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고도 보정용 확장-굴절(E-D) 노즐의 국외 연구 동향
문태석(Taeseok Moon),박상현(Sanghyeon Park),최준섭(Junsub Choi),허환일(Hwanil Huh) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.10
E-D 노즐은 고도에 따라 노즐 내의 유효 면적을 변화시켜 고도 보정 효과를 통해 성능 이득을 가지는 노즐이다. E-D 노즐은 노즐의 길이를 절감시켜 발사체의 탑재중량이득을 얻을 수 있다고 알려져 있는데, 이러한 E-D 노즐의 장점과 잠재적인 가능성 때문에 영국, 독일, 호주, 유럽 등에서 관련된 연구가 수행되었다. 영국의 경우 E-D 노즐의 유동 특성과 고도 보정 노즐 중 듀얼 벨 노즐과의 성능 비교 연구를 수행하였고, DLR에서는 E-D 노즐의 천이 특성을 파악하기 위해 노즐 압력비 변화에 따른 천이 특성을 중점적으로 분석하였다. 유럽에서는 실제 발사체 Ariane 5 ESC-B 상단에 E-D 노즐 개념을 적용한 수치적 연구를 수행하여 노즐 길이 절감에 따른 탑재중량이득 가능성을 확인하였다. 본 논문에서는 국외에서 수행한 E-D 노즐의 연구 동향을 특징 별로 분류 및 분석하였고, 향후 E-D 노즐 연구의 기초 자료로 활용하고자 한다. The Expansion-Deflection(E-D) nozzle is a nozzle that has a performance gain through the altitude compensation effect by changing the effective area within the nozzle according to the altitude. An E-D nozzle has been known to reduce the length of the nozzle and achieve the payload gain of the launch vehicle. Due to the potential advantages of an E-D nozzle, related research has been carried out in the United Kingdom, Germany, Australia and Europe etc. In the UK, the flow characteristics of the E-D nozzle and the performance comparison with the dual-bell nozzle which is altitude compensation nozzle were studied. In order to understand the transition characteristics of the E-D nozzle in DLR, the transition characteristics according to the nozzle pressure ratio change were analyzed. In Europe, numerical study using the E-D nozzle concept on upper stage of the launch vehicle Ariane 5 ESC-B was carried out to confirm the possibility of payload gain according to the nozzle length reduction. In this paper, research trends of an E-D nozzle performed outside the country are classified and analyzed according to their characteristics and utilized as basic data of E-D nozzle research in the future.
듀얼 벨 노즐과 E-D 노즐을 결합한 한국형발사체의 비추력 증가
문태석(Taeseok Moon),허환일(Hwanil Huh) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회지 Vol.22 No.1
A basic numerical analysis was performed to confirm the possibility of combining a dual bell nozzle and an Expansion-Deflection(E-D) nozzle. The dual bell nozzle was designed based on the first-stage nozzle of the Korean Space Launch Vehicle that is being developed, and the E-D nozzle concept was applied to the dual bell nozzle. The inlet condition was analyzed by applying eight types of frozen flow analysis, and k-ω SST was selected as the turbulence model. The number of optimal grids was obtained as 240,000 through the grid sensitivity analysis. As a result, it was confirmed that the transition altitude increased owing to over-expansion when the E-D nozzle concept was applied to the dual bell nozzle, and the specific impulse gain was obtained at high altitudes compared with the KSLV-II first-stage engine.
NFC 보안인증과 솔레노이드 밸브를 이용한 이륜차 이동제한장치 성능평가
문보람(Boram Moon),진태석(Taeseok Jin) 한국지능시스템학회 2016 한국지능시스템학회논문지 Vol.26 No.1
본 논문은 이륜차의 근원적인 도난방지를 위한 기존의 탈착방식의 기구적 열쇄방식을 개선하고 NFC(Near Field Communication) 접목하여 사용자 인증 및 개인화 서비스를 위한 이륜차 이동제한 및 정보 · 보안 시스템 개발 연구로서 모터사이클 운전자 편의성 및 보안성 요구 증대에 따른 근거리 무선통신 기술을 융합한 브레이크 장치의 이동제한 방법을 제시하였다. 제안 방법의 기본적인 원리 및 보안인증에 따른 이동장치의 구성 및 동작원리 등을 제시하였다. 본 연구에서는 모터사이클용 이동제한 및 정보 · 보안 시스템의 연동으로 원격에서 락/언락 기능을 수행하기 위한 솔레노이드 밸브 장착방법을 설계하였다. 사용자 휴대단말기의 인증으로 이동제한장치 해제를 위한 NFC 보안인증 방법을 설명하고 정지 상태에 자동 또는 수동으로 모터사이클 브레이크 유압흐름 제어하는 방법과 실험단계의 기구적 제작 결과를 제시하였다. This paper proposes a method for the immobilization of motorbike brakes in conjunction with near-field communication (NFC) technology in order to meet the increasing demand for security and convenience of motorbike drivers. We thought about the concept of wireless key, NFC security devices and automatic solenoid valve for setting the lock and unlock module. This paper propose the design and development of an innovative anti-theft alarm system for motorcycles using NFC smart devices based on RFID system, the basis of IoT and AES(advanced encryption standard) encryption Algorithm. The design concept is based on NFC communication strategy between the vehicle and owner. To do this concept, we designed motorcycle smart key system with general-purpose NFC system and the automatic solenoid valve for setting the lock and unlock module. First, we designed control unit and NFC card reader for motorcycle smart key system. Then we propose an AES encryption algorithm and prove that the motorcycle key system is controllable by showing the result of implementing and testing, after installing.
최준섭(Junsub Choi),문태석(Taeseok Moon),최종인(Jongin Choi),박상현(Sanghyeon Park),김한솔(Hansol Kim),허환일(Hwanil Huh) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.8
고도보정 노즐은 모든 고도에서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 고안된 노즐이다. 발사체의 비추력을 향상시키기 위한 방법으로는 연소실만의 특성인 특성배기속도를 향상시키는 방법과 노즐만의 특성인 추력계수를 향상시키는 방법이 있다. 고도보정 노즐은 동일한 연소기에서 노즐의 성능 개선을 통해 발사체의 성능향상을 가능하게 한다. 고도보정 노즐에 대한 연구는 독일 DLR에서 활발하게 진행되고 있으며, 미국, 러시아, 영국, 호주, 일본 등 항공우주선진국에서도 진행되고 있다. 본 논문에서는 고도보정 노즐에 대한 기술 현황 및 특허 동향에 대해 조사하였다. 이를 바탕으로 고도보정 노즐의 기술흐름을 파악하고 발사체 성능향상 연구에 기초자료로 활용하고자 한다. The altitude compensation nozzle is a nozzle designed for optimum performance at all altitudes. A method of improving the specific impulse of the space launch vehicle is a method of improving the characteristic exhaust velocity which is a characteristic of the combustion chamber and a method of improving the thrust coefficient which is a characteristic of the nozzle. The altitude compensation nozzle enables improvement of the performance of the space launch vehicle by improving the nozzle performance for the same combustor. Research on altitude compensation nozzles has been actively carried out in the DLR in Germany and is being carried out in advanced countries such as the US, Russia, UK, Australia and Japan. In this paper, the technology trends and patent trends of altitude compensation nozzles are investigated and summarized. Based on this, the technical trends of altitude compensation nozzles is grasped and utilized as basic data for the study on the performance improvement of a launch vehicle.