KR20070090678A

KR20070090678A - Jet Engine Performance Tester

Info

Publication number: KR20070090678A
Application number: KR1020060020666A
Authority: KR
Inventors: 김진완
Original assignee: 김진완
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-06
Also published as: KR100781805B1

Abstract

본 발명에 따르면, 서브 프레임과, 상기 서브 프레임에 설치되는 가이드 레일과, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되며 성능을 측정하고자하는 제트 엔진이 장착되고 단부에 가압부가 마련된 슬라이딩 부재와, 상기 서브 프레임에 설치된 서포트에 의해 지지되며 상기 가압부와 대향되게 설치되어 엔진의 성능 시험시 상기 가압부에 의해 가압되는 추력측정센서를 구비한다. According to the present invention, a sub-frame, a guide rail installed on the sub-frame, a sliding member slidably installed along the guide rail and equipped with a jet engine to measure performance and a pressurizing portion provided at an end thereof, and the sub It is supported by a support installed in the frame and is provided opposite the pressing portion is provided with a thrust measuring sensor is pressed by the pressing portion during the performance test of the engine.

Description

Jet engine performance test system

도 1은 본 발명에 따른 제트 엔진의 성능 시험장치를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a performance test apparatus for a jet engine according to the present invention;

도 2는 제트 엔진 성능 시험장치를 도시한 분리 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view showing a jet engine performance test apparatus,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

25;추력측정센서25; thrust measuring sensor

30; 슬라이딩 부재30; Sliding member

34;가압부34; Pressing part

100; 제트엔진100; Jet engine

T1,T2; 온도센서T1, T2; temperature Senser

P1,P2,P3; 압력센서P1, P2, P3; Pressure sensor

본 발명은 엔진의 성능 시험장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 제트 엔진의 추력을 측정할 수 있는 제트 엔진의 성능 시험장치에 관한 것이다. The present invention relates to a performance testing apparatus for an engine, and more particularly, to a performance testing apparatus for a jet engine capable of measuring the thrust of the jet engine.

통상적으로 제트 엔진은 압축기, 연소실, 고압 터빈노즐 그리고 고압터빈을 구비한다. 이러한 제트 엔진은 압축기에 의해 공기가 압축되고, 압축된 공기 가 축방향으로 유동되어 분사된 연료와 연소실에서 연소됨으로써 고온의 가스를 생성되는데, 이를 이용하여 터어빈을 구동시키거나 추력을 얻게 된다. Jet engines typically have a compressor, a combustion chamber, a high pressure turbine nozzle and a high pressure turbine. Such a jet engine compresses air by a compressor, and the compressed air flows in the axial direction and is combusted in the injected fuel and the combustion chamber to generate hot gas, which drives the turbine or gains thrust.

최근의 제트 엔진은 엔진 내에서 고온의 압축가스가 압축기를 구동시키도록 로우터 샤프트에 연결된 터빈을 회전시키는 고압 터빈 노즐을 통하여 팽창된다. 그 후 코어가스는 배출노즐을 통하여 부가적인 저압터어빈 또는 트러스트에 의해 추출되는 부가적인 회전에너지 형태로 후단부에서 동력을 제공한 후 배출된다. Modern jet engines are inflated through a high pressure turbine nozzle that rotates a turbine connected to the rotor shaft so that hot compressed gas drives the compressor within the engine. The core gas is then discharged after providing power at the rear end in the form of additional rotary energy extracted by an additional low pressure turbine or thrust through the discharge nozzle.

