KR20220105109A - Jet engine using exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방출배기를 이용한 분사추진기관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터보제트, 터보팬 그리고 램제트 같은 분사추진기관에서 구체적 작동 방식과 작동 형태가 일부 상이하더라도 분사에 의한 추진에서 공통되어, 초음속으로 분사되는 배기가스에 의해 팬 블레이드를 회전시키거나, 또는 고정 깃에 부딪혀 초음속 대에서도 높은 추력을 얻을 수 있는 방출배기를 이용한 분사추진기관에 관한 것이다.The present invention relates to an injection propulsion engine using discharge exhaust, and more particularly, in injection propulsion engines such as turbojets, turbofans, and ramjets, although the specific operation method and operation form are partially different, it is common in propulsion by injection, supersonic speed It relates to an injection propulsion engine using an emission exhaust that can rotate a fan blade by the exhaust gas injected into the engine or collide with a fixed blade to obtain high thrust even in the supersonic range.
일반적으로 분사추진기관은 기관 내부에서 연소시킨 고온의 배기가스를 제트노즐로 분출시켜 그 반동력으로 추진력을 얻는 열기관을 말한다. 이러한 분사추진기관을 흔히 제트엔진이라 부르는데, 제트엔진은 대부분 항공기용 원동기로 사용되며, 구조와 기능에 따라 대략 4가지 종류로 분류된다.In general, an injection propulsion engine refers to a heat engine that ejects a high-temperature exhaust gas burned inside the engine with a jet nozzle and obtains propulsion with the recoil force. These injection propulsion engines are often called jet engines. Jet engines are mostly used as prime movers for aircraft, and are classified into approximately four types according to their structure and function.
먼저, 터보제트(Turbojet)는 대기에서 흡입한 공기를 축류형 또는 원심형 압축기로 압축하고 이 압축된 공기를 연소실로 들여보내 연료를 분사하여 연소시킨 다음 고온 고압의 연소가스를 만들어 압축기 구동용 터빈단에 분출시켜 터빈단을 구동한다. 이렇게 함으로써 자체 구동용 추진기관이 형성되는데 이후 터빈단을 통과한 배기가스는 노즐을 통해서 외부로 분출하여 추진력을 만든다.First, a turbojet compresses air sucked from the atmosphere with an axial or centrifugal compressor, injects the compressed air into the combustion chamber, injects fuel and burns it, and then makes high-temperature and high-pressure combustion gas to drive the compressor. The turbine stage is driven by ejecting it to the stage. In this way, a propulsion engine for self-driving is formed. After that, the exhaust gas passing through the turbine stage is ejected to the outside through the nozzle to create propulsion.
이 기관에서는 터빈 재료의 내구성을 높이기 위해서 다량의 공기를 받아들이고 있는데, 당연히 연소가스 중에는 잔류 산소들이 남아있어 긴 꼬리 파이프를 설치하고 이곳에 2차 연료를 분사하면 재연소(after burning)작용이 일어나 간단한 방법에 의해서 추가적 추력을 얻는 방법도 있다. 하지만 이 방법은 연료소모와 소음이 심해 초음속의 군용기 외에는 사용되지 않는다.This engine receives a large amount of air to increase the durability of the turbine material. Of course, residual oxygen remains in the combustion gas, so if a long tail pipe is installed and secondary fuel is injected there, after burning occurs and simple There is also a method to obtain additional thrust by the method. However, this method consumes fuel and is noisy, so it is not used except for supersonic military aircraft.
다음으로, 터보제트에 거대 프로펠러를 장착한 구조를 갖는 터보 프롭(Turboprop)이 있다. 이 터보 프롭은 터보제트와 비슷하지만 연소가스 에너지의 대부분을 프로펠러를 구동하는데 사용하고 배기가스 에너지는 그대로 방출하여 별도로 추력을 얻지 못한다. Next, there is a turboprop, which has a structure in which a giant propeller is mounted on a turbojet. This turboprop is similar to a turbojet, but most of the combustion gas energy is used to drive the propeller, and the exhaust gas energy is released as it is, so there is no separate thrust.
다음으로, 터보제트에 팬을 장착한 구조로 터보팬(Turbo fan)이 있다. 터보팬은 터보제트와 비슷하지만 연소가스 대부분을 팬의 구동력으로 바꿔 팬에 의한 추력과 코어엔진의 제트추력 두 가지를 함께 사용하고 있다. 성능은 터보프롭기와 터보제트기의 중간으로 그다지 고속비행을 필요로 하지 않는 중형 여객기나 수송기 등의 엔진으로 사용되고 있다. Next, there is a turbo fan with a structure in which a fan is mounted on a turbojet. A turbofan is similar to a turbojet, but it uses both the thrust of the fan and the jet thrust of the core engine by converting most of the combustion gas into the driving force of the fan. Performance is intermediate between turboprop and turbojet, and it is used as an engine for medium-sized passenger planes and transport planes that do not require very high-speed flight.
분사추진기관의 다른 형태로는 램제트(Ram Jet)도 있다. 비행속도가 빨라지면 기관에 상대적으로 유입되는 대기 공기는 기관의 전진력에 의해서 스스로 압축되는데 이것을 램 효과라 하며, 램제트는 이러한 램 효과로 얻어진 압축공기를 연소실로 들여보내 연료를 분사하여 연소폭발 시킨 다음 노즐을 통해 분출시켜 그 반동력으로 추력을 얻는다.Another type of injection propulsion engine is a ram jet. When the flight speed increases, the atmospheric air flowing into the engine is compressed by itself by the forward force of the engine, which is called the ram effect. Then, it is ejected through the nozzle, and thrust is obtained by the recoil force.
현재 알려진 램제트에는 빈 공간 형태의 압축실과 연소실 분사노즐이 있을 뿐 터빈이나 압축기 같은 회전체는 없다. 이 기관은 구조가 간단하고 고속일수록 성능이 좋아지기 때문에 음속의 2∼4배인 초음속 여객기나 미사일의 원동기로서 사용되고 있다. 그러나 램제트는 시동 시 외부의 도움을 필요로 하며 연료소모가 많다는 단점이 있다.Currently known ramjets have a compression chamber in the form of an empty space and an injection nozzle in the combustion chamber, but do not have a rotating body such as a turbine or a compressor. Because this engine has a simple structure and the higher the speed, the better the performance, so it is used as a prime mover for supersonic passenger planes and missiles that are 2 to 4 times the speed of sound. However, the ramjet requires external help when starting and has a disadvantage in that it consumes a lot of fuel.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 팬 블레이드의 회전 시 발생될 수 있는 손실을 최소화하고, 공기마찰에 의한 저항을 감소시키며, 엔진 효율이 증대되어 연료절감과 속도 향상이 가능한 방출배기를 이용한 분사추진기관을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to minimize the loss that may occur during the rotation of the fan blades, reduce the resistance due to air friction, and increase the engine efficiency using the exhaust exhaust which can save fuel and improve speed. It is to provide an injection propulsion engine.
본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체; 상기 몸체 내에 설치되고 압축 공기에 연료를 분사하여 연소시키는 연소실; 상기 연소실로부터 배출되는 배기가스를 미리 설정된 방향으로 안내하는 가이드부재; 및 상기 가이드부재로부터 가이드되는 배기가스에 부딪혀 추진력을 제공하는 추진력 제공수단을 포함하며, 상기 추진력 제공수단은 상기 가이드부재의 후방에 1개가 구비되는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the body; a combustion chamber installed in the body and configured to burn fuel by injecting fuel into compressed air; a guide member for guiding the exhaust gas discharged from the combustion chamber in a preset direction; and a propulsive force providing means for providing propulsion by colliding with the exhaust gas guided from the guide member, wherein the propulsive force providing means is provided at the rear of the guide member. can be
또한, 상기 추진력 제공수단은, 회전축; 및 상기 회전축에 결합되어 회전하는 팬 블레이드를 포함할 수 있다.In addition, the driving force providing means, the rotating shaft; and a fan blade coupled to the rotation shaft to rotate.
그리고, 상기 가이드부재는 상기 배기가스가 상기 몸체의 측면 방향을 향하도록 상기 몸체의 측면 방향을 향해 굴곡이 형성되고, 상기 팬 블레이드는 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 배기가스가 상기 팬 블레이드에 부딪혀 상기 몸체의 후방을 향하도록 상기 가이드부재의 굴곡에 반대방향으로 굴곡이 형성될 수 있다.In addition, the guide member is curved toward the side of the body so that the exhaust gas is directed toward the side of the body, and the fan blade is configured such that the exhaust gas guided by the guide member collides with the fan blade. A curve may be formed in a direction opposite to that of the guide member to face the rear of the body.
또한, 상기 팬 블레이드는 상기 몸체의 후방으로 갈수록 상기 회전축에 나란하게 형성될 수 있다.In addition, the fan blade may be formed parallel to the rotation shaft toward the rear of the body.
그리고, 상기 팬 블레이드는 상기 몸체의 후방으로 갈수록 폭이 증가하게 형성될 수 있다.In addition, the fan blade may be formed to increase in width toward the rear of the body.
또한, 상기 팬 블레이드의 대향되는 위치에서 상기 회전축에 결합되어 회전하는 균형추를 더 포함할 수 있다.The counter weight may further include a counterweight coupled to the rotation shaft and rotating at a position opposite to the fan blade.
그리고, 상기 추진력 제공수단은, 상기 몸체 내부에 설치된 내통; 및 상기 내통에 고정되는 고정 깃을 포함할 수 있다.And, the propulsion providing means, the inner cylinder installed inside the body; And it may include a fixed collar fixed to the inner tube.
