• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.557-560
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• 2009

현재 운용중인 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 추진기관의 현황 및 추진기관 종류에 따른 장, 단점을 분석하였으며, 차세대 UAV 추진기관의 개발 전망 및 UAV 추진기관에 적용될 가스터빈 엔진의 특성 및 요구조건을 제시하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권2호
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• pp.64-70
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• 2008

The UAV propulsion system that will be operated for long time at more than 40,000ft altitude should have not only fuel flow minimization but also high reliability and durability. If this UAV propulsion system may have faults, it is not easy to recover the system from the abnormal, and hence an accurate diagnostic technology must be needed to keep the operational reliability. For this purpose, the development of the health monitoring system which can monitor remotely the engine condition should be required. In this study, a fuzzy trend monitoring method for detecting the engine faults including mechanical faults was proposed through analyzing performance trends of measurement data. The trend monitoring is an engine conditioning method which can find engine faults by monitoring important measuring parameters such as fuel flow, exhaust gas temperatures, rotational speeds, vibration and etc. Using engine condition database as an input to be generated by linear regression analysis of real engine instrument data, an application of the fuzzy logic in diagnostics estimated the cause of fault in each component. According to study results. it was confirmed that the proposed trend monitoring method can improve reliability and durability of the propulsion system for a long endurance UAV to be operated at medium altitude.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.533-536
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• 2009

스마트무인기의 추진동력계통은 터보프롭 항공기와 유사한 피치 가버닝 개념으로 조종사가 엔진동력을 직접 입력하고 제어기는 프롭로터의 회전속도를 일정하게 유지하는 방식을 사용한다. 본 논문에서는 스마트무인기의 지상시험 결과 중 엔진관련 데이터를 추출하여 전기 작동기로 구동되는 엔진 Power Lever 각도의 변위값과 가스발생기 회전속도의 상관관계 및 동력 변화를 엔진성능계산프로그램으로 예측한 결과과 비교한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.84-88
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• 2008

The UAV propulsion system that will be operated for long time at more than 40,000ft altitude should have not only fuel flow minimization but also high reliability and durability. If this UAV propulsion system may have faults, it is not easy to recover the system from the abnormal, and hence an accurate diagnostic technology must be needed to keep the operational reliability. For this purpose, the development of the health monitoring system which can monitor remotely the engine condition should be required. In this study, a fuzzy trend monitoring method for detecting the engine faults including mechanical faults was proposed through analyzing performance trends of measurement data. The trend monitoring is an engine conditioning method which can find engine faults by monitoring important measuring parameters such as fuel flow, exhaust gas temperatures, rotational speeds, vibration and etc. Using engine condition database as an input to be generated by linear regression analysis of real engine instrument data, an application of the fuzzy logic in diagnostics estimated the cause of fault in each component. According to study results, it was confirmed that the proposed trend monitoring method can improve reliability and durability of the propulsion system for a long endurance UAV to be operated at medium altitude.

• 한국추진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.42-47
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• 2008

스마트무인기의 출력제어계통은 터보프롭 항공기와 유사한 피치 가버닝 개념으로 조종사가 엔진출력을 직접 조절하고 제어기는 프로펠러의 회전속도를 일정하게 유지하는 방식을 사용한다. PW206C 엔진은 회전익 항공기에 맞게 개발된 전자식엔진제어기를 갖춘 터보축 엔진으로 스마트무인기에서 요구되는 엔진제어개념과는 맞지 않는다. 따라서 엔진 출력을 전기식 작동기를 엔진의 출력조절레버에 연결하여 조절하는 수동방식을 사용한다. 본 논문에서는 엔진성능계산프로그램을 사용하여 엔진출력축속도, 비행고도 및 비행속도변화에 대한 엔진성능을 계산하여 각 비행조건에서의 출력조절레버각의 작동범위를 예측한다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.22-27
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• 2015

최근 고고도 장기체공 무인기의 개발이 활발하게 진행되고 있는 가운데, 중량당 에너지 밀도가 높아서 왕복동 엔진의 연료로서 적합한 수소 연료를 적용하는 것이 경제성과 기술성 측면에서 유리한 것으로 검토되었다. 본 연구에서는 2.4리터급 왕복동 가솔린엔진을 수소엔진으로 개조하기 위하여 수소연료를 공급하기 위한 실험장치를 구축하고 수소연료 공급이 가능한 인젝터를 장착하였으며 범용 엔진제어기를 이용하여 엔진을 구동시킴으로써 시동 및 공회전 시의 연소 특성을 파악하였다. 안전하게 엔진 시동성을 확보하였고 공회전 상태를 유지할 수 있는 조건을 탐색하였다. 또한 공회전 상태에서 공연비와 점화 타이밍을 변경해보면서 연소 안정성을 비롯한 기본적인 연소 특성을 살펴봄으로써 향후 수소엔진을 활용한 무인기의 동력원을 개발하기 위한 기초를 마련하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.513-520
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• 2004