이러한 제트엔진의 성능시험에 필요한 검사장비로는 파워유니트에서 출력되는 유압을 압력치에 대응하는 경로로 순환시키면서 각 부위의 압력변화를 체크하여 유압펌프와 부스타펌프의 성능을 검사할 수 있게 한 다경로 유압계통검사장치와, 가변배기노즐의 제어에 필요한 물리적 조건을 갖추고 있는 액츄에이터를 파워유니트로 가동시키면서 나타나는 압력변화를 체크하는 모의 액츄에이터장치가 사용되고 있다. The inspection equipment required for the performance test of the jet engine is to circulate the hydraulic pressure output from the power unit in a path corresponding to the pressure value, and to check the pressure change in each part to check the performance of the hydraulic pump and the booster pump. A furnace hydraulic system inspection device and a mock actuator device for checking the pressure change occurring while operating an actuator having a physical condition necessary for controlling the variable exhaust nozzle as a power unit is used.

그런데 다경로 유압계통장치와 모의 액츄에이터장치는 양자모두 복잡한 유압계통을 갖추고 있음에도 불구하고, 각각 별도로 설치되는 관계로, 시설비가 비싸고 넓은 공간을 점유하는 문제점이 있다. 또한 검사 전에 행하는 유압계통내의 공기배출작업을 장치별로 각각 행해야 하므로 검사시간이 길어지고, 또 파워유니트를 검사단계별로 이송해야하는 번거로움이 있어서, 작업이 비능률적이라는 단점도 있다.However, even though both the multi-path hydraulic system device and the mock actuator device have complicated hydraulic systems, they are installed separately, and thus, there is a problem that the facility cost is high and occupies a large space. In addition, since the air discharge operation in the hydraulic system to be carried out before each inspection must be performed for each device, the inspection time is long, and also has the inconvenience of having to transfer the power unit for each inspection stage, there is a disadvantage that the operation is inefficient.

이러한 점을 감안하여 대한민국 실용신안등록 제 059559호에는 제트엔진의 파워 유니트 성능 시험장치가 개시되어 있으며, 특허등록 제 437523호에는 가스 터 빈엔진의 천이 성능 시험에 의한 정상상태 성능 예측 방법이 개시되어 있다.In view of this, Korean Utility Model Registration No. 059559 discloses a power unit performance test apparatus for a jet engine, and Patent Registration No. 437523 discloses a steady state performance prediction method by a transition performance test of a gas turbine engine. have.

그러나 이러한 장비는 무인항공기 등에 사용되는 소형 제트 엔진의 추력, 연료소모량, 배기온도 등을 측정할 수는 없다. However, such equipment cannot measure the thrust, fuel consumption and exhaust temperature of small jet engines used in unmanned aerial vehicles.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소형 제트 엔진의 추력을 간단하게 시험할 수 있으며, 그 구조가 상대적으로 간단한 제트 엔진의 성능 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problems described above, it is possible to simply test the thrust of a small jet engine, and its object is to provide a performance testing apparatus of a jet engine having a relatively simple structure.

본 발명의 다른 목적은 추력과, 배기온도, 연료소모량 등을 가시화 시킬 수 있는 엔진의 성능 시험장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an engine performance test apparatus capable of visualizing thrust, exhaust temperature, fuel consumption, and the like.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제트 엔진의 성능 시험장치는 Performance test apparatus of the jet engine of the present invention for achieving the above object is

서브 프레임과, 상기 서브 프레임에 설치되는 가이드 레일과, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되며 성능을 측정하고자하는 제트 엔진이 장착되고 단부에 가압부가 마련된 슬라이딩 부재와, 상기 서브 프레임에 설치된 서포트에 의해 지지되며 엔진의 성능 시험시 상기 가압부에 의해 가압되는 추력측정센서를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.A subframe, a guide rail installed on the subframe, a sliding member slidably installed along the guide rail, and equipped with a jet engine to measure performance and a pressurizing portion provided at an end thereof, and a support installed on the subframe. It is characterized in that it is provided with a thrust measuring sensor that is supported by the pressurizing unit during the performance test of the engine.

