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램제트 추진 시스템의 동적 제어 모델링 기법(I)
Dynamic Modeling Scheme for Control of the Ramjet Propulsion Systems(I) 원문보기

한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집, 2008 May 29, 2008년, pp.295 - 298  

김선경 (한국항공대학교대학원 항공우주 및 기계공학과) ,  염효원 (한국항공대학교대학원 항공우주 및 기계공학과) ,  전창수 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) ,  성홍계 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) ,  박익수 (국방과학연구소 1본부 5부) ,  이규준 (국방과학연구소 1본부 5부)

초록
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램제트 추진 시스템 제어를 위한 모델링 기법에 대한 연구를 수행하였다. 연료공급시스템은 동적 메커니즘을 묘사하기 위해 전형적인 2차 시스템 모델을 사용하였으며, 이로부터 연료공급시스템의 계단 응답특성을 계산하고 이에 상응되는 연소실 압력섭동과 종말 충격파의 위치 변화 관계를 파악하였다. 압력섭동과 종말 충격파 간의 상관관계를 도출하기 위하여 연소실 압력은 일정한 주기와 진폭을 갖는 사인파로 모델링하여 종말충격파의 거동에서 나타나는 위상차를 확인하였다. 본 연구를 통해 시스템의 작동에 대한 물리적인 이해를 도모하며, 시스템의 동적 특성이 엔진 작동에 미치는 영향을 살펴보았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, prototype dynamic modeling scheme to control ramjet propulsion systems were proposed. From the physical understandings of engine system, a typical 2nd-order system model was applied to simulate the dynamic characteristics of fuel supply system. The shock location varience in diffuser ...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 연료 공급 시스템 및 연소진동이 엔진의 동적 특성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 다음과 같은 모델링을 수행한다.
  • 이를 위해 본 논문에서는 램제트 추진 시스템의 제어를 위한 모델링 기법에 대해 연구를 수행하였다. 추진 시스템의 동적 특성을 구현하기 위해 연료공급시스템과 연소진동에 대한 간단한 모델을 제안하였으며, 이러한 모델에 대한 램제트 엔진의 순항모드에서의 작동특성에 대해 살펴보았다.
  • 이를 위해 본 논문에서는 램제트 추진 시스템의 제어를 위한 모델링 기법에 대해 연구를 수행하였다. 추진 시스템의 동적 특성을 구현하기 위해 연료공급시스템과 연소진동에 대한 간단한 모델을 제안하였으며, 이러한 모델에 대한 램제트 엔진의 순항모드에서의 작동특성에 대해 살펴보았다.

가설 설정

  • 압력파동은 엔진 작동 초기 점화 과정동안 급격히 불안정하게 나타나며, 점화과도기간을 거쳐 정상 상태에 도달하게 되면 균일한 진폭과 주기성을 갖게 된다. 본 해석에서는 정상 연소를 가정, 이때의 압력 파를 평균 연소실 압력에 대한 5% 진폭과 380 Hz의 주파수를 갖는 사인파로 가정하여 연소실 압력 파동에 의한 동적 거동 특성을 해석하는데 사용하였다.[2]
  • 종말 충격파의 위치는, 종말 충격파를 수직 충격파로 가정함으로서 등엔트로피 과정에 대한 기체 방정식과 충격파 전후의 압력관계로부터 얻을 수 있다.[3] 배압의 급감으로 종말 충격파가 디퓨저를 벗어나 연소기로 빠져나갈 경우, 연소중단이 될 수 있으므로 이를 램제트 엔진의 작동한계지점으로 설정한다.
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