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[국내논문] 자주포용 보조동력장치 엔진룸의 열유동 최적화에 관한 연구
A Study on the Optimization of Heat Flux in Engine Room of Auxiliary Power Unit for Self-Propelled Artillery 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.12, 2019년, pp.629 - 635  

노상완 (국방기술품질원 기동화력센터) ,  박영민 (국방기술품질원 기동화력센터) ,  김성훈 (국방기술품질원 기동화력센터) ,  이재동 (한화디펜스 체계기술1팀) ,  김병현 (국방기술품질원 기동화력센터)

초록
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자주포는 운용 특성상 정차상태에서 구동하기 때문에 엔진을 사용할 만큼 많은 에너지가 필요하지 않다. 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 성능개량된 자주포에는 보조동력장치(APU)를 설치하였다. APU를 통하여 엔진의 불필요한 가동을 줄일 수 있고, 이는 엔진의 수명을 늘릴 수 있다. 본 연구에서는 APU 내부 엔진룸의 열 유동을 최적화하기 위하여 Fan과 오일쿨러 적용에 따른 영향을 분석하였다. 열유동 해석을 수행하기 위하여 대기환경과 일사량은 MIL-STD-810을 적용하였다. 흡입구/배출구 Fan을 적용한 경우(Case1), 흡입구 Fan과 오일쿨러를 적용한 경우(Case2), 흡입구/배출구 Fan과 오일쿨러를 적용한 경우(Case3) 3가지에 대하여 열유동을 해석하였다. 해석결과 Case3의 실린더 헤드 온도가 Case1 보다 21.4℃, Case2 보다 8.0℃ 낮은 것을 확인하였다. 해석결과에 대한 타당성을 검토하기 위하여 동일 외기조건에서 실험을 진행하였다. 해석수치와 실험결과가 7%이하의 차이를 나타냈다. 이를 통하여 APU 열유동 최적화 모델이 설계조건을 만족하는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통하여 추후 개발하는 타 군용 APU 열유동 최적화에 대한 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we analyzed the effect of FAN and oil cooler application on APU. MIL-STD-810 was applied to the atmospheric environment and radiation dose in order to perform thermal flow analysis. The heat flow was analyzed for the case in which the inlet / outlet fan was applied (Case 1), the case ...

Keyword

#Auxiliary Power Unit   #Temperature Distribution   #Numerical Analysis   #Fan   #Oil cooler  

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 밀폐형 APU의 엔진에서 발생하는 배출가스에 의해 내부 온도상승을 방지하기 위한 냉각장치 유무에 따라 APU 격실 내 온도가 어떻게 변화하는지 연구하였다. 연구방향은 APU 내부의 온도해석을 통해 이론적인 효과를 먼저 검증하고, 효과가 가장 좋은 Case를 실제로 제작 해석과 동일한 조건에서 실험을 하여 설계에 대한 타당성을 검토하였다
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
APU는 무엇인가? 이와 같은 운용상의 문제점을 해결하기 위해 성능개량된 자주포에는 보조동력장치(이하, APU)를 설치하였다. APU는 자주포 운용 시 차량 축전지 충전 및 주엔진 미가동에도 포탑을 운용할 수 있도록 자주포 포탑 후방에 설치하여 전원을 공급하는 역할을 한다[1].
자주포에 적용된 APU는 밀폐형 구조로 어떤 문제점이 있는가? 자주포에 적용된 APU는 밀폐형 구조로 설계되었다. 밀폐형 구조는 소음을 줄일 수 있으나, 공기의 유동이 원활하지 않아 개방형 구조보다 내부온도가 상승하게 된다.
자주포는 어떤 문제점이 있는가? 자주포는 사격훈련 등 포탑 운용 시 주엔진인 디젤엔진의 동력을 사용함에 따라 운용 중 운용간 소음이 심하며, 정차상태에서 장시간 사용에 따른 주엔진 내부 부품의 파손 발생가능성이 존재한다. 그리고 자주포 운용 특성상 정차상태에서 포 구동 위주로 하기 때문에 주엔진을 사용해야 할 만큼의 에너지가 필요하지 않다.
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참고문헌 (7)

  1. J. S. Lee, B. H. Kim, B. H. Kim, A Study on Optimization of Noise Reduction of Auxiliary Power Unit for Military Tracked Vehicle, Journal of the Korea Academia-Industrial, Vol.19, No.8, pp.336-342, 2018. DOI: https://doi.org/10.5762/KAIS.2018.19.8.336 

  2. T. E. Lee, J. S. Suh, S. H. Jeong, Y. S. Park, A Study on Thermal and Fluid Characteristics inside Engine Room of Auxiliary Power Unit for Tracked Vehicle, Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol.26, No.12, pp.85-93, 2009. 

  3. T. E. Lee, C. S. Yi, J. K. Hong, J. H. Yun, J. S. Suh, Numerical Analysis on Thermal and Flow in Auxiliary Power Unit Room for Tracked Vehicle, Journal of The Society of Air-Conditioning And Refrigerating Engineers Of Korea, Pyeongchang, Korea, pp.1419-1424, 2010. 

  4. T. E. Lee, J. S. Suh, C. S. Yi, K. T. Chung, J. H. Yun, Effect of Area Change of Exhaust Hole on Temperature Distribution in Engine Room of Auxiliary Power Unit for Tracked Vehicle, Journal of Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Changwon, Korea, pp.877-878, 2010. 

  5. J. D. Lee, G. H. Kim, B. D. Heo, Y. I. Park, J. H. Seo, Analysis of Heat flow for operated in an enclosed space Auxiliary Power Unit, Fall conference, Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology, Deajeon, Korea, pp.62-68, 2015.11. 

  6. C. S. Yi, I. G. Jeong, J. H. Yun, J. S. Suh, T. E. Lee, A study on the Flow and Power Characteristics of Rotor in the APU, Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, Vol.20, No.6, pp.805-810, 2011. 

  7. MIL-STD-810H, Environmental engineering considerations and laboratory tests, p.67, 2019. 

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