초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
터빈입구온도 1500℃급 고온, 고압 환경에서 작동하는 고압터빈의 냉각성능 개선설계 및 검증기술 개발

○ 전체 내용
본 과제에서는 고압터빈의 기본모델에 대해 수치해석, 냉각성능 개선설계, 성능평가를 통해 개선안을 도출하고 냉각관련 기술을 제고하는 내용으로 구성되어 있다.
◇ 기본모델에 대한 수치해석 결과 비교검토 및 분석 (양 기관 공통 수행)
- 기본 터빈 모델 모델링 (익형 및 냉각유로 포함) 및 분석
- 기본 모델에 대해 수치해석기법을 적용하

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
터빈입구온도 1500℃급 고온, 고압 환경에서 작동하는 고압터빈의 냉각성능 개선설계 및 검증기술 개발

○ 전체 내용
본 과제에서는 고압터빈의 기본모델에 대해 수치해석, 냉각성능 개선설계, 성능평가를 통해 개선안을 도출하고 냉각관련 기술을 제고하는 내용으로 구성되어 있다.
◇ 기본모델에 대한 수치해석 결과 비교검토 및 분석 (양 기관 공통 수행)
- 기본 터빈 모델 모델링 (익형 및 냉각유로 포함) 및 분석
- 기본 모델에 대해 수치해석기법을 적용하여 냉각성능 예측
◇ 냉각성능 개선설계 (양 기관 공통 수행)
- 단계별 설계검토를 통해 냉각성능 개선을 위한 최종설계안 도출
◇ 개선안에 대한 성능평가
- 수치해석을 통한 냉각성능 분석 (양 기관 공통 수행)
- 상사조건 냉각시험 및 고온조건 냉각시험을 위한 시제품 설계 및 제작
- 상사조건에서의 냉각성능 상세 계측시험 (한국, KARI)
- 실온도 조건에서의 냉각성능 계측시험 (중국, GTE)

□ 연구개발성과
- 터빈입구온도 1,500℃에서 운용되는 고압터빈 시제품 및 냉각설계기술

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 응용분야 및 활용범위
현재 국내에서 진행 중이거나 진행 예정인 가스터빈 개발과제에 활용
- 터빈 입구온도 1,500℃이상 급 유/무인기용 항공기 엔진 코어기술 개발
- 천연가스를 연료로 하는 수백 MW급 발전용 대형 가스터빈 고압냉각터빈 개발

2. 기대효과
- 본 기술은 항공기 엔진 중 기술 진입장벽과 부가가치가 가장 높은 고온부 개발을 위한 선도핵심기술로, 해당 기술개발을 위한 한·중 공동연구 체계를 구축하여 국내 기술수준(터빈입구온도 등)을 단계적으로 제고
- 중국 GTE에서 수행하는 1,500℃ 실온도 조건 터빈 냉각시험을 통해 중국의 고온소재 기술, 시제품 제작기술, 냉각시험 기술현황 파악 및 핵심기술 공유
- 본 과제를 기반으로 한·중 가스터빈엔진 공동연구 체계를 발전하여, 향후 중국 내에서 자체 개발 가능성이 높은 중형 항공기용 가스터빈 엔진 개발 시 공동연구 기관으로 참여 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2.1. 1단 노즐 기본모델의 공력성능 해석 및 검증 ... 6
• 2.2. 1단 노즐 기본모델의 냉각성능 해석 및 검증 ... 9
• 2.3. 냉각성능 개선설계 - 냉각홀 배치설계 ... 13
• 2.4. 터빈노즐 막냉각효율 측정시험 ... 20
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 25
• 1) 연구수행 결과 ... 25
• 2) 목표 달성 수준 ... 31
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 31
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 31
• 2) 자체 보완활동 ... 31
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 31
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 32
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 33
• 끝페이지 ... 34