또한, 상기 가이드부재는 상기 배기가스가 상기 몸체의 측면 방향을 향하도록 상기 몸체의 측면 방향을 향해 굴곡이 형성되고, 상기 고정 깃은 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 배기가스가 상기 고정 깃에 부딪혀 상기 몸체의 후방을 향하도록 상기 가이드부재의 굴곡에 반대방향으로 굴곡이 형성될 수 있다.In addition, the guide member is curved toward the side direction of the body so that the exhaust gas faces the side direction of the body, the fixing blade is the exhaust gas guided by the guide member collides with the fixing blade A curve may be formed in a direction opposite to that of the guide member to face the rear of the body.
그리고, 상기 고정 깃은 상기 몸체의 후방으로 갈수록 상기 내통에 나란하게 형성될 수 있다.And, the fixing collar may be formed parallel to the inner cylinder toward the rear of the body.
또한, 상기 고정 깃은 상기 몸체의 후방으로 갈수록 폭이 증가하게 형성될 수 있다.In addition, the fixing collar may be formed to increase in width toward the rear of the body.
그리고, 상기 연소실의 후방에 배치되어 회전하는 터빈단을 더 포함할 수 있다.And, it may further include a turbine stage disposed at the rear of the combustion chamber to rotate.
또한, 상기 터빈단은, 상기 연소실로부터 배출되는 배기가스에 의해 회전하는 고압 터빈단; 및 상기 고압 터빈단을 통과한 배기가스에 의해 회전하며, 상기 회전축에 결합되는 저압 터빈단을 포함할 수 있다.In addition, the turbine stage, a high-pressure turbine stage rotated by the exhaust gas discharged from the combustion chamber; and a low-pressure turbine stage which is rotated by the exhaust gas passing through the high-pressure turbine stage and is coupled to the rotating shaft.
그리고, 상기 연소실에 공급되는 대기 공기를 강제로 압축하기 위해 상기 연소실의 전방에 배치되는 압축기를 더 포함할 수 있다.And, it may further include a compressor disposed in front of the combustion chamber to forcibly compress the atmospheric air supplied to the combustion chamber.
또한, 상기 몸체의 전진력에 의해 상기 몸체로 유입되는 공기를 자연압축시키는 압축실을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a compression chamber for naturally compressing the air flowing into the body by the forward force of the body.
그리고, 상기 가이드부재에 마련되는 증속기를 포함할 수 있다.And, it may include a gearbox provided on the guide member.
또한, 상기 증속기를 둘러싸는 커버를 포함할 수 있다.In addition, it may include a cover surrounding the speed increaser.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 팬 블레이드의 회전 시 발생될 수 있는 손실을 최소화하고, 공기마찰에 의한 저항을 감소시키며, 엔진 효율이 증대되어 연료절감과 속도 향상이 가능한 효과가 있다.Accordingly, the embodiments of the present invention have the effects of minimizing a loss that may be generated during rotation of the fan blades, reducing resistance due to air friction, and increasing engine efficiency to save fuel and improve speed.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1(a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2(a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 2(b)는 도 2(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3(a)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 고정 깃을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4(a)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)에서 가이드부재와, 고정 깃을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 구비된 팬 블레이드와 균형추가 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3 및 도 4에 구비된 고정 깃이 내통에 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 7(a)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 7(b)는 도 7(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 증속기와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8(a)는 본 발명의 제6 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 8(b)는 도 8(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 증속기와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is described in such drawings should not be construed as being limited only to
Figure 1 (a) is a cross-sectional view of an injection propulsion engine using a discharge exhaust according to a first embodiment of the present invention, Figure 1 (b) is a turbine stage, a guide member, a fan blade, and a counterweight in Figure 1 (a). is a diagram schematically showing
Figure 2 (a) is a cross-sectional view of an injection propulsion engine using a discharge exhaust according to a second embodiment of the present invention, Figure 2 (b) is a turbine stage, a guide member, a fan blade, and a counterweight in Figure 2 (a) is a diagram schematically showing
Figure 3 (a) is a cross-sectional view of an injection propulsion engine using a discharge exhaust according to a third embodiment of the present invention, Figure 3 (b) is a turbine end, a guide member, and a fixed blade schematically in Figure 3 (a) It is the drawing shown.
Figure 4 (a) is a cross-sectional view of the injection propulsion engine using the discharge exhaust according to the fourth embodiment of the present invention, Figure 4 (b) is a view schematically showing the guide member and the fixed blade in Figure 4 (a) to be.
FIG. 5 is a view illustrating a state in which the fan blade and counterweight provided in FIGS. 1 and 2 are installed.
6 is a view showing a state in which the fixing collar provided in FIGS. 3 and 4 is installed in the inner tube.
Figure 7 (a) is a cross-sectional view of the injection propulsion engine using the discharge exhaust according to a fifth embodiment of the present invention, Figure 7 (b) is a turbine stage, a guide member, a gearbox, and a fan blade in Figure 7 (a) And, it is a diagram schematically showing a counterweight.
Figure 8 (a) is a cross-sectional view of the injection propulsion engine using the discharge exhaust according to the sixth embodiment of the present invention, Figure 8 (b) is a turbine stage, a guide member, a gearbox, and a fan blade in Figure 8 (a) And, it is a diagram schematically showing a counterweight.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail according to a preferred embodiment of the present invention. The terms or words used in the present specification and claims are not to be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each component or a specific part constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Accordingly, the size of each component does not fully reflect the actual size. If it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such description will be omitted.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.As used herein, the term 'coupled' or 'connected' refers to a case in which one member and another member are directly coupled or directly connected, as well as when one member is indirectly coupled to another member through a joint member, or indirectly. Including cases connected to
본 발명은 전술한 문제점 내지 단점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 초음속으로 분사되는 측면 방향의 배기가스 속에서 팬 블레이드가 회전을 통해 추력을 얻는 하나의 실시예와, 초음속으로 분사되는 측면 방향의 배기가스 속에 돛단배의 돛과 같이 고정된 고정깃을 설치하여 추력을 얻는 다른 하나의 실시예의 방출배기를 이용한 분사추진기관을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems and disadvantages, and an embodiment in which a fan blade obtains thrust through rotation in the exhaust gas in the lateral direction injected at supersonic speed, and the exhaust gas in the lateral direction injected at supersonic speed An object of the present invention is to provide an injection propulsion engine using the discharge exhaust of another embodiment to obtain thrust by installing a fixed blade such as a sail of a sailing ship in the gas.
분사추진기관은 흔히 제트엔진이라 불리는, 기관 내부에서 연소시킨 고온 고압의 배기가스를 제트노즐에서 분출시켜 그 반동력을 추진력으로 사용하는 열기관을 의미하며, 이하에서 설명되는 본 발명의 원리 및 특징은 터보제트, 터보팬, 램제트 등 다양한 열기관에 적용될 수 있음을 이해하여야 한다.The injection propulsion engine refers to a heat engine that ejects high-temperature and high-pressure exhaust gas burned inside the engine, often called a jet engine, from a jet nozzle and uses the recoil force as a propulsion force, and the principles and features of the present invention described below are It should be understood that it can be applied to various heat engines such as jets, turbofans, ramjets, etc.
도 1(a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2(a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 2(b)는 도 2(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3(a)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 고정 깃을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4(a)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)에서 가이드부재와, 고정 깃을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 도 1 및 도 2에 구비된 팬 블레이드와 균형추가 설치된 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 도 3 및 도 4에 구비된 고정 깃이 내통에 설치된 모습을 도시한 도면이며, 도 7(a)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 7(b)는 도 7(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 증속기와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 8(a)는 본 발명의 제6 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도이고, 도 8(b)는 도 8(a)에서 터빈단과, 가이드부재와, 증속기와, 팬 블레이드와, 균형추를 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 1 (a) is a cross-sectional view of an injection propulsion engine using a discharge exhaust according to a first embodiment of the present invention, Figure 1 (b) is a turbine stage, a guide member, a fan blade, and a counterweight in Figure 1 (a). 2 (a) is a cross-sectional view of an injection propulsion engine using discharge exhaust according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) is a turbine stage in FIG. 2 (a), a guide It is a view schematically showing a member, a fan blade, and a counterweight, FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of an injection propulsion engine using a discharge exhaust according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3 (b) is FIG. (a) is a view schematically showing a turbine end, a guide member, and a fixed blade, FIG. b) is a view schematically showing a guide member and a fixing blade in Fig. 4 (a), Fig. 5 is a view showing the fan blade and counterweight provided in Figs. 3 and 4 is a view showing a state in which the fixed blade provided in the inner cylinder is installed, and FIG. b) is a view schematically showing a turbine stage, a guide member, a speed increaser, a fan blade, and a counterweight in FIG. It is a cross-sectional view of an injection propulsion engine used, and FIG. 8(b) is a view schematically showing a turbine stage, a guide member, a speed increaser, a fan blade, and a counterweight in FIG. 8(a).
