가스터빈 설계

목차

1. RFP 도출 : 토론, RFP 제안

2. AEDsys를 이용한 구속해석(Constraint): 분석

3. AED sys를 통한 임무해석: 분석

4. ONX 프로그램으로 적합한 엔진의 사이클 해석

5. 압축기 설계

6. 결과

본문내용

1호기는 캘리포니아주 에드워즈 공군기지에서 1998년 5월 중순부터 비행테스트를 시작하였으며. 같은해 9월부터는 EMD 2호기도 테스트를 시작하였다. 개발 테스트기는 7대가 제작되며 이어서 초기 생산형이 2대 제작된다. 계획대로만 진행된다면 EMD를 포함하여 2014년까지 339대가 조달된다.
1.3 DESIGN REQUIREMENT
Mission radius
759
Super cruise
Mach Number: 1.72
Long range cruise speed
Mach Number: 2
passenger
1 명
Service ceiling
19812
Empty weight
14379
Max take off weight
36288
1.4 임무형상
1. Warm UP : 1min@Min Thrust
2. Take off Acceleration
3. Take off Rotation
4. Acceleration
5. Climb and Accel
6. Subsonic Cruise
7. Descend and Acceleration
8. Supersonic cruise
9. Deliver Missiles/Bombs
10. Subsonic Cruise
11. Descend to land
2. AEDsys를 이용한 구속해석(Constraint): 분석
AEDsys Main 화면
2.1 Take off
2.2 Acceleration
2.3 Climb
2.4 Subsonic Cruise
2.5 Supersonic cruise
2.6 Deliver missiles
2.7 Landing
3. AED sys를 통한 임무해석: 분석
3.1 Wariming up
Mission Analysis
Calculate Results
3.2 Take off of Acceleration
Mission Analysis
Calculate Results
3.3 Takeoff of Roatation
Mission Analysis
Calculate Results
3.4 Acceleration
Mission Analysis
Calculate Results
3.5 Climb
Mission Analysis
Calculate Results
Mission Analysis
Calculate Results
Mission Analysis
Calculate Results
3.6 Subsonic Cruise
Mission Analysis
Calculate Results
3.7 Descend and Accel
Mission Analysis
Calculate Results
3.8 Supersonic Cruise
Mission Analysis
Calculate Results
3.9 Deliver Missiles/Bombs
Mission Analysis
Calculate Results
3.10 Subsonic Cruise
Mission Analysis
Calculate Results
b
3.11 Descend to Land
Mission Analysis
Calculate Results
3.12 Plot
Weight Fraction - beta
Time
Cumultaive time
Leg Weight Ratio
Distance
Cumulative Disatance
3.13 Summary
4. ONX 프로그램으로 적합한 엔진의 사이클 해석
4.1 Results of Engine
4.2 Graph of Each results
Specific Thrust versus Thrust Specific Fuel Consumption
Specific Thrust Versus Mach Number
Thrust Specific Fuel Consumption Versus Mach Number
Fuel/Air Ratio Versus Mach Number
Propulsive Efficienct versus Mach Number
Thermal Efficiency versus Mach Number
Overall Efficiency versus Mach Number
Turbine Enthalpy Ratio versus Mach Number
M6 Versus Mach Number
M16 Versus Mach Number
M6A versus Mach Number
5. 압축기 설계
Compressor Preliminary Analysis Program
압축기 형상
Inlet Guise Vane Data
6. 결과
가스터빈 강의 시간에 들었던 내용을 참고로 하여 각종 프로그램을 이용하여 가스터빈 엔진에 대해 해석하고 압축기의 형상을 SKETCH 해보는 설계과정이었다. 수업 시간에 설계 방법과 프로그램 해석 방법에 대해서 교수님께서 설명해주셨지만 직접 해보니 여간 어려운 것이 아니었다.
ONX해석 방법에 나온 설계 과정을 토대로 보고서를 작성하였으며 F-22를 선정하여 그 엔진에 대해서 해석을 해 보았다. F-22는 전세계에 현존하는 최강의 전투기 이며 그 임무에 대해서 우리가 설정하고 속도 마하수 고도 등 우리가 원하는 값을 가정하여 알아보니 조금은 우리가 엔지니어가 된 마냥 어깨가 들썩이기는 했었다. 우리가 설계를 진행하는데 있어 처음 설계시 ‘어떻게 어떻게 해보자’ 라는 기존의 생각들과는 달리 결과 도출에 있어서 상당한 어려움을 겪었다. 보다 나은 결과를 위해서 시간투자를 많이 하였지만 결국 우리가 궁극적으로 원하는 결과는 얻지 못하였다. 하지만 우리는 그 시행착오 과정에 초점을 맞추었으며 궁긍적인 결과를 도출하는 것이 목표가 아닌 ‘가스터빈 설계는 이렇게 하는구나‘ 라는 경험만이라도 한 것이 ’앞으로 우리의 앞길에 큰 도움이 되지 않나‘ 라는 생각에 이번 프로젝트의 100중에 50은 채운 것 같다고 생각한다.
나중에 우리가 사회에 나가서 어떠한 임무를 맡게 될지 모르지만 이번 프로젝트를 통해 조금이나마 경험을 해봄으로써 팀워크가 무엇인지, 설계는 어떻게 진행하는지 에 대한 간략한 지식을 이용하여 누구보다 나은 엔지니어로써 한 발자국을 내딛고 싶다.
이상으로 프로젝트를 마치며 한 학기동안 가르침 주신 전창수 교수님께 감사하다는 말씀 전해드리고 싶습니다.

키워드

가스터빈,   가스,   가스터빈설계