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마하 5 스크램젯 엔진 모델의 연소 시험
Combustion Test of a Mach 5 Scramjet Engine Model 원문보기

한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.17 no.3, 2013년, pp.9 - 14  

양인영 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀) ,  이양지 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀) ,  김영문 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀) ,  이경재 (한국항공우주연구원 항공추진기관팀)

초록
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수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Combustion tests were conducted for a hydrogen-fueled Mach 5 scramjet engine model using a blow-down facility. No fuel and two fuel flow rate cases were tested for two different model configurations. Time history of the wall static pressures inside the model and their time-averaged spatial distribut...

주제어

#스크램젯 엔진   #초음속 연소   #공동형 보염기   #흡입구 불시동   #열질식  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이 논문에서는 마하 5 엔진 모델에 대하여 SeTF를 사용하여 연소 시험을 수행한 내용을 다룬다. 특히 스크램젯 엔진으로서는 비교적 낮은 비행 속도인 마하 5를 설계점으로 하는 엔진을 설계하는 데 있어 고려해야 하는 열질식(thermal choking)에 대한 내용을 포함한다.

가설 설정

  • Fig. 1(b)의 C4 모델은 F1과 F2의 거리가 44 mm이다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SeTF은 어떻게 구성되는가? SeTF는 고압공기 공급원과 압력 조정부, 축열식 가열 시스템(SAH : Storage Air Heater), 공기 혼합시스템, 설비 노즐, 엔진 시험부, 이젝터(Ejector) 배기 시스템과 그 외의 부대 시설(연료공급장치, 제어 및 데이터 처리장치)로 구성된다. 공기를 미리 고압으로 압축해 탱크에 저장해 두고 SAH를 고온으로 가열한 후 고압 공기를 SAH에 통과시켜 고온‧고압 유동을 만들고 설비 노즐을 통해 가속시켜 시험부로 공급하는 방식이다.
마하 5 스크램젯 시험용 엔진 모델의 흡입구는 어떻게 구성되는가? 흡입구는 2단 압축면과 2단 카울(cowl)면으로 구성된다. 흡입구 시작점에서 유로는 폭 70 mm, 높이 144 mm이다.
SeTF는 어떤 방식인가? SeTF는 고압공기 공급원과 압력 조정부, 축열식 가열 시스템(SAH : Storage Air Heater), 공기 혼합시스템, 설비 노즐, 엔진 시험부, 이젝터(Ejector) 배기 시스템과 그 외의 부대 시설(연료공급장치, 제어 및 데이터 처리장치)로 구성된다. 공기를 미리 고압으로 압축해 탱크에 저장해 두고 SAH를 고온으로 가열한 후 고압 공기를 SAH에 통과시켜 고온‧고압 유동을 만들고 설비 노즐을 통해 가속시켜 시험부로 공급하는 방식이다. 고압 공기 중 일부는 이젝터를 구동해 시험부에 공급되는 공기를 배기하는 데 사용한다.
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참고문헌 (5)

  1. Kang, S. H., Lee, Y. J., Yang, S. S., Smart, M. K., and Suraweera, M. V., "Cowl and Cavity Effects on Mixing and Combustion in Scramjet Engines," Journal of Propulsion and Power, Vol. 27, No. 6, 2011, pp.1169-1177 

    상세보기 crossref

  2. Lee, Y. J., Kang, S. H., and Yang, S. S., "Development of the Scramjet Engine Test Facility in Korea Aerospace Research Institute," 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, Chicago, USA, AIAA 2010-4792, 2010 

  3. 양인영, 이양지, 김영문, 이경재, "마하 5 스크램젯 엔진의 흡입구 시동 특성," 한국추진공학회 2012년도 춘계학술대회, 2012, pp.520-525 

  4. Yang, I. Y., Lee, Y. J., Lee, K. J., and Park, C., "Effect of the Combustor Configuration on the FLow and Combustion in a Scramjet Engine," Journal of Propulsion and Power, Vol. 29, No. 3, 2013, pp. 751-755 

    상세보기 crossref

  5. Billig, F. S., Dugger, G. L., and Waltrup, P. J., "Inlet-Combustor Interface Problems in Scramjet Engines," 1st International Symposium on Air Breathing Engines, 1972 

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