• 제목/요약/키워드: Turbojet Engine

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고이득 관측기가 적용된 터보제트엔진의 인공신경망 PID 제어기 설계 (Turbojet Engine Control Using Artificial Neural Network PID Controller With High Gain Observer)

  • 김대기;지민석
    • 한국항공운항학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.1-6
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    • 2014
  • In this paper, controller propose to prevent compressor surge and improve the transient response of the fuel flow control system of turbojet engine. Turbojet engine controller is designed by applying Artificial Neural Network PID control algorithm and make an inference by applying Levenberg-Marquartdt Error Back Propagation Algorithm. Artificial Neural Network inference results are used as the fuel flow control inputs to prevent compressor surge and flame-out for turbojet engine for UAV. High Gain Observer is used to estimate to compressor rotation speed of turbojet engine. Using MATLAB to perform computer simulations verified the performance of the proposed controller. Response characteristics pursuant to the gain were analyzed by simulation.

소형 터보제트 엔진의 서지 제어를 위한 퍼지추론 기법 (Surge Control of Small Turbojet Engines with Fuzzy Inference Method)

  • 지민석;홍승범
    • 한국항공운항학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • The surge control system in unmanned turbojet engine must be capable of accounting uncertainties from engine transient conditions, random fluctuations of key parameters such as air pressure and fuel flow and engine modeling errors. In this paper, taking into consideration of its effectiveness as well as system stability, a fuzzy PI controller is proposed. The role of the fuzzy PI controller is to stabilize the unmanned aircraft upon occurring unexpected engine surge. The proposed control scheme is proved by computer simulation using a linear engine model. The simulation results on the state space model of a small turbojet engine illustrate the proposed control system achieves the desired performance.

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LabVIEW를 이용한 무인항공기용 소형 터보제트 엔진의 Fuzzy-PID 제어기 설계 (Design of Fuzzy-PID Controller for Turbojet Engine of UAV Using LabVIEW)

  • 신행철;지민석
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.190-195
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    • 2016
  • 본 논문에서는 무인항공기용 소형 터보제트엔진에 대해 압축기 서지현상 및 화염소실을 방지하면서 과도응답 특성을 개선하는 제어기를 설계하였다. 터보제트 엔진의 가 감속 시 서지현상과 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력을 Fuzzy-PID 제어기로 생성하고 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기 설계한다. LabVIEW을 이용한 시뮬레이션을 통해 PID와의 응답특성 비교 분석 및 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴하는 제어 성능을 확인하였다.

초소형 터보제트엔진 연소기의 리그시험 및 고고도 점화시험 (Full Rig Test and High Altitude Ignition Test of Micro Turbojet Engine Combustor)

  • 이동훈;김형모;박부민;유경원;팽기석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.373-376
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    • 2009
  • 초소형 터보제트엔진에 적용되는 반경형 연소기에 대한 전부하 연소리그시험과 고고도 점화시험을 수행하였다. 지상정지, 표준대기 조건에서 엔진의 최대운용점에서 연소리그시험과 기본 점화시험을 수행한 결과, 11.2%의 압력손실과 99.85%의 최종 성능을 도출하였으며, 주 시동영역에서 공기과잉율 $2{\sim}6$의 점화영역이 측정되었다. 30,000 ft 고고도 점화시험을 실시하여 고공환경에서의 점화영역을 측정하였고, 이러한 결과를 통해 개발된 연소기의 설계가 타당함을 입증하였다.

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고성능 초소형 터보제트엔진 개발 (Development of High Performance Micro Turbojet Engine)

  • 팽기석;안철주;민성기;김유일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.548-551
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    • 2010
  • 추력 150 lbf 급의 초소형 터보제트 엔진이 개발되었다. 본 엔진은 소형 무인항공기(UAV), 기만기, 대공망 제압용 유도무기 등 다양한 무기체계에 적용이 될 수 있도록 고성능, 소형, 저가로 설계되었으며, 시제엔진을 제작하여 지상 성능 시험 및 고도 시험을 수행하였다. 본 논문에서는 소형, 저가, 고효율 터보제트 엔진을 구성하는 각 엔진 구성품의 특징, 구조, 구성품 및 엔진 시험 결과 등에 대하여 기술하였다.

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무인 항공기용 터보 제트 엔진의 PI-구조 퍼지 추론 제어기 설계 (Design of PI-type Fuzzy Logic Controller for a Turbojet Engine of Unmanned Aircraft)

  • 지민석;모은종;이강웅
    • 한국항행학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.34-40
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    • 2005
  • 본 논문에서는 퍼지-PI 제어 알고리즘을 이용하는 무인 항공기용 터보제트 엔진 제어기를 제안한다. 터보제트 엔진의 가감속시 서지와 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력을 퍼지-PI 제어기로 생성한다. 가속도 오차의 로그함수를 사용하여 퍼지 추론 규칙을 만듦으로써 추종오차를 줄이도록 하였다. 제안된 제어기의 성능확인을 위한 컴퓨터 시뮬레이션은 선형 엔진 모델에 적용하였으며 엔진 출력이 기준 가감속 명령에 잘 추종함을 보였다.

