeled as well. Extensive Monte Carlo simulations prove the effectiveness of the guidance, control, and actuation architecture proposed in this study for precise lunar orbit insertion, in the presence of nonnominal flight conditions.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권3호
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• pp.324-331
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• 2016

The present study focuses on the characteristics of a supersonic jet flowing from a rectangular nozzle exit on a flat plate. Flow visualization techniques using schlieren and kerosene-lampblack tracing are utilized to investigate shock reflection structures and boundary-layer separations over a flat plate. Wall pressure measurements are also carried out to quantitatively analyze the flow structures. All observations are repeated for multiple jet flow boundary conditions by varying the flap length and nozzle pressure ratio. The experimental results show that the jet flow structures over the flat plate are highly three-dimensional with strong bleeding flows from the plate sides, and that they are sensitive to plate length and nozzle pressure ratio. A multi-component force measurement device is also utilized to observe the characteristics of the jet flow thrust vectoring over the plate. The maximum thrust deflection angle of the jet is about $8^{\circ}$, demonstrating the applicability of thrust vector control via a flat plate installed at the nozzle exit.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.1-7
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• 2010

최근 이중목 노즐(Dual Throat Nozzle, DTN)을 사용하여 추진체의 추력을 제어하는 방 이 많은 주목을 받고 있다. 이중목 노즐은 공동을 사이에 두고 두 개의 노즐 목을 가지도록 설계된다. 본 연구에서는 DTN의 기초 유동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였으며, 노즐압력비와 노즐목 면적비를 변화시켰다. 수치해석에서는 축대칭, 압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기 위하여, 유한체적법을 적용하였다. 그 결과 본 수치해석은 실험결과를 잘 예측하였으며, DTN의 성능을 추력계수와 유출계수의 항으로 상세하게 설명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.328-341
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• 2017

발사체의 추력벡터제어를 위한 구동장치시스템에서 관성부하를 갖는 전기기계식 위치서보 시스템의 공진 특성과 유연한 기체구조체 지지부의 구조공진이 결합되어 합성공진이 발생한다. 이렇게 발생한 공진은 발사체의 자세제어시스템에 되먹임되어 자세안정성에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 발사체의 추력벡터제어를 위한 직구동 방식의 전기기계식 구동장치의 합성공진을 해석하기 위한 모델을 소개하고 합성공진 현상을 저감하여 구동기의 동특성을 개선하는 동적 하중 되먹임 제어기법의 해석 및 시험 결과를 기술하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.22-27
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• 2016

A sweeping jet actuator (SJA) is an instrument generating pulsing jets with no moving elements. Because of its simple design and high durability to shock and vibration, SJA has recently drawn increasing attention for the application to flow control such as aerodynamic control of a wing and thrust vectoring of a jet engine. However, experimental and numerical studies on SJA have been limited to internal flow structure of SJA. In this study, we investigated the flow structure and its variation in the outlet of SJA. We carried out the experiment to understand the flow structures using PIV (Particle Image Velocimetry). The flow structure varies with a degree of the outlet and volume flow rate. There is leaking process during half jetting cycle. The process of the main jet can occur because the jet moving time increased from one side to the other side.

• 한국추진공학회지
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• 제5권1호
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• pp.18-25
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• 2001

2차 가스 분사 추력벡터 제어 성능 해석을 위한 체계적인 수치계산을 수행하였다. 분사위치와, 노즐 팽창각이 압력비, 추력비, 비추력비 및 축추력 증대와 같은 전체 성능 파라미터에 미치는 2차 분사의 효과를 고찰하였다. 2차 제트 분사에 의한 복잡한 노즐 배기 유동에 대한 수치 해석은 Baldwin-Lomax 난류 모델을 포함하는 비정상 3차원 레이놀즈 평균 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 수행하였고, 팽창 팽착반각이 $9.6^{\cire}$인 로켓 노즐에서의 2차 공기분사에 대해 적용, 실험값과 비교, 검증 하였다. 전체 성능 파라미터에 대한 결과로서 주 노즐의 하류에 2차 분사구를 위치시키는 것이 반사 충격파의 발생을 방지하며, 넓은 적용범위에 대하여 효율적이고 안정한 추력 방향제어에 적합한 것으로 나타났다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제11권4호
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• pp.303-312
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• 2010

This paper introduces the upper stage attitude control system of KSLV-I, which is the first space launch vehicle in Korea. The KSLV-I upper stage attitude control system consists of two electro-hydraulic actuators and a reaction control system using cold nitrogen gas. A proportional, derivative, and integral controller is designed for the electro-hydraulic thrust vectoring system, and Schmidt trigger ON/OFF controllers are designed for the reaction control system. Each attitude controller is designed to have enough stability margins. The stability and performance of KSLV-I upper stage attitude control system is verified via hardware in the loop tests. Hardware in the loop tests are accomplished for perturbed flight conditions as well as nominal flight condition. The test results show that the attitude control loop of KSLV-I upper stage is very stable and the attitude controllers perform well for all flight conditions. Attitude controllers designed in this paper have been successfully applied to the first flight of KSLV-I on August 25, 2009. The flight test results show that all attitude controllers of the KSLV-I upper stage performed well and satisfied the accuracy specifications even during abnormal flight conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.422-428
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• 2019

수직미익이 없는 전익기 형상은 낮은 레이더반사면적(RCS) 특성으로 인해 최근 UCAV를 위한 대표적인 형상으로 대두되고 있다. 무미익 전익기 형상은 방향축 관점에서 보면 정적으로 불안정하면서도 이를 효과적으로 제어하기 위한 수직 조종면이 없다는 두 가지 난제를 모두 갖고 있다. 이같은 형상을 제어하기 위해서는 추력 벡터링을 적용하거나 날개의 항력차이를 이용하는 드래그 러더(Drag Rudder) 형태의 에일러론 또는 스포일러 등을 적용할 수 있다. 본 논문에서는 전익기 형상의 횡방향축 공력특성 및 드래그 러더 중 스포일러 형태의 조종면에 대한 공력특성을 설명한다. 또한, PI 구조의 제어설계 기법을 사용하여 전익기의 횡방향축 운동을 효과적으로 제어할 수 있음을 제시하고, 비행시험을 통하여 설계된 제어기로 안정적인 비행이 가능함을 보였다.