A steady-state/transient performance simulation model was newly developed for the propulsion system of the CRW (Canard Rotor Wing) type UAV (Unmanned Aerial Vehicle) during flight mode transition. The CRW type UAV has a new concept RPV (Remotely Piloted Vehicle) which can fly at two flight modes such as the take-off/landing and low speed forward flight mode using the rotary wing driven by engine bypass exhaust gas and the high speed forward flight mode using the stopped wing and main engine thrust. The propulsion system of the CRW type UAV consists of the main engine system and the duct system. The flight vehicle may generally select a proper type and specific engine with acceptable thrust level to meet the flight mission in the propulsion system design phase. In this study, a turbojet engine with one spool was selected by decision of the vehicle system designer, and the duct system is composed of main duct, rotor duct, master valve, rotor tip-jet nozzles, and variable area main nozzle. In order to establish the safe flight mode transition region of the propulsion system, steady-state and transient performance simulation should be needed. Using this simulation model, the optimal fuel flow schedules were obtained to keep the proper surge margin and the turbine inlet temperature limitation through steady-state and transient performance estimation. Furthermore, these analysis results will be used to the control optimization of the propulsion system, later. In the transient performance model, ICV (Inter-Component Volume) model was used. The performance analysis using the developed models was performed at various flight conditions and fuel flow schedules, and these results could set the safe flight mode transition region to satisfy the turbine inlet temperature overshoot limitation as well as the compressor surge margin. Because the engine performance simulation results without the duct system were well agreed with the engine manufacturer's data and the analysis results using a commercial program, it was confirmed that the validity of the proposed performance model was verified. However, the propulsion system performance model including the duct system will be compared with experimental measuring data, later.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.101-107
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• 2019

고고도 장기체공 무인기의 추진 시스템에 다단 터보차저 가솔린 왕복기관 시스템의 적합성을 평가하기 위하여 성능 시뮬레이션을 진행하였다. Ricardo사의 1-D 엔진 시뮬레이션 WAVE를 사용하여 다단 터보차저를 포함한 엔진 시스템을 모델링하였다. 엔진 모델은 양산 2.4L 가솔린 4기통 엔진의 제원을 반영하였다. 터보차저 모델에는 상용 터보차저의 성능 맵을 적용하였다. 고도 60,000ft에서 엔진의 적정 흡기 압력을 확보하기 위해 3단 터보차저 및 인터쿨러를 구성하였다. 웨이스트 게이트는 하나로 구성하였다. 이를 통해 지상부터 고고도까지의 엔진 시스템 정상 상태 운전성을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권2호
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• pp.61-72
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• 2020

국외에서 개발이 진행되고 있거나 완료된 UAV에 적용된 추진기관의 성능 특성을 분석하였다. 본 연구에서 총 10종의 UAV의 임무 및 성능 특성을 검토하고 민간항공기 및 군용항공기와 성능 특성을 비교 검토하였다. 또한, UAV 추진기관의 성능 특성을 정리하고 엔진 설계 파라미터에 대한 분석을 수행하였다. 추진기관의 추력, SFC 및 설계변수인 압축비, 바이패스비에 대해 민간 및 군용항공기 엔진과 비교하여 검토하였으며, 본 연구를 통해 UAV에 따른 설계 파라미터를 보다 잘 이해할 수 있었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.65-73
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• 2017

Intercoolers for multi-stage turbocharger of the hydrogen reciprocating engine for HALE UAV are installed for reducing the charged air inlet temperature of the engine. The intercooler is air to air, cross flow, plate-fin type and the fin configuration is offset-strip fin which is referenced from the heat exchanger of the ERAST. Most of HALE UAV's cruising altitude is 60,000 ft and the density of air for this altitude is very low compared to sea level. Therefore the required heat transfer area for the HALE UAV is about three-times bigger than the sea level. Consequently, it is essential to design to meet the required efficiency of intercooler in the range of not excessively growing the weight of the heat exchanger. The quasi-one dimensional heat transfer design/analysis for satisfying the requirement of the engine are written in this paper. The numerical analyses for estimating the coolant flow rate of the engine bay and pressure loss in the header and core are also summarized.