본 발명에 있어서, 상기 서브 프레임에 설치되는 것으로, 측정 하고자 하는 엔진의 흡입측과 연결되는 흡입덕트와, 엔진의 출구측에 설치되는 배기덕트를 더 구비하며, 상기 흡입덕트와 배기덕트에는 유입되는 공기와 연소되어 배출되는 공기의 온도를 측정하기 위한 온도 측정센서가 설치된다. 그리고 제트엔진에 연료를 공 급하는 공급탱크로부터 공급되는 연료의 양을 측정하기 위한 유량게이지가 더 구비된다. 상기 추력 측정센서는 로드셀로 이루어진다. 상기 각 센서에 의해 측정된 정보를 나타낼 수 있는 표시패널이 더 구비될 수 있으며, 연료를 공급하고 조정을 위한 전동연료펌프, 초기 시동시 부탄가스의 제어를 위한 전자식솔레노이드 밸브,엔진의 회전수(r.p.m) 조정을 위한 콘트롤러 등을 더 구비할 수 있다. In the present invention, it is provided in the sub-frame, the suction duct connected to the intake side of the engine to be measured, and an exhaust duct installed on the outlet side of the engine, further provided to the suction duct and the exhaust duct Temperature measuring sensor is installed to measure the temperature of air and the air discharged by combustion. And it is further provided with a flow gauge for measuring the amount of fuel supplied from the supply tank for supplying fuel to the jet engine. The thrust measuring sensor is composed of a load cell. The display panel may further include a display panel capable of displaying information measured by the respective sensors, an electric fuel pump for supplying fuel and adjusting the fuel, an electronic solenoid valve for controlling butane gas at initial startup, and a rotation speed of the engine ( rpm) controller may be further provided.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 다른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 제트엔진 성능 시험장치는 제트엔진의 구동에 따른 이송력에 의해 추력 측정센서인 로드 셀에 가하여지는 가압력을 변환하여 디지털 측정하는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다. The jet engine performance test apparatus according to the present invention converts the pressing force applied to the load cell, which is a thrust measuring sensor, by the feed force according to the driving of the jet engine, and digitally measures an embodiment thereof. Seemed.

도면을 참조하면, 제트 엔진 성능 시험장치(10)는 상면에 서브 프레임(12)이 설치된 프레임(11)과, 상기 프레임(11)의 후면에 설치되는 조작패널(13)을 구비한다. 그리고 상기 서브 프레임(12)에는 서포트(21)에 의해 지지되는 한 쌍의 가이드 레일(22)과, 상기 가이드 레일(22)을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되며 성능을 측정하기 위한 제트엔진이 장착되는 슬라이딩 부재(30)와, 상기 슬라이딩 부재(30)와 대향되는 측의 서브 프레임(12)에 고정된 지지부재(24)에 의해 설치되어 가이드 레일(22)을 따라 가이드 되는 슬라이딩 부재(30)와 접촉되어 슬라이딩 부재(30)의 이송력에 의한 가압력에 의해 제트엔진의 추력을 측정하는 추력 측정센서(25)를 구비한다.Referring to the drawings, the jet engine performance test apparatus 10 includes a frame 11 having a subframe 12 installed on an upper surface thereof, and an operation panel 13 installed on a rear surface of the frame 11. In addition, the sub-frame 12 has a pair of guide rails 22 supported by the support 21, the sliding along the guide rail 22 is installed to slide and the jet engine for measuring the performance is mounted Contact with the sliding member 30 provided by the member 30 and the supporting member 24 fixed to the subframe 12 on the side opposite to the sliding member 30 and guided along the guide rail 22. And a thrust measuring sensor 25 for measuring the thrust force of the jet engine by the pressing force of the sliding member 30.