본 발명의 일 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)은 팬 블레이드(420) 또는 고정 깃(460)이 구비된 추진력 제공수단(400)을 통해 엔진 효율을 극대화시킬 수 있는 분사추진기관(10)에 관한 것으로, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)에 대해 먼저 설명하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)이 기존의 엔진에 결합된 형태의 각 실시예에 대해 설명한다.The
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)은, 몸체(100)와, 연소실(200)과, 가이드부재(300)와, 추진력 제공수단(400)을 포함한다.Referring to the drawings, the
몸체(100)에는 연소실(200)과, 가이드부재(300)와, 추진력 제공수단(400)이 설치되어 보호된다. 몸체(100)의 형상은 엔진의 종류 및 필요한 부품에 따라서 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 대략 전방을 통해 외부 대기를 유입하고, 후방으로 배기가스가 방출되는 원통형으로 형성된다. 다만, 몸체(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.A
몸체(100)는 케이싱(110)과 외곽 프레임(130)을 포함할 수 있으며, 케이싱(110)에는 후술하는 추진력 제공수단(400)이 설치될 수 있고, 외곽 프레임(130)은 케이싱(110)의 후방에 결합될 수 있다.The
연소실(200)은 몸체(100) 내에 설치된다. 연소실(200)은 압축된 공기에 연료를 혼합하여 연소할 수 있는 공간을 제공한다. 또한, 연소실(200)에서 연소된 공기와 연료는 후방을 향해 고온 고압의 배기가스로 분출된다.The
가이드부재(300)는 연소실(200)로부터 배출되는 배기가스를 미리 설정된 방향으로 안내하도록 마련된다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 가이드부재(300)에는 배기가스가 몸체(100)의 측면 방향을 향하도록 몸체(100)의 측면 방향을 향해 굴곡(310)이 형성되게 마련될 수 있다.The
추진력 제공수단(400)은 가이드부재(300)로부터 가이드되는 배기가스(도 1 내지 도 4의 G 참조)에 부딪혀 추진력을 제공하도록 마련된다. 여기서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 추진력 제공수단(400)은 가이드부재(300)의 후방에 1개가 구비되도록 마련될 수 있다.The propulsive force providing means 400 is provided to provide propulsive force by colliding with the exhaust gas (refer to G of FIGS. 1 to 4 ) guided from the
추진력 제공수단(400)은 다양할 수 있으며, 하나의 실시예로 회전하는 팬 블레이드(420, 도 1 및 도 2 참조)를 포함할 수 있고, 다른 실시예로 고정된 고정 깃(460, 도 3 및 도 4 참조)을 포함할 수 있다. 여기서, 팬 블레이드(420)와 고정 깃(460)의 기본적인 형상은 공통될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 팬 블레이드(420)는 회전축(410)에 결합되어 회전하지만, 고정 깃(460)은 내통(450)에 결합되어 고정된다는 점에서 차이가 있다.The propulsive force providing means 400 may vary, and in one embodiment may include a rotating fan blade 420 (see FIGS. 1 and 2 ), and in another embodiment a fixed fixed blade 460 ( FIG. 3 ). and see FIG. 4). Here, the basic shape of the
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 하나의 실시예로 추진력 제공수단(400)이 팬 블레이드(420)를 포함하는 경우에 대해 설명한다.First, a case in which the driving force providing means 400 includes the
추진력 제공수단(400)은 회전축(410)과, 팬 블레이드(420)를 포함할 수 있다. The driving force providing means 400 may include a
회전축(410)은 몸통 내측에 회전가능하게 설치된다. 그리고, 팬 블레이드(420)는 회전축(410)에 결합되어 회전하도록 마련된다. 여기서, 회전축(410)과 팬 블레이드(420)는 터빈단(600), 예를 들어, 저압 터빈단(620)에 의해 회전하도록 마련될 수 있다.The
한편, 도 1(b) 및 도 2(b)를 참조하면, 전술한 바와 같이, 가이드부재(300)에는 몸체(100)의 측면 방향을 향해 굴곡(310)이 형성될 수 있으며, 이 경우, 팬 블레이드(420)에는 가이드부재(300)에 의해 가이드되는 배기가스(G)가 팬 블레이드(420)에 부딪혀 몸체(100)의 후방을 향하도록, 가이드부재(300)의 굴곡(310)에 반대방향으로 굴곡(421)이 형성될 수 있다.On the other hand, referring to Figures 1 (b) and 2 (b), as described above, the
그리고, 팬 블레이드(420)는 몸체(100)의 후방으로 갈수록 회전축(410)에 나란하게 형성될 수 있다. 즉, 팬 블레이드(420)는 가이드부재(300)의 굴곡(310)에 반대방향으로 굴곡(421)이 형성되되 몸체(100)의 후방으로 갈수록 회전축(410)에 나란하게 형성될 수 있다. 또한, 팬 블레이드(420)는 몸체(100)의 후방으로 갈수록 상하 방향의 폭이 증가하게 형성될 수 있다.In addition, the
이와 같은 형태에 의해 연소실(200)로부터 분사되는 배기가스가 가이드부재(300)에 의해 몸체(100)의 측면 방향으로 굴절되면서 속도가 증가하여 팬 블레이드(420)에 효율적으로 부딪힌다. 여기서, 팬 블레이드(420)에 부딪히는 충격력에 의해 기본적인 분사추진력 외에 팬 블레이드(420)에 의한 추가적 추진력을 더 얻을 수 있는 효과가 있다.According to such a shape, the exhaust gas injected from the
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 균형추(500)는 팬 블레이드(420)의 대향되는 위치에서 회전축(410)에 결합되어 회전한다. 하나의 팬 플레이드가 단독으로 회전하는 경우 무게 불균형에 의해 진동이 발생되므로 이러한 진동을 방지하기 위해 팬 블레이드(420)의 대향되는 위치에 균형추(500)가 회전축(410)에 결합되어 회전하도록 마련될 수 있다.1, 2 and 5 , the
여기서, 도 5를 참조하면, 로터(120)의 외면에 팬 블레이드(420)가 설치되고, 팬 블레이드(420)의 반대편의 로터(120)의 내면에 균형추(500)가 설치될 수 있다.Here, referring to FIG. 5 , the
다른 실시예로 도 7 및 도 8을 참조하면, 증속기(910)가 가이드부재(300)에 마련될 수 있다. 여기서, 커버(920)는 증속기(910)를 둘러싸도록 형성되어 증속기(910)를 보호한다. 예를 들어, 가이드부재(300)의 중심부에 빈 공간 형태의 커버(920)가 마련되고, 커버(920)의 내부에 증속기(910)가 설치되도록 구성될 수 있다. As another embodiment, referring to FIGS. 7 and 8 , a
그리고, 증속기(910)는 터빈단(600)과 추진력 제공수단(400) 사이에 설치될 수 있으며, 이에 의해 추진력 제공수단(400)의 회전 속도를 높일 수 있다. And, the
여기서, 증속기(910)의 일측은 터빈단(600)에 결합된 제1 회전축(411)에 연결되고, 증속기(910)의 타측은 추진력 제공수단(400)에 결합된 제2 회전축(412)에 연결될 수 있다. Here, one side of the
즉, 제1 회전축(411)은 터빈단(600)과 증속기(910)를 연결하고, 제2 회전축(412)은 추진력 제공수단(400)과 증속기(910)를 연결하도록 마련될 수 있다. That is, the first
다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 다른 실시예로 추진력 제공수단(400)이 고정 깃(460)을 포함하는 경우에 대해 설명한다.Next, a case in which the driving force providing means 400 includes a
추진력 제공수단(400)은 내통(450)과, 고정 깃(460)을 포함할 수 있다. The driving force providing means 400 may include an
내통(450)은 몸체(100) 내부에 고정 설치된다. 그리고, 고정 깃(460)은 내통(450)에 결합되어 고정된다. The
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이, 가이드부재(300)에는 몸체(100)의 측면 방향을 향해 굴곡(310)이 형성될 수 있으며, 이 경우, 고정 깃(460)은 가이드부재(300)에 의해 가이드되는 배기가스(G)가 고정 깃(460)에 부딪혀 몸체(100)의 후방을 향하도록, 가이드부재(300)의 굴곡(310)에 반대방향으로 굴곡(461)이 형성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 4 , as described above, the
그리고, 고정 깃(460)은 몸체(100)의 후방으로 갈수록 내통(450)에 나란하게 형성될 수 있다. 즉, 고정 깃(460)은 가이드부재(300)의 굴곡(310)에 반대방향으로 굴곡(461)이 형성되되 몸체(100)의 후방으로 갈수록 내통(450)에 나란하게 형성될 수 있다. 또한, 고정 깃(460)은 몸체(100)의 후방으로 갈수록 상하 방향의 폭이 증가하게 형성될 수 있다. In addition, the fixing
이와 같은 형태에 의해 연소실(200)로부터 분사되는 배기가스가 가이드부재(300)에 의해 몸체(100)의 측면 방향으로 굴절되면서 속도가 증가하여 고정 깃(460)에 효율적으로 부딪힌다. 여기서, 고정 깃(460)에 부딪히는 충격력에 의해 기본적인 분사추진력 외에 고정 깃(460)에 의한 추가적 추진력을 더 얻을 수 있는 효과가 있다.According to such a shape, the exhaust gas injected from the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)이 기존의 엔진에 결합된 형태의 각 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, each embodiment in which the
도 1(a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)의 단면도로 배기가스의 유동 경로를 함께 보여주는 도면이다. 이에 의하면, 엔진의 맨 끝단 하류 분사노즐에서 초음속으로 분사되는 배기가스 속에서 팬 블레이드(420)의 회전을 통해 초음속대에서도 높은 추력을 얻을 수 있다. 1 (a) is a cross-sectional view of the
