분리축방식 터보축 엔진의 정상상태 모사 및 실험연구

A Steady-State Simulation and Experimental Study of Turboshaft Engine with Free Power Turbine

다목적으로 활용할 수 있는 분리축방식의 터보축 엔진 개발을 위한 정상상태 해석 프로그램의 개발과 함께 동일한 형식의 가스터빈엔진 시험장치를 이용한 실험을 통해 프로그램의 해석결과와 비교, 그 타당성을 입증하였다. 실험에 이용된 시험장치는 1단 원심형 압축기, 인통형 연소기, 1단 원심형 압축기 터어빈 및 동력 터어빈으로 구성되어 있으며 출력은 3상 교류발전기를 통해 획득된다. 해석에 사용된 주요 구성품의 성능곡선은 시험장치 제작자로부터 획득된 자료를 이용하였으며, 경우에 따라 시험장치를 이용한 실험을 통하여 보정하였다. 시험장치를 이용한 실험결과를 프로그램 해석결과와 비교한 결과, 시험장치의 운용제한에 의해 실제 작동영역이 제한되기는 했으나, 압력비, 출력 등 주요 변수들에서 6％ 미만의 오차를 보였다.

The turboshaft engine with the free power turbine has been used for various purposes, for instance electric power generator, emergency power source, helicopter powerplant and so on. Steady-state simulation program was developed and experimental tests was carried out for comparing with computer simulation results. The test unit was composed of 1-stage centrifugal compressor, the can type combustor chamber, 1-stage radial type compressor turbine, and radial type free power turbine, and its output power is obtained from 3-phase AC generator. Main component characteristics which was used for the steady state simulation program, were obtained from the manufacturer of the test unit, and modified from experimental results of test unit. In comparison between computer simulation and experimental test results even though the test unit has the operational limit, deviation of component performance characteristics in simulation were within 6％ range of experimental results.