등엔트로피 압축면을 이용한 극초음속 외부 압축형 흡입구 연구

초록

극초음속 흡입구는 압축 방식에 따라 크게 내부 압축형과 외부 압축형으로 구분된다. 내부 압축형의 경우, 설계 지점의 성능은 외부 압축형보다 높지만, 길이가 길고 받음각이 제한적이며 시동 문제가 수반된다. 반면, 직선형 램프를 가진 외부 압축형 흡입구는 길이가 짧으며 받음각에 대한 성능 감소가 적다. 그러나 설계점에서의 성능이 내부 압축형보다 낮다는 단점이 있다. 이러한 외부 압축형 흡입구의 단점을 보완하기 위해 등엔트로피 압축면을 사용하는 외부 압축형 흡입구가 고안되었다. 각 흡입구에 대한 설계 및 성능 분석에 초점을 맞춘 이전 연구는 비행조건의 변화에 따른 두 유형의 흡입구 성능 변화 및 경향을 비교하기 어려웠다(1,2) . 따라서 본 연구에서는 마하 7.0에 대하여 축대칭 Busemann 흡입구, 3개의 램프를 갖는 축대칭 외부 압축형 흡입구, 등엔트로피 압축면을 사용한 축대칭 외부 압축형 흡입구를 설계하고 수치해석을 통해 각 흡입구의 설계점 및 비설계점의 성능을 비교하였다. 각 흡입구는 점성 보정이 이뤄졌으며, 흡입구의 성능 평가는 출구에서의 전압력 회복률 비교로 수행되었다(3) .