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제안 방법
- 고공환경시험에서도 지상시험과 동일하게 두종류의 연료에 대해 각각 시동시험과 성능시험을 실시하여 그 결과를 비교하였다. 시험 수행시 JP-8 연료를 대신하여 JP-8과 연료 물성치가 동일하고 민수용으로 구매 가능한 Jet A1 연료를 사용하였다.
- 시동 이후 정상상태에서의 엔진 성능시험은 Ma 0.85, 해면고도, 표준대기온도 조건에 대해 수행되었다. Jet A1 연료 대비 JP-S 연료의 성능 특성 변화는 Fig.
- 시동시험은 해면고도(Sea Level, SL), 표준대기 온도(Standard Day, 15℃), 엔진 입구 마하수 (Ma) 0.5 기준의 윈드밀링 시동으로 수행되었다. 시험결과 Fig.
- 제트연료변경에 따른 엔진 운용 특성 변화를 살펴보기 위해 JP-8 연료와 JP-S 연료를 사용하여 소형터보제트엔진의 지상시험 및 고도시험을 수행하였다.
- 지상시험을 통해 연료변경에 따른 엔진 연료 조절장치의 연료공급명령 대 실 연료공급량 특성과 엔진 시동 특성, 정상상태의 엔진 성능 특성 등을 확인하였다. 연료조절장치의 연료공급명령 대 실 연료공급량(Wf) 특성식은 시동, 점화, 가·감속 및 엔진 회전수 추종 등의 터빈엔진 제어를 위해 필요한 것으로서 제트연료 변경시 반드시 확인하여 엔진 제어로직에 적용되어야한다.
대상 데이터
- 소형터보제트엔진의 연료적용시험 중 지상시험은 (주)삼성테크윈에서 보유하고 있는 가스터빈엔진 시운전실을 활용하였다. 본 시운전실은 가스터빈엔진 시험평가를 위해 1994년 미국 ASE사와 공동 개발된 것으로서, 연료공급을 위한 연료 시스템과 시동용 공기 및 각종 액추에이터 작동용 공기공급을 위한 공기공급장치, 시험실 각종 장비 운용을 위한 전원공급장치, 시험 대상엔진 및 시험설비 측정변수를 획득, 저장하는 획득장치 등으로 구성되었으며 주기적인 검교정을 통해 아래 Table 2와 같은 정확도를 유지하고 있다. Fig.
- 본 시험의 대상엔진은 Fig. 1과 같이 대한민국 해군에서 운용 중인 해성 I 유도무기의 추진기관인 소형터보제트엔진인데, 추력 1,000 lbf 급 단축 터보제트엔진으로서 흡입구, 축류형 4단 압축기, 환형 직류형 연소기, 축류형 1단 터빈, 수축 배기노즐로 구성된 엔진 본체와 발전기, 연료조절시스템, 윤활탱크, 디지털 엔진제어기 등의 보기류로 구성되었다. 이밖에도 동 엔진은 추가의 시동장치를 필요로 하지 않는 윈드밀 시동 능력을 보유하고 있다.
- 소형터보제트엔진의 연료적용시험 중 지상시험은 (주)삼성테크윈에서 보유하고 있는 가스터빈엔진 시운전실을 활용하였다. 본 시운전실은 가스터빈엔진 시험평가를 위해 1994년 미국 ASE사와 공동 개발된 것으로서, 연료공급을 위한 연료 시스템과 시동용 공기 및 각종 액추에이터 작동용 공기공급을 위한 공기공급장치, 시험실 각종 장비 운용을 위한 전원공급장치, 시험 대상엔진 및 시험설비 측정변수를 획득, 저장하는 획득장치 등으로 구성되었으며 주기적인 검교정을 통해 아래 Table 2와 같은 정확도를 유지하고 있다.
- 고공환경시험에서도 지상시험과 동일하게 두종류의 연료에 대해 각각 시동시험과 성능시험을 실시하여 그 결과를 비교하였다. 시험 수행시 JP-8 연료를 대신하여 JP-8과 연료 물성치가 동일하고 민수용으로 구매 가능한 Jet A1 연료를 사용하였다.
- 시험에 사용된 제트연료는 아래 Table 1과 같이 두 종류인데, 첫 번째 제트연료는 현재 해성 I 유도무기가 사용 중인 JP-8 연료로 원유로부터 추출된 케로신 계열의 연료이고, 두 번째 제트연료는 단위체적당 에너지가 JP-8보다 높은 JP-S 연료이다.
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