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NTIS 바로가기한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.39 no.10, 2011년, pp.966 - 978
황기영 (국방과학연구소 1본부 5부) , 김유일 (국방과학연구소 1본부 5부)
Transpiration cooling is the most effective cooling technique for the high-performance liquid rockets and air-breathing engines operating in aggressive environments with higher pressures and temperatures. When applying transpiration cooling, combustor liners and turbine blades/vanes are cooled by th...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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분출냉각이란? | 분출냉각은 높은 압력과 온도의 가혹한 환경에서 운용되는 고성능 액체로켓과 공기흡입엔진을 위한 가장 효과적인 냉각방법이다. 분출냉각이 적용되는 경우, 연소기 라이너와 터빈 블레이드/베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료)뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 벽면을 빠져나온 냉각재에 의해 냉각된다. | |
냉각기술의 실용화는 무엇으로 인해 제한을 받았는가? | 분출냉각이 적용되는 경우, 연소기 라이너와 터빈 블레이드/베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료)뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 벽면을 빠져나온 냉각재에 의해 냉각된다. 이러한 냉각기술의 실용화는 가용한 다공질 재료의 부재로 인해 제한을 받아왔다. 그러나 금속결합 기술의 발전으로 확산접합과 식각된 얇은 금속판으로 제작한 Lamilloy$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물이 개발되었다. | |
분출냉각의 최근 연구동향 분석을 통해 얻은 결론은? | 1) 추진기관 고성능화로 야기되는 큰 열유속과 온도에 대응하기 위해 분출냉각에 대한 관심이 점차 확대되고 있다. 가스터빈 엔진의 경우 LamilloyⓇ 준 분출냉각 구조물이 ‘80년대 이후 고성능 민항기 및 전투기용 엔진 냉각에 적용되고 있으며, 근래에는 초음속 터보제트 엔진 적용을 위한 연구들이 수행되고 있다. 또한 액체로켓과 스크램 제트 엔진의 경우 탄소 복합재료와 다공질 세라믹스를 적용한 분출냉각 연구를 미국, 독일 등에서 최근에 활발히 수행되고 있으며, 소형액체로켓을 이용하여 연소시험을 수행한 바 있다. 2) 분출냉각은 공기흡입 엔진에 널리 적용되고 있는 막냉각에 비해 제작비용은 상대적으로 높지만 적은 량의 냉각공기 소요로 냉각 효율측면에서 상당히 유리하다. 따라서 국내에서도 향후 고성능 엔진 개발에 대비하여 분출냉각과 관련된 열·구조 설계/해석/시험 및 관련 소재(초내열 합금, 다공질 세라믹스 등)와 다층구조물의 제작공정 개발에 대한 연구가 요구된다. |
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