도 1(a)의 제1 실시예는 가장 일반적인 형태의 터보팬 엔진을 본 발명의 원리에 따라 변형한 형태를 취한다. 즉, 일반적인 터보팬 엔진에 가이드부재(300)와, 회전축(410)과, 팬 블레이드(420)가 결합된다.The first embodiment of FIG. 1( a ) takes a form modified according to the principle of the present invention from the most general type of turbofan engine. That is, the
도 1(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보팬(1)은 대략적인 외형이 일반적인 터보팬과 유사한 형태를 이루고 있는데, 전방을 통해 외부 대기를 유입하고, 후방으로 배기가스가 방출되는 원통형으로 형성된다.Referring to FIG. 1A , the
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보팬(1)은 몸체(100)와, 연소실(200)과, 고압 터빈단(610)과, 저압 터빈단(620)과, 가이드부재(300)와, 회전축(410)과, 팬 블레이드(420)를 포함한다. 각 구성의 상세한 설명은 전술한 설명으로 대체한다. As shown in FIG. 1A , the
여기서, 본 실시예의 터보팬(1)의 경우, 연소실(200)에 공급되는 대기 공기를 강제로 압축하기 위해 연소실(200)의 전방에 압축기(700)가 배치된다. 압축기(700)는 다수의 회전블레이드 및 안내단으로 이루어지며, 터빈단(600)의 회전력에 의해서 회전하게 된다. Here, in the case of the
연소실(200)의 후방에는 회전가능하도록 마련된 터빈단(600)이 배치된다. 터빈단(600)은 고압 터빈단(610)과, 저압 터빈단(620)을 포함할 수 있다. 도 1(a)에서 고압 터빈단(610)은 3단으로 도시되었으나, 터빈의 종류 및 개수가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있다.A
고압 터빈단(610)은 회전체의 원주에 다수의 블레이드가 설치된 형태로 이루어지며, 연소실(200)로부터 배출된 고온 고압의 배기가스에 의해 고속으로 회전하게 된다. 고압 터빈단(610)은 유체가 가지는 직선 운동에너지를 유용한 기계적 회전에너지로 변환시켜 압축기회전축(710)을 통해 압축기(700)를 가동한다. The high-
저압 터빈단(620)은 고압 터빈단(610)의 후방에 위치하며, 고압 터빈단(610)을 통과한 배기가스가 속도와 압력이 감소된 상태에서 후방에 위치한 저압 터빈단(620)을 회전시킨다. 저압 터빈단(620)은 회전축(410)에 결합된다. 여기서, 회전축(410)의 일측에 결합된 저압 터빈단(620)이 회전하면 회전축(410)의 타측에 결합된 팬 블레이드(420) 역시 회전한다.The low-
저압 터빈단(620)을 벗어난 배기가스는 가이드부재(300)를 통과하는데, 가이드부재(300)에는 저압 터빈단(620)의 모습과 유사한 형태로 굴곡(310)이 형성되며 공통되는 방향으로 배치된다. Exhaust gas leaving the low
가이드부재(300)는 저압 터빈단(620)이 회전할 수 있도록 중심을 지지해주는 기능 외에도 종래 기술과 달리 각 프레임들이 축류가 아닌 측면을 향하도록 굴곡(310)이 형성된다. 그러한 굴곡(310) 형상에 의해 저압 터빈단(620)을 벗어난 측면 방향의 배기가스를 다시 한 번 더 측면 방향으로 굴절시켜주는 기능과 함께, 분사속도를 초음속으로 높여서 사실상 강한 와류상태로 만들어 팬 블레이드(420)에 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다. In addition to the function of supporting the center so that the low-
즉, 도 1(b)를 참조하면, 저압 터빈단(620)을 벗어난 배기가스는 수평방향에 대해 대략 -30°내지 -50°로 눕혀져 분사되는데, 이것을 가이드부재(300)가 -40°내지 -70°로 굴절시켜주고 속도를 높여서 팬 블레이드(420)에 가장 효율적이고 충격적으로 부딪히게 한다. That is, referring to Figure 1 (b), the exhaust gas out of the low
이때, 가이드부재(300)를 벗어난 마하 2 내지 3의 측면 배기가스는 몸체(100)에 구비된 케이싱(110)에 갇혀서 사실상 와류를 형성하여 빠져나가는 도중에 정회전하는 팬 블레이드(420)와 맞부딪히기 때문에, 그 충격력이 대단히 높으며, 따라서 기본적 분사추진력 외에 팬 블레이드(420)에 의한 추가적 추진력을 상당량 얻을 수 있고, 속도 또한 팬 블레이드(420)의 형상대로 2배 정도가 가속되어 마하 4 내지 6에 이르게 될 수 있다.At this time, the side exhaust gas of
팬 블레이드(420)는 전방 부분이 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 굴곡(421)이 형성되지만, 팬 블레이드(420)의 후방 단부로 갈수록 회전축(410) 방향과 동일한 방향이 되게 구성된다. 이에 의해, 가이드부재(300)를 벗어난 측면 배기가스가 팬 블레이드(420)의 전방에 유입될 때에는 마찰이 적은 상태로 자연스럽게 유입되지만, 이후 후방으로 갈수록 마찰이 심해지고 속도가 빨라져 추진력은 높아지고 분사 속도도 빨라지는 효과가 있다. The
이러한 팬 블레이드(420)는 가이드부재(300)를 통해 배출되는 측면 배기가스를 최대한 빠르게 후방으로 가속하기 위하여 가이드부재(300)의 굴곡(310) 형상과 반대되는 방향으로 굴곡(461)이 형성되는데, 팬 블레이드(420)의 전방 부분은 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 하고, 후방의 단부로 갈수록 축류와 동일한 방향이 되게 하여 와류를 형성하며 빠져나가는 측면 배기가스가 최상의 상태로 팬 블레이드(420)에 부딪히게 하여 준다. The
팬 블레이드(420)의 수량은 1개로 제한하는 것이 바람직한데, 다수 개일 경우 마하 2 내지 3의 초음속으로 밀려들어오는 측면 배기가스와 전방 부분이 충돌해서 발생하는 충격파로 인해 효율이 떨어지는 현상과 함께, 다량의 에너지 손실이 발생하므로 그 손실을 줄이기 위해서도 단독으로 구성하는 것이 바람직하다. It is preferable to limit the number of
그리고, -40°내지 -70°로 눕혀진 배기가스가 와류를 형성하며 빠져나가는 상태에서는 앞선 인자에 가로막혀 뒷부분 인자 전체 면에 충분히 닿지 못하기 때문에 단독의 팬 블레이드(420)로 구성하여 팬 블레이드(420) 전체 면에 배기가스가 골고루 닿을 수 있도록 1개로 제한하는 것이 바람직하다. And, in the state where the exhaust gas laid down at -40° to -70° forms a vortex and exits, it is blocked by the preceding factor and does not sufficiently reach the entire surface of the rear side factor. (420) It is preferable to limit it to one so that the exhaust gas can reach the entire surface evenly.
그리고, 후방으로 갈수록 그 폭을 넓게 하며, 이에 의해 많은 양의 배기가스가 원활히 빠져나갈 수 있는 효과가 있다.And, the width is widened toward the rear, whereby a large amount of exhaust gas can smoothly escape.
팬 블레이드(420)가 저압 터빈단(620)의 회전력에 의해서 회전하는 회전체로 본 발명을 구현할 경우, 단독의 팬 블레이드(420)는 무게 불균형에 의해서 진동이 발생하므로 팬 블레이드(420)의 반대편 로터(120) 내면에 균형추(500)를 설치하여 진동을 방지한다. When the present invention is implemented as a rotating body in which the
도 1에 도시한 배기가스의 유동경로와 단독의 팬 블레이드(420)는 전술한 설명에 따라 도출된 최상의 선택임을 보여준다.The exhaust gas flow path shown in FIG. 1 and a
이와 같이, 엔진의 후방 단부에 설치된 팬 블레이드(420)는 마하 2 내지 3의 측면 배기가스가 부딪히기 때문에 엄청난 충격력이 발생하며, 이에 의해 초음속대에서도 높은 추력을 얻을 수 있고 좁은 공간 내에서도 많은 추진력을 얻을 수 있는 효과가 있다. As such, the
따라서, 이러한 팬 블레이드(420)의 추진 방식은 종래의 터보팬 또는 터보프롭의 대형 팬을 대체할 수 있다. 또한, 연료소모율이 높은 재연소 터보제트의 경우 연료소모율이 낮은 추진기관으로 변형 설계가 가능한 장점이 있다.Accordingly, the propulsion method of the
도 2(a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)의 단면도로, 램제트의 단면도와 배기가스의 유동 경로를 함께 나타낸 것이다. 즉, 일반적인 램제트에 가이드부재(300)와, 회전축(410)과, 팬 블레이드(420)가 결합된다.Figure 2 (a) is a cross-sectional view of the
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 램제트(2)는 몸체(100)와, 연소실(200)과, 터빈단(600), 예를 들어 고압 터빈단과, 가이드부재(300)와, 회전축(410)과, 팬 블레이드(420)를 포함한다. 각 구성의 상세한 설명은 전술한 설명으로 대체한다. 그리고, 압축실(800)을 포함한다.As shown in Fig. 2(a), the
도 2(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 램제트(2) 엔진은, 일반적인 터보제트엔진의 전방에 설치된 강제 압축기를 제거한 모습과 유사한 형태를 취하고 있다.Referring to FIG. 2A , the ramjet (2) engine according to an embodiment of the present invention has a shape similar to that of a general turbojet engine in which the forced compressor installed in the front is removed.
일반적인 램제트는 고속항공에 사용되기 때문에 흡입구를 통하여 유입되는 공기가 자연 압축되면 램효과가 발생되며, 터보제트 엔진도 고속에서 전방의 압축기를 제거하면 램제트 엔진과 동일한 램효과를 얻을 수 있으므로, 본 발명은 이러한 내용을 활용한 것이다. Since a general ramjet is used for high-speed aviation, the ram effect is generated when the air flowing in through the intake is compressed naturally. uses these contents.
