마하4 초음속 공기 흡입구 유동 특성에 관한 연구

Abstract

마하 4 비행 조건에서 작동하는 고성능 램제트와 듀얼모드 스크램제트 엔진의 초음속 공기 흡입구 모델을 설계하였다. 배압, 받음각, 요각 등 비행 변수의 변화에 따른 내부 유동 특성을 파악하기 위하여 규슈대학교의 불어내기식 초음속 풍동을 이용한 실험을 수행하였다. 유동 가시화를 위하여 쉴리렌 기법, 오일 가시화 기법을 이용하였으며, 정량적 성능 분석을 위하여 표면 압력 및 전압력을 측정하였다. 실험의 결과는 전산 유체 해석과 비교하였다. 본 연구는 기본적이지만 찾기 힘든 고 마하수 초음속 공기 흡입구 유동의 실험 결과를 제시한다. A Supersonic air intake model was designed for the high performance ramjet and dual-mode scramjet engine to operate at Mach 4 flight condition. The air intake was tested in the blowdown-type wind tunnel of Kyushu University to identify the internal flow characteristics corresponding to the flight parameters such as the back pressure, angle of attack and angle of yaw. Flow visualization was achieved by the Schlieren and oil flow visualization techniques. The intake performance was analyzed quantitatively based on the surface pressure and total Pressure measurements. The experimental results were compared with the computational fluid dynamics results. The present study exhibits the fundamental but rarely found experimental results of the high Mach number supersonic air intake.