포 발사 고체연료 램제트 개념 설계 절차 확립

Abstract

최근 다양한 국가에서 최첨단 무기 기술인 램제트를 이용한 사거리 연장을 목표로 연구하고 있다. 포탄의 발사 환경이 가혹하기 때문에 고체연료 램제트에 대한 연구가 진행되고 있으며 흡입구 및 연소실 각 부에 대한 성능 관련 연구는 많이 진행되고 있습니다. 그러나 성능을 고려한 상세 흡입구 설계 및 흡입구와 연소실 통합 설계 등 전체적인 램제트 설계 연구는 미비하다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 155 mm 고체연료 램제트 포탄을 설계하였다. 필요한 기본 매개변수들을 설정하였으며 이를 이용하여 초기 수치를 결정하였다. 전산수치해석을 이용하여 성능을 고려한 경사면 각도를 정하였고 충격파 위치가 Cowl lip에 중첩되게 하는 2단 경사면을 가지는 흡입구를 설계하였다. 연료 그레인은 HTPB에 AP파우더 15 wt.%, Al 파우더 5 wt.%가 혼합된 형태로 구성되어 있다. 연료 그레인의 연소 반응식을 이용해 연소실 전산수치해석을 진행하였으며 요구추력이 발생함을 확인하였다.