도 2(a)를 참조하면, 몸체(100)의 전방에는 몸체(100)의 전진력에 의해서 유입되는 공기를 자연압축시키는 압축실(800)이 설치된다.Referring to FIG. 2( a ), a
압축실(800)을 통해 유입된 자연 압축공기는 연소실(200)에서 연료와 혼합하여 연소된다. 연소 가스는 후방에 설치된 터빈단(600)을 회전시킨다. 여기서, 터빈단(600)은 고압 터빈단일 수 있다. 이때, 터빈단(600)의 회전축(410)이 몸체(100)의 중심부에 위치해야 하므로, 연소실(200)은 회전축(410)의 둘레에 터보팬처럼 분산하여 배치된다.Natural compressed air introduced through the
터빈단(600)의 후방에는 가이드부재(300)가 설치된다. 가이드부재(300)는 터빈단(600)의 형상과 유사한 모습으로 굴곡(310)이 형성되며 동일한 방향으로 설치된다.A
가이드부재(300)는 터빈단(600)이 회전할 수 있도록 중심을 지지해주는 기능 외에도 종래 기술과 달리 각 프레임들이 축류가 아닌 측면을 향하도록 굴곡(310)이 형성된다. 그러한 굴곡(310) 형상에 의해 터빈단(600)을 벗어난 측면의 배기가스를 다시 한 번 더 측면방향으로 굴절시켜주고 속도도 높여서 팬 블레이드(420)에 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다. In addition to the function of supporting the center of the
즉, 강한 와류상태를 만들어 팬 블레이드(420)에 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다. 가이드부재(300)의 후방에는 팬 블레이드(420)가 설치된다. 팬 블레이드(420)는 회전축(410)을 통해서 터빈단(600)과 연결되어 있으며, 터빈단(600)이 회전하게 되면 팬 블레이드(420)도 함께 회전하게 된다. That is, it creates a strong vortex state and effectively and shockingly collides with the
또한, 팬 블레이드(420)는 전술한 바와 같이 가이드부재(300)을 통해 배출되는 초음속의 측면 배기가스를 후방으로 빠르게 밀쳐내는 역할을 하므로, 본 실시예처럼 램제트(2) 엔진에서도 배기가스에 의한 기본적인 추력 외에 팬 블레이드(420)에 의한 추진력을 추가로 얻을 수 있게 된다. In addition, the
이때, 가이드부재(300)를 벗어난 마하 2.5 내지 3.5의 측면 배기가스는 몸체(100)에 구비된 케이싱(110)에 갇혀서 사실상 와류를 형성하여 빠져나가는 도중에 정회전하는 팬 블레이드(420)와 맞부딪히기 때문에 그 충격력이 대단히 높으며, 따라서 기본적 분사추진력 외에 팬 블레이드(420)에 의한 추가적 추진력을 상당량 얻을 수 있고, 속도 또한 팬 블레이드(420)의 형상대로 2배 정도가 가속되어 마하 5 내지 7에 이르게 될 수 있다.At this time, the side exhaust gas of Mach 2.5 to 3.5 leaving the
도 2(b)를 참조하면, 팬 블레이드(420)는 전방 부분이 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 굴곡(421)이 형성되지만, 팬 블레이드(420)의 후방 단부로 갈수록 엔진의 축류와 동일한 방향이 되게 구성된다. 이에 의해, 가이드부재(300)를 벗어난 측면 배기가스가 팬 블레이드(420)의 전방에 유입될 때에는 마찰이 적은 상태로 자연스럽게 유입되지만, 이후 후방으로 갈수록 마찰이 심해지고 속도가 더해져 추진력은 높아지고 분사 속도도 빨라지는 효과가 있다. Referring to FIG. 2( b ), the
팬 블레이드(420)의 수량은 1개로 제한하는 것이 바람직한데, 다수 개일 경우 초음속으로 밀려들어오는 측면 배기가스와 전방 부분이 충돌해서 발생하는 충격파로 인해 효율이 떨어지는 현상과 함께, -40°내지 -70°로 눕혀진 배기가스가 와류를 형성하며 빠져나가는 상태에서는 앞선 인자에 가로막혀 뒷부분 인자에 충분히 닿지 못하기 때문에 단독의 팬 블레이드(420)로 구성하여 팬 블레이드(420) 전체 면에 배기가스가 골고루 닿을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable to limit the number of
또한, 마하 3 내지 4의 측면 배기가스가 팬 블레이드(420)의 전방에 부딪칠 때 충격파가 발생하는데, 이때 효율 저하는 물론 다량의 에너지 손실을 가져오므로 그 에너지 손실을 줄이기 위해서도 단독으로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, a shock wave is generated when the side exhaust gas of
이러한 팬 블레이드(420)는 가이드부재(300)를 통해 배출되는 측면 배기가스를 최대한 빠르게 후방으로 가속하기 위하여 가이드부재(300)의 굴곡(310) 형상과 반대되는 방향으로 굴곡(421)이 형성되는데, 팬 블레이드(420)의 전방 부분은 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 하고, 후방의 단부로 갈수록 축류와 동일한 방향이 되게 하여 와류를 형성하며 빠져나가는 측면 배기가스가 최상의 상태로 팬 블레이드(420)에 부딪히게 하여 준다. The
그리고, 후방으로 갈수록 그 폭을 넓게 하며, 이에 의해 많은 양의 배기가스가 원활히 빠져나갈 수 있는 효과가 있다.And, the width is widened toward the rear, whereby a large amount of exhaust gas can smoothly escape.
팬 블레이드(420)가 터빈단(600)의 회전력에 의해서 회전하는 회전체로 본 발명을 구현할 경우, 단독의 팬 블레이드(420)는 무게 불균형에 의해서 진동이 발생하므로 팬 블레이드(420)의 반대편 로터(120) 내면에 균형추(500)를 설치하여 진동을 방지한다. When the present invention is implemented as a rotating body in which the
도 2에 도시한 배기가스의 유동경로와 단독의 팬 블레이드(420)는 전술한 설명에 따라 도출된 최상의 선택임을 보여준다.The exhaust gas flow path shown in FIG. 2 and the
이와 같이, 엔진의 후방 단부에 설치된 팬 블레이드(420)는 마하 2.5 내지 3.5의 측면 배기가스가 부딪히기 때문에 엄청난 충격력이 발생하며, 이에 의해 초음속대에서도 높은 추력을 얻을 수 있고 좁은 공간 내에서도 많은 추진력을 얻을 수 있는 효과가 있다. As such, the
따라서, 이러한 팬 블레이드(420)의 추진 방식은 연료소모율이 높은 종래 단순 구조의 램제트와 비교시 추력과 속도 면에서 우수한 추진기관으로 변형 설계가 가능한 장점이 있다.Therefore, the propulsion method of the
도 3(a)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)의 단면도로 배출가스의 유동 경로를 함께 보여주는 도면이다. Figure 3 (a) is a cross-sectional view of the
도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 터보제트(3)는 대략적인 외형이 일반적인 재연소 터보제트 구조와 유사하다. 즉, 일반적인 재연소 터보제트 엔진에 가이드부재(300)와, 고정 깃(460)이 결합된다.Referring to FIG. 3( a ), the
여기서, 몸체(100)의 형상은 엔진의 종류 및 필요한 부품에 따라서 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 대략적으로 전방을 통해 외부 대기를 유입하고, 후방으로 배기가스가 방출되는 원통형으로 형성된다.Here, the shape of the
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보제트(3)는 몸체(100)와, 연소실(200)과, 터빈단(600), 예를 들어 고압 터빈단과, 가이드부재(300)와, 고정 깃(460)을 포함한다. 각 구성의 상세한 설명은 전술한 설명으로 대체한다. 그리고, 압축기(700)를 포함한다.As shown in Figure 3 (a), the
몸체(100) 내에는 연소실(200)이 설치된다. 연소실(200)은 압축된 공기에 연료를 분사하여 연소할 수 있는 공간을 제공한다. 또한, 연소실(200)에서 연소된 공기와 연료는 후방으로 고온 고압의 빠른 배기가스로 분출된다.A
이때, 본 실시예의 터보제트(3)의 경우, 연소실(200)에 공급되는 대기 공기를 강제로 압축하기 위한 위해 연소실(200)의 전방에 압축기(700)가 배치된다. 압축기(700)는 다수의 회전블레이드 및 안내단으로 이루어지며, 터빈단(600)의 회전력에 의해서 회전하게 된다. At this time, in the case of the
연소실(200)의 후방에는 회전가능하도록 마련된 터빈단(600)이 배치된다. 도 3(a)에서 터빈단(600)은 3단으로 도시되었으나, 터빈의 종류 및 개수가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있다.A
터빈단(600)은 회전체의 원주에 다수의 블레이드가 설치된 형태로 이루어지며, 연소실(200)로부터 배출된 고온 고압의 배기가스에 의해 고속으로 회전하게 된다. 터빈단(600)은 유체가 가지는 직선 운동에너지를 유용한 기계적 회전에너지로 변환시켜 압축기회전축(710)을 통해 압축기(700)를 가동한다. The
터빈단(600)을 빠져나가는 배기가스는 후방에 위치한 가이드부재(300)를 통과하는데, 가이드부재(300)는 터빈단(600)이 회전할 수 있도록 중심을 지지해주는 기능과 함께 각 프레임들이 터빈단(600)의 날개처럼 축류가 아닌 측면을 향하도록 굴곡(310) 형성된다. 그러한 굴곡(310) 형상에 의해 터빈단(600)을 벗어난 측면 방향 배기가스를 다시 한 번 더 측면 방향으로 굴절시켜주는 기능과 함께 분사속도를 높여서 고정 깃(460)에 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다. Exhaust gas exiting the
즉, 도 3(b)를 참조하면, 터빈단(600)을 벗어난 측면 배기가스는 수평방향에 대해 대략 -30°내지 -50°로 눕혀져 분사되는데, 이것을 가이드부재(300)가 -40°내지 -70°로 굴절시켜주고 분사속도도 마하 3 내지 4로 높여서 대기 공기 중에 자연 방출하는 것을 케이싱(110)이 이를 가두어 모아 사실상 와류상태를 만들어 고정 깃(460)에 가장 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다. That is, referring to Figure 3 (b), the side exhaust gas out of the
가이드부재(300)의 후방에는 몸체(100) 내부에 설치된 내통(450)에 고정 깃(460)을 고정 설치하고, 가이드부재(300)를 통해 배출된 측면 방향의 배기가스가 초음속의 속도로 고정 깃(460)에 부딪히게 되며, 이에 의해 고정 깃(460)의 형상대로 높은 추진력을 얻을 수 있도록 마련된다.At the rear of the
즉, 배기가스 한편만의 충돌이지만 그 충격력이 대단히 높으며, 따라서, 초음속대에서도 많은 추진력을 얻을 수 있고 좁은 공간 내에서도 많은 추진력을 얻을 수 있다.That is, although the exhaust gas only collides, the impact force is very high, so that a lot of propulsion force can be obtained even in the supersonic range and a lot of propulsion force can be obtained even in a narrow space.