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Firing Test of Core Engine for Pre-cooled Turbojet Engine

  • Taguchi, Hideyuki;Sato, Tetsuya;Kobayashi, Hiroaiki;Kojima, Takayuki;Fukiba, Katsuyoshi;Masaki, Daisaku;Okai, Keiichi;Fujita, Kazuhisa;Hongoh, Motoyuki;Sawai, Shujiro
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.115-121
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    • 2008
  • A core engine for pre-cooled turbojet engines is designed and its component performances are examined both by CFD analyses and experiments. The engine is designed for a flight demonstration of precooled turbojet engine cycle. The engine uses gas hydrogen as fuel. The external boundary including measurement devices is set within $23cm{\times}23cm$ of rectangular cross section, in order to install the engine downstream of the air intake. The rotation speed is 80000 rpm at design point. Mixed flow compressor is selected to attain high pressure ratio and small diameter by single stage. Reverse type main combustor is selected to reduce the engine diameter and the rotating shaft length. The temperature at main combustor is determined by the temperature limit of non-cooled turbine. High loading turbine is designed to attain high pressure ratio by single stage. The firing test of the core engine is conducted using components of small pre-cooled turbojet engine. Gas hydrogen is injected into the main burner and hot gas is generated to drive the turbine. Air flow rate of the compressor can be modulated by a variable geometry exhaust nozzle, which is connected downstream of the core engine. As a result, 75% rotation speed is attained without hazardous vibration and heat damage. Aerodynamic performances of both compressor and turbine are obtained and evaluated independently.

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고기동 무인항공기용 터보제트엔진의 비선형 제어 (Non-linear Control of Turbojet Engine for High Maneuverability UAV)

  • 한동주;오성환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.431-438
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    • 2012
  • 고기동 무인항공기용 터보제트엔진의 고성능 운용을 위한 비선형 제어기를 설계하였다. 제트엔진의 비선형특성을 제어기 설계에 반영하기 위해 당해엔진의 동적해석코드를 개발하였고 이를 이용한 선형모델로부터 선형해석의 한계성을 검증함으로써 비선형 제어기 설계의 당위성을 보였다. PI형 퍼지제어기를 일반 미분제어기와 결합하여 효율적인 퍼지제어기를 설계하였으며, 일반 PID제어기와 비교하여 압축기서지 및 연소정지영역, 터빈온도의 제한 등 안전운전 범위 내 운전을 보장하면서도 월등한 제어성능을 보임으로써 설계된 퍼지제어기의 유용성을 입증하였다.

고이득 관측기를 이용한 터보제트 엔진의 PID 퍼지 추론 가속도 제어기 설계 (Design of PID Type Fuzzy Logic Acceleration Controller for Turbojet Engine Using High-gain Observer)

  • 지민석;김대기;홍교영;안동만;홍승범
    • 한국항행학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.107-114
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    • 2013
  • 본 논문에서는 무인항공기 터보제트 엔진의 가속도를 제어하는 제어기를 제안한다. 압축기 회전 속도를 추정하기 위해 고이득 관측기를 사용하고 퍼지 추론 기법과 PID 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트 엔진 제어기를 설계한다. 터보제트 엔진의 가 감속 시 서지현상과 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력을 퍼지 PID 제어기로 생성한다. 기준 가속도를 설정하고 연료유량 제어를 퍼지추론에 의해 정하도록 한다. 제안된 제어기의 성능을 확인하기 위해 MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다.

마이크로 터보제트 엔진 노즐 유동장에 관한 CFD 전산해석 및 스케일링 특성 연구 (COMPUTATIONAL INVESTIGATION OF NOZZLE FLOWFIELD IN A MICRO TURBOJET ENGINE AND ITS SCALING CHARACTERISTICS)

  • 이현진;안창환;명노신;최성만;김원철
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.43-50
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    • 2017
  • Thermal flowfield of a micro turbojet engine was computationally investigated for exhaust nozzles with different aspect ratio and curvature. Special attention was paid to maximum and average temperature of the nozzle surface and the exhaust nozzle plume. The IR signatures of the micro turbojet engine nozzle were then calculated through the narrow-band model based on thermal flowfield data obtained through CFD analysis. Finally, in order to check the similarity of thermal flowfields and IR signature of the sub-scale micro turbojet engine model and the full-scale UCAV propulsion system, several non-dimensional parameters associated with temperature and optical property of plume were introduced. It was shown that, in spite of some differences in actual values of non-dimensional parameters, the scaling characteristics on spectral feature of IR signature and effects of aspect ratio and curvature of nozzle configuration remain similar in sub-scale and full-scale cases.