축대칭 초음속 편향제어유동 특성에 관한 실험적 연구 = (An) Experimental Study on the Characteristic of Axisymmetric Supersonic Thrust Vectored Flows

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 제어제트 주입을 통한 축대칭 초음속 편향제어 유 동의 특성에 관한 연구가 진행되었다. 제어조건에 따라 편향각 및 벽압력 변화를 통해 편향제어 유동의 특성을 분석하였다. 실험에 적 용된 유체역학적 추력편향 방법은 노즐 후방 제어제트 주입을 통해 경사충격파를 통한 초음속 제트의 편향제어를 하는 방법과 선행 Shock Vectoring 연구에서 시도되지 않은 방식인 코안다 플랩을 결 합하여 편향 능력을 향상시키는 방법이 시도되었다. 노즐시스템은 설계마하수 2.5의 초음속 축대칭 C-D 노즐로 설계되어 과대팽창유 동의 비편향/편향 유동을 발생시키며 Z-type 슐리렌 유동가시화 영상 을 통해 영상을 촬영 후 유동경계를 통해 정성적인 편향각을 평가 하였다. 코안다 플랩의 정압홀을 통한 벽압력 측정을 통해 편향 유 동의 편향 시 벽압력 특성을 관찰하였다. NPR 6.0-8.0, SPR~1.2 및 제어제트 주입위치 Xj/Ln = 0.65, 0.8의 제어조건에 따라 편향특성이 상이하게 나타났으며 다양한 제어조건에 따른 편향 특성 변화와 코 안다 플랩 결합 시 최대 약 26°의 편향각에 도달함으로써, Shock-Vectoring 노즐에 코안다 플랩이 편향 측면에서 긍정적인 방향 으로 작동함을 확인하였다. 또한, 반복성 실험을 통해 편향제어 유 동의 제어특성이 제어마다 비슷한 반복성을 확인하였으며 이때 이 력현상(Hysteresis)이 확인되었다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 1.1 유체역학적 추력편향제어 1
• 1.2 연구 목표 9
• 제2장 실험장치 및 방법 10
• 2.1 압축공기 공급 및 제어 10
• 2.2 실험노즐 구성 11
• 2.3 데이터 취득 16
• 2.4 슐리렌 유동 가시화 기법 및 설정 17
• 2.5 로버스트 주성분 분석(RPCA) 19
• 2.6 편향각 평가 방법 20
• 제3장 결과 및 고찰 21
• 3.1 비제어 제트 특성 21
• 3.2 반복성 확인 및 이력현상 23
• 3.3 NPR에 따른 추력편향 특성 25
• 3.4 SPR에 따른 추력편향 특성 29
• 3.5 제어제트 주입 위치에 따른 추력편향 특성 33
• 제4장 결 론 37
• 참 고 문 헌 38
• ABSTRACT 42