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이경재(Kyungjae Lee),강상훈(Sanghun Kang),양수석(Sooseok Yang),박철(Chul Park) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5
비행 마하수 6으로 운용되며, 지상 정지 추력으로부터 사용이 가능하도록 2단 추진체 개념이 적용된 스크램제트 엔진 비행체에 대한 개념설계를 수행하였다. 1단은 로켓을 적용되었으며, 2단은 탄화수소 계열의 연료를 사용하는 스크램제트 엔진이 적용되었다. 개념설계를 위하여 반경 2,000km의 운용거리와 0.2톤의 탑재체 무게를 가정하였다. 개념설계의 첫 번째 단계로 3-DOF 코드를 이용하여 비행궤도를 계산하였으며, 계산된 비행계도를 바탕으로 일차원-비평형 유동 코드와 NASA의 HASA 데이터베이스를 이용하여 스크램제트 엔진에 대한 개념설계를 수행하였다. In this study, two-stage hypersonic scramjet vehicle was designed for the flight condition of Mach number 6. In order to launch at sea level and Mach number 0, two stage concept was applied. The first stage of the vehicle is rocket-powered and is mounted under the second stage. The second stage is scramjet-powered propulsion system and has wing. The suggested mission scenario is to deliver 0.2 ton payload to the range less of 2000km. For the first step of conceptual design, trajectory of air vehicle was calculated by 3-DOF trajectory code. Based on the result of trajectory code, scramjet engine design and mass estimation were performed by non-equilibrium nozzle flow code and NASA"s HASA model, respectively. In order to find best solution, all step of designing process was iterated until they were converged.
초음속 연소에서 연료 분사구 형상에 따른 연소성능 변화에 대한 실험적 연구
이경재(Kyungjae Lee),강상훈(Sanghun Kang),이양지(Yangji Lee),양수석(Sooseok Yang) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
초음속 연소에서 연료를 분사하는 분사구의 형상에 따른 연소 성능의 변화를 파악하기 위하여 실험과 준일차 해석(Quasi-One Dimensional Analysis)을 수행하였으며, 결과 값을 본 팀에서 동일 설비 및 조건으로 2008년에 시험을 수행한 데이터와 비교해 보았다. 연료 분사구 형상은 2008년 수행하였던 시험모델과 비교하여 연료 분사구의 크기를 줄이고 개수를 증가시켰으며, 연료 분사구의 크기 및 개수는 동일한 연료 압력에서 연료의 분사량과 침투깊이가 동일하도록 결정되었다. 실험결과 공동이 없을 시에는 연료 분사구의 크기를 줄이고 개수를 늘렸을 때 연소성능이 큰 폭으로 증가하였지만, 일자형 공동에서는 그 영향이 미미하였다. 하지만 지그재그형 공동에서는 연료 분사구의 크기를 줄이고 개수를 늘렸을 때 오히려 연소성능이 저하되었다. In order to investigate the effect of fuel injection hole configuration within the scramjet combustor, experiment and quasi-one-dimensional analysis was performed. And the results were compared with experiment and analysis result which were performed in 2008 with same facility and test condition. Fuel injection hole size was decreased and quantity was increased. However the depth of fuel penetration and fuel flow were maintained. As a test result, combustion performance was increased significantly with no-cavity injector and slightly with plain-cavity. However, combustion performance with zigzag-cavity was decreased.
이경재(Kyungjae Lee),강상훈(Sanghun Kang),이양지(Yangji Lee),양수석(Sooseok Yang) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.5
본 논문에서는 램제트 기관의 성능을 결정짓는 공기흡입구를 램제트 엔진의 비행 목적에 맞게 비행 마하속도 4에서 기본설계를 수행하였다. 순항고도 12km, Mach 2~6의 넓은 영역에서의 운용을 가능하게 하기 위하여 가변형 공기흡입구의 개념을 도입하였다. In this study, one type of ramjet intake were designed for the flight condition of Mach number 4 and numerical analysis was performed. In order to widen the flight envelope range (Mach number 2 ~ 6), movable intake concept was applied. The central body was designed so that the capture area ratio which is one of most important factors of ramjet intake design could be adjusted. And various types of cowl and movable insert part of shell were designed in order to control throat area which could increase total pressure recovery. The numerical results showed that the designed ramjet intake could be applied in various flights Mach number.