복축 혼합형 터보팬 엔진의 윈드밀 특성 연구

초록

비행 중인 항공기의 엔진에서 연소 과정이 중단(flame out)될 경우, 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 가스 터빈 엔진의 윈드밀링은 엔진이 연소 중단된 후 발생한다. 따라서 가스 터빈 엔진의 윈드밀 특성 이해는 엔진 시동 시스템의 설계를 위해 필요하다. 단축 제트엔진의 경우 윈드밀 시 입구 흐름 조건은 흐름 통로나 배기 노즐이 하나이기 때문에 엔진이 특정 속도에 도달할 때까지 일정하였다. 따라서 윈드밀링 성능 예측 알고리즘이 상당히 안정적이고 신속하게 진행되었다. 복축 혼합형 터보팬 엔진의 알고리즘은 공기 질유량 관점에서 각 축에 대하여 서로 일치시켜야 하고 각 부품별 구성이 복잡하기 때문에 훨씬 더 복잡하다. 본 연구의 목적은 축류압축기와 원심압축기를 갖는 복축 혼합형 터보팬 엔진 개발 시 하드웨어의 상세한 형상과 구성부품의 성능 데이터가 아직 마련되지 않는 초기 설계단계에서 사용할 수 있는 실용적인 복축 혼합형 터보팬 엔진의 윈드밀 성능 예측방법을 개발하기에 앞서 by-pass 비를 일정하다고 가정한 복축 혼합형 터보팬 엔진의 코어 부분 윈드밀 성능 예측 방법을 개발하는데 있다.