고정 깃(460)은 전방 부분이 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 굴곡(461)이 형성되지만, 고정 깃(460)의 후방 단부로 갈수록 엔진의 축류와 동일한 방향이 되게 구성된다. 이에 의해, 가이드부재(300)를 벗어난 측면 배기가스가 고정 깃(460)의 전방에 유입될 때에는 마찰이 적은 상태로 자연스럽게 유입되지만, 이후 후방으로 갈수록 충격이 더해지고 속도가 더해져 고정 깃(460)은 돛단배의 돛처럼 회전하지 않고도 많은 양의 전 방향 추진력을 얻을 수 있는 효과가 있다. The
이때, 가이드부재(300)에서 배출된 마하 2.5 내지 3.5의 측면 배기가스는 몸체(100)에 구비된 케이싱(110)에 갇혀서 사실상 와류를 형성하여 빠져나가는 도중에 고정 깃(460)에 부딪히기 때문에 배기가스 한편만의 충돌이지만 그 충격력이 상당하며, 돛단배의 돛처럼 고정 깃(460)이 회전하지 않고도 기본적인 분사추진력 외에 고정 깃(460)에 의한 추가적 추진력을 상당량 얻을 수 있는 효과가 있다. At this time, the side exhaust gas of Mach 2.5 to 3.5 discharged from the
고정 깃(460)의 수량은 1개로 제한하는 것이 바람직한데, 다수 개일 경우 초음속으로 밀려들어오는 측면 배기가스와 전방 부분이 충돌해 발생하는 충격파로 인해 효율이 떨어지는 현상과 함께, -40°내지 -70°로 눕혀진 배기가스가 와류를 형성하며 빠져나가는 상태에서는 앞선 인자에 가로막혀 뒷부분 인자에 충분히 닿지 못하기 때문에 단독의 고정 깃(460)을 설치하여 고정 깃(460) 전체 면에 배기가스가 골고루 닿을 수 있도록 1개로 제한하는 것이 바람직하다.It is preferable to limit the number of fixed
또한, 마하 2 내지 3의 측면 배기가스가 고정 깃(460)의 전방에 부딪칠 때 충격파가 발생하는데, 이때 다량의 에너지 손실을 가져오므로 그 에너지 손실을 줄이기 위해서도 단독으로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, when the side exhaust gas of
도 3에 도시한 배기가스의 유동경로와 단독의 고정 깃(460)은 전술한 설명에 따라 도출된 최상의 선택임을 보여준다.The exhaust gas flow path shown in FIG. 3 and the single fixed
이와 같이, 엔진의 후방 단부에 설치된 고정 깃(460)은 마하 2.5 내지 3.5의 측면 배기가스가 와류를 형성하며 빠져나가다 부딪히기 때문에 배기가스 한편만의 충돌이지만 엄청난 충격력이 발생하며, 이에 의해 초음속대에서도 높은 추력을 얻을 수 있고 좁은 공간 내에서도 많은 추진력을 얻을 수 있는 효과가 있다. In this way, the fixed
이러한 고정 깃(460)은 가이드부재(300)를 통해 배출되는 측면 배기가스 내에서 추가적 추력을 얻기 위해 가이드부재(300)의 굴곡(310) 형상과 반대되는 방향으로 굴곡(461)이 형성되는데, 고정 깃(460)의 전방 부분은 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 하고, 후방의 단부로 갈수록 축류와 동일한 방향이 되게 하여 와류를 형성하며 빠져나가는 측면 배기가스가 최상의 상태로 고정 깃(460)에 부딪히게 하여 준다. The fixed
그리고, 후방으로 갈수록 그 폭을 넓게 하며, 이에 의해 많은 양의 배기가스가 원활히 빠져나갈 수 있는 효과가 있다.And, the width is widened toward the rear, whereby a large amount of exhaust gas can smoothly escape.
따라서, 이러한 고정 깃(460)의 추진 방식은 연료소모율이 높은 종래의 재연소 터보제트를 간단한 방법에 의해서 연료소모율이 낮은 추진기관으로 변형 설계가 가능한 장점이 있다.Therefore, the propulsion method of the fixed
도 4(a)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관(10)의 단면도로 램제트의 단면도와 배기가스의 유동 경로를 함께 나타낸 것이다. 즉, 일반적인 램제트에 가이드부재(300)와, 고정 깃(460)이 결합된다.Figure 4 (a) is a cross-sectional view of the
본 발명의 일 실시예에 따른 램제트(4)는 일반적인 터보제트에서 전방의 압축기와 후방의 터빈단을 제거한 모습과 유사한 형상을 가진다. The
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 램제트(4)는 몸체(100)와, 연소실(200)과, 가이드부재(300)와, 고정 깃(460)을 포함한다. 각 구성의 상세한 설명은 전술한 설명으로 대체한다. 그리고, 압축실(800)을 포함한다.As shown in FIG. 4( a ), the
전술한 바와 같이, 일반적인 램제트는 엔진의 전진력에 의해서 공기가 자연 압축되는 램효과를 활용하는 것으로 별도의 압축기(700)가 필요하지 않다. As described above, the general ramjet utilizes the ram effect in which air is naturally compressed by the forward force of the engine, and a
도 4(a)를 참조하면, 몸체(100)의 전방에는 몸체(100)의 전진력에 의해서 유입되는 공기를 자연압축시키는 압축실(800)이 설치된다.Referring to FIG. 4( a ), a
압축실(800)을 통해 유입된 자연 압축공기는 연소실(200)에서 연료와 혼합하여 연소된다. 연소실(200)의 후방에는 가이드부재(300)가 설치된다. 연소실(200)과 맞닿아 있는 가이드부재(300)는 일반적인 터빈단의 날개와 유사한 형상에 날개의 후반부가 측면으로 눕혀져 있어서 연소실(200)에서 막 배출된 고온 및 고압의 연소가스를 측면으로 굴절시키고, 초음속으로 만들어 고정 깃(460)에 가장 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다. Natural compressed air introduced through the
즉, 연소실(200)에서 막 만들어진 고온 및 고압의 연소가스를 -40°내지 -70°로 굴절시키고 마하 3 내지 4의 초음속 배기가스로 만들어 대기 공기 중에 자연 배출하는 것을 케이싱(110)이 이를 가두어 모아 사실상 강한 와류상태를 만들어 고정 깃(460)에 효과적이고 충격적으로 부딪히게 한다.That is, the
가이드부재(300)의 후방에는 몸체(100) 내부에 설치된 내통(450)에 고정 깃(460)을 고정 설치하고, 가이드부재(300)를 통해 배출된 측면 방향의 배기가스가 초음속의 속도로 고정 깃(460)에 부딪히게 하며, 이에 의해 고정 깃(460)의 형상대로 높은 추진력을 얻을 수 있도록 마련된다.At the rear of the
이때, 가이드부재(300)에서 배출된 마하 3 내지 4의 측면 배기가스는 대기공기 중에 자연 배출되는 상태에서 몸체(100)에 구비된 케이싱(110)에 갇혀서 사실상 와류상태를 형성하여 빠져나가는 도중에 고정 깃(460)에 부딪히기 때문에 배기가스 한편만의 충돌이지만 그 충격력이 상당하며, 돛단배의 돛처럼 고정 깃(460)이 회전하지 않고도 기본적인 분사추진력 외에 고정 깃(460)에 의한 추가적 추진력을 상당량 얻을 수 있는 효과가 있다. At this time, the side exhaust gas of
도 4(b)를 참조하면, 고정 깃(460)은 전방 부분이 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 굴곡(461)이 형성되지만, 고정 깃(460)의 후방 단부로 갈수록 엔진의 축류와 동일한 방향이 되게 구성된다. 이에 의해, 가이드부재(300)를 벗어난 측면 배기가스가 고정 깃(460)의 전방에 유입될 때에는 마찰이 적은 상태로 자연스럽게 유입되지만, 이후 후방으로 갈수록 충격이 더해지고 속도가 더해져 고정 깃(460)은 돛단배의 돛처럼 회전하지 않고도 추가적 추진력을 상당량 얻을 수 있는 효과가 있다.Referring to FIG. 4( b ), the
고정 깃(460)의 수량은 1개로 제한하는 것이 바람직한데, 다수 개일 경우 전방 부분의 충격파로 인해 효율이 떨어지는 현상과 함께, -40°내지 -70°로 눕혀진 배기가스가 와류를 형성하며 빠져나가는 상태에서는 앞선 인자에 가로막혀 뒷부분 인자에 충분히 닿지 못하기 때문에 단독의 고정 깃(460)을 설치하여 고정 깃(460)의 전체면에 배기가스가 골고루 닿을 수 있도록 1개로 제한하는 것이 바람직하다.It is preferable to limit the number of fixed
또한, 마하 3 내지 4의 측면 배기가스가 고정 깃(460)의 전방에 부딪칠 때 충격파가 발생해 효율 저하로 인해 다량의 에너지 손실을 가져오므로 그 에너지 손실을 줄이기 위해서도 단독으로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, when the side exhaust gas of
이러한 고정 깃(460)은 가이드부재(300)를 통해 배출되는 측면 배기가스를 최대한 빠르게 후방으로 가속하기 위하여 가이드부재(300)의 굴곡(310) 형상과 반대되는 방향으로 굴곡(461)이 형성되는데, 고정 깃(460)의 전방 부분은 가이드부재(300)의 후방 부분과 대체적으로 같은 방향이 되게 하고, 후방의 단부로 갈수록 축류와 동일한 방향이 되게 하여 와류를 형성하며 빠져나가는 측면 배기가스가 최상의 상태로 고정 깃(460)에 부딪히게 하여 준다. In order to accelerate the side exhaust gas discharged through the
그리고, 후방으로 갈수록 그 폭을 넓게 하며, 이에 의해 많은 양의 배기가스가 원활히 빠져나갈 수 있는 효과가 있다.And, the width is widened toward the rear, whereby a large amount of exhaust gas can smoothly escape.
