바이패스덕트 손실해석을 이용한 복축혼합형 터보팬 엔진의 윈드밀 특성연구

초록

연소가 중단된 터보 엔진에 공기가 유입되면 엔진 내부의 압축기, 터빈 등의 회전 부품들은 공기에 의한 램(ram) 효과에 의해 회전한다. 이처럼 가스터빈 엔진 내부의 회전 부품들이 램 압력에 의해 연료의 연소 없이도 풍차처럼 회전하는 것을 윈드밀 상태라고 한다. 비행 중 가스터빈 엔진의 윈드밀링은 엔진이 연소 중단된 후 발생한다. 따라서 가스터빈 엔진의 윈드밀 특성 이해는 엔진 시동 시스템의 설계를 위해 필요하다. 단축 제트 엔진의 윈드밀 시동에 대한 실질적인 연구 사례로는 최민수[1] 등과 유일수[2] 등이 있다. 복축 축류형 터보팬 엔진의 윈드밀 시동에 대한 실질적인 연구 사례로는 강인식[3] 등이 있다. 본 연구에서는 이진호[4] 등이 복축 혼합형 터보팬 엔진의 윈드밀 특성을 해석한 방법에 더하여 바이패스 덕트를 고려하게 되었다. 손실 모델이나 입구 유동 변화가 주는 바이패스비 변화와 그로 인한 윈드밀 성능 변화를 예측하는 것을 목적으로 한다. 이것은 바이패스비가 일정하여 바이패스비 설계점 이상의 공기 질유량이 모두 core쪽으로 흘러야 하는 이전 연구 사례들과는 달리, 바이패스 덕트 손실을 고려하여 바이패스비를 수렴시키기 때문에 실제와 더 가까운 윈드밀 성능 결과를 얻을 수 있다.