도 4에 도시한 배기가스의 유동경로와 단독의 고정 깃(460)은 전술한 설명에 따라 도출된 최상의 선택임을 보여준다.The exhaust gas flow path shown in FIG. 4 and the single fixed
이와 같이, 램제트(4) 엔진의 내부에 설치된 고정 깃(460)은 마하 3 내지 4의 측면 배기가스가 와류를 형성하며 빠져나가다 부딪히기 때문에 배기가스 한편만의 충돌이지만 엄청난 충격력이 발생하며, 이에 의해 매우 높은 초음속대에서도 최상의 추력을 얻을 수 있고 좁은 공간 내에서도 많은 추진력을 얻을 수 있는 효과가 있다.In this way, the fixed
따라서, 이러한 고정 깃(460)의 추진 방식은 간단한 장비를 추가하여 연료소모율이 높은 종래의 단순 램제트를 연료소모율이 낮은 추진기관으로 변형 설계가 가능한 장점이 있다.Therefore, the propulsion method of the fixed
한편, 도 5는 도 1 및 도 2의 팬 블레이드(420)를 로터(120)와 함께 도시한 것으로, 도 5를 참조하면, 팬 블레이드(420)는 로터(120)의 외면에 설치되고, 진동을 방지하는 균형추(500)는 팬 블레이드(420)의 반대편 내면에 설치될 수 있다. Meanwhile, FIG. 5 shows the
도 5에 도시된 바와 같이, 팬 블레이드(420)는 로터(120)의 외면에 장착된 상태에서 가이드부재(300)에서 배출된 측면방향 배기가스에 의해 와류가 형성되며, 유입되는 초음속 배기가스를 정회전으로 밀어내면서 후방으로 배출시키므로, 팬 블레이드(420)에 의해 팬 블레이드(420)의 몸체면에는 많은 양의 전 방향 추진력이 발생되고, 속도 또한 팬 블레이드(420)의 형상대로 2배 정도 가속되어 높은 초음속을 얻을 수 있는 효과가 있다.As shown in FIG. 5 , a vortex is formed by the lateral exhaust gas discharged from the
여기서, 팬 블레이드(420)가 단독으로 설치되면 일측으로 편향되어 팬 블레이드(420)의 회전 시 진동이 발생하게 되므로, 배기가스의 흐름에 영향이 없는 로터(120)의 내면에서 팬 블레이드(420)의 반대쪽에 균형추(500)를 설치하여 단독으로 설치된 팬 블레이드(420)에 의한 진동을 방지할 수 있다.Here, when the
그리고, 도 6은 도 3 및 도 4의 고정 깃(460)을 내통(450)에 장착한 상태를 도시한 것으로, 고정 깃(460)이 내통(450)의 외면에 고정 장착된 상태에서 가이드부재(300)에서 배출된 측면방향 배기가스에 의해 와류가 형성되면 배기가스가 빠져나가는 도중 고정 깃(460)에 부딪혀서 발생한 충격력으로 고정 깃(460)의 회전없이도 상당한 전 방향 추진력을 얻을 수 있는 효과가 있다.And, FIG. 6 shows a state in which the
따라서, 본 발명의 실시예들은, 초음속 방출배기를 추진매체로 삼아 추가적인 전방 추진력을 생산하기 때문에 종래 기술의 팬의 회전 시 발생할 수 있는 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the embodiments of the present invention have the effect of minimizing the loss that may occur during the rotation of the prior art fan because the supersonic emission exhaust is used as a propelling medium to produce additional forward thrust.
또한, 기존의 터보팬 또는 터보프롭에서 사용되던 대형 팬을 설치하지 않고 팬 블레이드(420)를 몸체(100) 내에 설치할 수 있기 때문에 대형 팬에 의한 무게부담이 감소하며, 또한 엔진의 전면 면적이 줄어들기 때문에 항공기 운항 시 공기마찰에 의한 저항을 대폭 줄일 수 있다는 효과가 있다.In addition, since the
또한, 이러한 원리는 램제트에도 적용되어, 단순한 배기가스 분출에 의한 추진력뿐 아니라, 배기가스 내를 회전하는 팬 블레이드(420)에 의한 추진력을 추가로 얻거나 혹은 고정 깃(460)에 의한 추진력을 추가로 얻을 수 있어서, 엔진 효율이 증대되어 연료절감은 물론 속도 향상에도 도움이 되는 효과가 있다.In addition, this principle is also applied to the ramjet, so that not only the driving force by the simple exhaust gas ejection, but also the driving force by the
도 7(a)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도로서 도 1(a)의 제1 실시예에 대해 증속기가 더 구비되어 있고, 도 8(a)는 본 발명의 제6 실시예에 따른 방출배기를 이용한 분사추진기관의 단면도로서 도 2(a)의 제2 실시예에 대해 증속기가 더 구비되어 있다.Figure 7 (a) is a cross-sectional view of the injection propulsion engine using the discharge exhaust according to the fifth embodiment of the present invention is further provided with a speed increaser with respect to the first embodiment of Figure 1 (a), Figure 8 (a) is As a cross-sectional view of the injection propulsion engine using the discharge exhaust according to the sixth embodiment of the present invention, a speed increaser is further provided with respect to the second embodiment of Fig. 2(a).
전술한 제1 실시예 및 제2 실시예는 터빈단(600)과 추진력 제공수단(400)이 하나의 회전축(410)에 연결되어 있다. 따라서, 터빈단(600)의 회전속도와 추진력 제공수단(400)의 회전속도는 동일하며 이에 의해, 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 효과가 인정된다. In the first and second embodiments described above, the
하지만, 제5 실시예 및 제6 실시예에서는 증속기(910)가 구비되어 추진력 제공수단(400)의 회전속도가 터빈단(600)의 회전속도보다 훨씬 더 빠르므로 극초음속 배출가스가 만들어 질 수 있으며, 이에 의해 극초음속대의 추진기관에 활용될 수 있는 효과가 있다.However, in the fifth and sixth embodiments, since the
제5 실시예에 관한 도 7을 참조하면, 터빈단(600), 예를 들어 저압 터빈단(620)이 회전하는 경우 증속기(910)는 미리 설정된 기어의 비율에 따라 저압 터빈단(620)보다 2 내지 3배 더 증속되며, 이에 의해 증속기(910)에 연결된 추진력 제공수단(400)이 더 빠르게 회전한다.Referring to FIG. 7 related to the fifth embodiment, when the
여기서, 도 7(a) 및 도 7(b)을 참조하면, 추진력 제공수단(400)의 팬 블레이드(420)는 유체를 2배 정도 가속하는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 팬 블레이드(420)는 전술한 형상에 의해 가이드부재(300)를 거쳐 대기에 자연 배출되는 마하 2 내지 3의 속도를 가지는 배기가스를 2배 정도 가속해 마하 4 내지 6의 속도로 만들어 대기에 자연 방출하도록 마련될 수 있다.Here, referring to FIGS. 7A and 7B , the
그리고, 전술한 바와 같이 팬 블레이드(420)가 가이드부재(300) 중심부에 마련된 증속기(910)에 의해 저압 터빈단(620)의 회전속도보다 2 내지 3배 정도 더 빠르게 회전하도록 설정되어 있으므로 결과적으로 배기가스와의 충격력도 2 내지 3배 증폭되고 배기가스 속도도 2 내지 3배 증속되어 마하 8 내지 18의 극초음속 배기속도를 만들어 낼 수 있다. And, as described above, the
즉, 이를 산술적으로 계산해보면, 마하 2 내지 3(배기가스 속도) X 2(팬 블레이드 배율) X 2 내지 3(증속기 회전속도 배율) = 마하 8 내지 18의 배기속도가 만들어 질 수 있다. 다시 설명하면, 배기가스의 속도 마하 2 내지 3에 팬 블레이드(420)의 배율 2를 곱하고, 여기에 다시 증속기(910)의 회전속도 배율 2 내지 3을 곱하면 마하 8 내지 18의 배기 속도가 만들어질 수 있다.That is, if it is calculated arithmetically, an exhaust speed of
따라서, 통상적으로 사용되는 연료보다 적은 연료를 사용하더라도 훨씬 높은 배출 속도를 만들어낼 수 있는데, 현재까지의 기술 수단으로는 얻을 수 없는 극 초음속대의 배출가스를 만들어 효율적인 극 초음속대의 추진기관에 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.Therefore, even with less fuel than conventionally used fuel, a much higher emission rate can be produced. can have an effect.
또 다른 실시예로, 제6 실시예에 관한 도 8을 참조하면, 터빈단(600), 예를 들어, 고압 터빈단이 회전하면 증속기(910)에 의해 추진력 제공수단(400)은 2 내지 3배 증속되어 훨씬 더 빠른 속도로 회전한다.As another embodiment, referring to FIG. 8 related to the sixth embodiment, when the
여기서, 도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하면, 추진력 제공수단(400)의 팬 블레이드(420)는 유체를 2배 정도 가속하는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 팬 블레이드(420)는 전술한 형상에 의해 가이드부재(300)를 거쳐 대기에 자연 배출되는 마하 2 내지 3의 속도를 가지는 배기가스를 2배 정도 가속해 마하 4 내지 6의 속도로 만들어 대기에 자연 방출하도록 마련될 수 있다.Here, referring to FIGS. 8A and 8B , the
그리고, 전술한 바와 같이 팬 블레이드(420)가 가이드부재(300) 중심부에 마련된 증속기(910)에 의해 터빈단(600)의 회전속도보다 2 내지 3배 정도 더 빠르게 회전하도록 설정되어 있으므로 결과적으로 배기가스와의 충격력도 2 내지 3배 증폭되고 배기가스 속도도 2 내지 3배 증속되어 마하 8 내지 18의 극초음속 배기속도를 만들어 낼 수 있다. And, as described above, since the
즉, 이를 산술적으로 계산해보면, 마하 2 내지 3(배기가스 속도) X 2(팬 블레이드 배율) X 2 내지 3(증속기 회전속도 배율) = 마하 8 내지 18의 배기속도가 만들어 질 수 있다. 다시 설명하면, 배기가스의 속도 마하 2 내지 3에 팬 블레이드(420)의 배율 2를 곱하고, 여기에 다시 증속기(910)의 회전속도 배율 2 내지 3을 곱하면 마하 8 내지 18의 배기 속도가 만들어질 수 있다.That is, if it is calculated arithmetically, an exhaust speed of
따라서, 통상적으로 사용되는 연료보다 적은 연료를 사용하더라도 훨씬 높은 배출 속도를 만들어낼 수 있는데, 현재까지의 기술 수단으로는 얻을 수 없는 극 초음속대의 배출가스를 만들어 효율적인 극 초음속대의 추진기관에 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.Therefore, even with less fuel than conventionally used fuel, a much higher emission rate can be produced. can have an effect.
각 실시예에서 공통되는 구성, 작용 및 효과에 대한 설명은, 생략되어 있더라도 다른 실시예에서도 적용될 수 있음을 밝혀 둔다.It should be noted that although descriptions of configurations, actions, and effects common to each embodiment are omitted, they may be applied to other embodiments as well.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.
10 : 방출배기를 이용한 분사추진기관 100 : 몸체
110 : 케이싱 120 : 로터
130 : 외곽 프레임 200 : 연소실
300 : 가이드부재 310 : 굴곡
400 : 추진력 제공수단 410 : 회전축
411 : 제1 회전축 412 : 제2 회전축
420 : 팬 블레이드 421 : 굴곡
450 : 내통 460 : 고정 깃
461 : 굴곡 500 : 균형추
600 : 터빈단 610 : 고압 터빈단
620 : 저압 터빈단 700 : 압축기
710 : 압축기회전축 800 : 압축실
910 : 증속기 920 : 커버10: injection propulsion engine using discharge exhaust 100: body
110: casing 120: rotor
130: outer frame 200: combustion chamber
300: guide member 310: bending
400: propulsion providing means 410: rotation shaft
411: first axis of rotation 412: second axis of rotation
420: fan blade 421: bending
450: inner tube 460: fixed collar
461: flexion 500: counterweight
600: turbine stage 610: high-pressure turbine stage
620: low pressure turbine stage 700: compressor
710: compressor rotation shaft 800: compression chamber
910: gearbox 920: cover
Claims (17)
상기 몸체 내에 설치되고 압축 공기에 연료를 분사하여 연소시키는 연소실;
상기 연소실로부터 배출되는 배기가스를 미리 설정된 방향으로 안내하는 가이드부재; 및
상기 가이드부재로부터 가이드되는 배기가스에 부딪혀 추진력을 제공하는 추진력 제공수단을 포함하며,
상기 추진력 제공수단은 상기 가이드부재의 후방에 1개가 구비되는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.body;
a combustion chamber installed in the body and configured to burn fuel by injecting fuel into compressed air;
a guide member for guiding the exhaust gas discharged from the combustion chamber in a preset direction; and
It includes a driving force providing means for providing a driving force by colliding with the exhaust gas guided from the guide member,
The propulsion providing means is an injection propulsion engine using a discharge exhaust, characterized in that one is provided at the rear of the guide member.
상기 추진력 제공수단은,
회전축; 및
상기 회전축에 결합되어 회전하는 팬 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.The method of claim 1,
The driving force providing means,
axis of rotation; and
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it comprises a fan blade that is coupled to the rotating shaft to rotate.
상기 가이드부재는 상기 배기가스가 상기 몸체의 측면 방향을 향하도록 상기 몸체의 측면 방향을 향해 굴곡이 형성되고,
상기 팬 블레이드는 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 배기가스가 상기 팬 블레이드에 부딪혀 상기 몸체의 후방을 향하도록 상기 가이드부재의 굴곡에 반대방향으로 굴곡이 형성된 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.3. The method of claim 2,
The guide member is curved toward the lateral direction of the body so that the exhaust gas faces the lateral direction of the body,
wherein the fan blade is curved in a direction opposite to that of the guide member so that the exhaust gas guided by the guide member collides with the fan blade and faces the rear of the body.
상기 팬 블레이드는 상기 몸체의 후방으로 갈수록 상기 회전축에 나란하게 형성된 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.4. The method of claim 3,
wherein the fan blades are formed parallel to the rotation shaft toward the rear of the body.
상기 팬 블레이드는 상기 몸체의 후방으로 갈수록 폭이 증가하게 형성된 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.5. The method of claim 4,
The fan blade is an injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that the width increases toward the rear of the body.
상기 팬 블레이드의 대향되는 위치에서 상기 회전축에 결합되어 회전하는 균형추를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.3. The method of claim 2,
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it further comprises a counterweight which is coupled to the rotation shaft and rotates at a position opposite to the fan blade.
상기 추진력 제공수단은,
상기 몸체 내부에 설치된 내통; 및
상기 내통에 고정되는 고정 깃을 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.According to claim 1,
The driving force providing means,
an inner cylinder installed inside the body; and
Injection propulsion engine using a discharge exhaust, characterized in that it comprises a fixed blade fixed to the inner cylinder.
상기 가이드부재는 상기 배기가스가 상기 몸체의 측면 방향을 향하도록 상기 몸체의 측면 방향을 향해 굴곡이 형성되고,
상기 고정 깃은 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 배기가스가 상기 고정 깃에 부딪혀 상기 몸체의 후방을 향하도록 상기 가이드부재의 굴곡에 반대방향으로 굴곡이 형성된 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.8. The method of claim 7,
The guide member is curved toward the lateral direction of the body so that the exhaust gas faces the lateral direction of the body,
The fixed blade is an injection propulsion engine using emission exhaust, characterized in that the bending is formed in the opposite direction to the bending of the guide member so that the exhaust gas guided by the guide member collides with the fixing blade and faces the rear of the body.
상기 고정 깃은 상기 몸체의 후방으로 갈수록 상기 내통에 나란하게 형성된 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.9. The method of claim 8,
The fixed blade is a jet propulsion engine using a discharge exhaust, characterized in that formed parallel to the inner cylinder toward the rear of the body.
상기 고정 깃은 상기 몸체의 후방으로 갈수록 폭이 증가하게 형성된 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.10. The method of claim 9,
The fixed blade is an injection propulsion engine using a discharge exhaust, characterized in that the width is formed to increase toward the rear of the body.
상기 연소실의 후방에 배치되어 회전하는 터빈단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it further comprises a turbine stage which is disposed at the rear of the combustion chamber to rotate.
상기 터빈단은,
상기 연소실로부터 배출되는 배기가스에 의해 회전하는 고압 터빈단; 및
상기 고압 터빈단을 통과한 배기가스에 의해 회전하며, 상기 회전축에 결합되는 저압 터빈단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.12. The method of claim 11,
The turbine stage,
a high-pressure turbine stage rotated by exhaust gas discharged from the combustion chamber; and
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it rotates by the exhaust gas passing through the high-pressure turbine stage, and comprises a low-pressure turbine stage coupled to the rotation shaft.
상기 연소실에 공급되는 대기 공기를 강제로 압축하기 위해 상기 연소실의 전방에 배치되는 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.12. The method of claim 11,
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it further comprises a compressor disposed in front of the combustion chamber to forcibly compress the atmospheric air supplied to the combustion chamber.
상기 몸체의 전진력에 의해 상기 몸체로 유입되는 공기를 자연압축시키는 압축실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.11. The method of claim 10,
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it further comprises a compression chamber for naturally compressing the air flowing into the body by the forward force of the body.
상기 몸체의 전진력에 의해 상기 몸체로 유입되는 공기를 자연압축시키는 압축실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.12. The method of claim 11,
The injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it further comprises a compression chamber for naturally compressing the air flowing into the body by the forward force of the body.
상기 가이드부재에 마련되는 증속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.3. The method of claim 2,
Injection propulsion engine using discharge exhaust, characterized in that it comprises a speed increaser provided on the guide member.
상기 증속기를 둘러싸는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 방출배기를 이용한 분사추진기관.
17. The method of claim 16,
Injection propulsion engine using a discharge exhaust, characterized in that it comprises a cover surrounding the speed increaser.
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