상기 가이드 레일(22)을 따라 이송되며 제트 엔진(100)이 장착되는 슬라이딩 부재(30)는 상기 가이드 레일(22)에 슬라이딩 가능하게 지지되는 베어링 수단(31)과, 상기 베어링 수단(31)에 양측이 지지되는 이송프레임(32)을 구비한다. 이송프레임(32)은 제트 엔진(32)이 장착되는 엔진 장착부(33)와, 상기 엔진 장착부(33)로부터 상기 추력측정센서(25) 측으로 연장되는 가압부(34)를 구비한다. 상기 가압부(34)는 이송프레임(32)의 중심선상에 위치하여 이송프레임(32)의 이송력이 상기 가압부(34)에 편심되도록 작용하지 않도록 함이 바람직하다. 여기에서 상기 베어링 수단은 리니어 베어링, 구름베어링 등으로 이루어질 수 있는데, 가능한 한 가이드 레일을 따라 이송시 마찰 저항이 최소화 될 수 있도록 함이 바람직하다. 가능한 한 표면 마찰이 0에 가까운 슬라이딩이 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다. The sliding member 30, which is conveyed along the guide rail 22 and to which the jet engine 100 is mounted, is supported by bearing means 31 slidably supported by the guide rail 22 and by the bearing means 31. It has a transfer frame 32 is supported on both sides. The transfer frame 32 includes an engine mounting unit 33 on which the jet engine 32 is mounted, and a pressing unit 34 extending from the engine mounting unit 33 to the thrust measuring sensor 25. The pressing unit 34 is preferably positioned on the centerline of the transfer frame 32 so that the transfer force of the transfer frame 32 does not act so as to be eccentric to the pressing unit 34. Here, the bearing means may be made of a linear bearing, rolling bearing, etc., it is preferable to minimize the frictional resistance when transporting along the guide rail as possible. It is desirable to allow sliding of the surface friction as close to zero as possible.

상기 추력측정센서(25)는 상기 가압부(34)와 대응되는 측의 지지부재(24)에 설치되는 로드셀로 이루어질 수 있다. 상기 추력 측정장치는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 이송력을 추력으로 환산 할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능한다. 예컨데, 소정의 탄성계수를 갖는 스프링으로 이루어져 이의 변위를 측정함으로써 이루어질 수 있으며, 가변저항기(potentiometer)로서 이루어질 수 있다. The thrust measurement sensor 25 may be formed of a load cell installed on the support member 24 on the side corresponding to the pressing unit 34. The thrust measuring device is not limited to the above-described embodiment and may be any structure as long as it can convert the transfer force into thrust. For example, it may be made of a spring having a predetermined elastic modulus to measure its displacement, and may be made as a potentiometer.

그리고 상기 제트 엔진의 배기구 측에는 배기 덕트(41)가 설치되고, 제트 엔진의 압축기와 연결되는 흡입구 측에는 흡입덕트(42)가 설치되는데, 이 흡입덕트 또는 압축기, 연소실, 배기구 또는 배기덕트 공기의 온도를 측정할 수 있는 온도 측정센서(T1)(T2)(T3)가 설치된다. 이 온도 측정센서(T1)(T2)(T3)는 써모커플이 이용될 수 있다. 그리고 상기 배기 덕트(41)는 별도의 서포트 부재에 (45)에 의해 지지될 수 있으며, 상기 흡입덕트(42)는 이송프레임(32)에 설치될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 상기 흡입공기와 배기공기의 온도를 정확하게 측정하기 위하여 상기 흡기덕트와 배기덕트는 엔진에 직접적으로 설치할 수 있다. 상기 배기덕트(41)는 길이를 그 직경의 5배로 함으로써 소음기의 역할을 할 수 있도록 함이 바람직함다. 상기 배기 덕트의 길이는 반드시 그 직경의 5배로 한정할 필요는 없다. In addition, an exhaust duct 41 is installed at an exhaust port side of the jet engine, and an intake duct 42 is installed at an inlet port connected to the compressor of the jet engine. Temperature measuring sensors T1, T2, and T3 that can be measured are provided. Thermocouples may be used for the temperature measuring sensors T1, T2, and T3. The exhaust duct 41 may be supported by a separate support member 45, and the suction duct 42 may be installed in the transfer frame 32, but is not limited thereto. In order to accurately measure the temperature of the intake air and exhaust air, the intake duct and the exhaust duct may be directly installed in the engine. Preferably, the exhaust duct 41 can serve as a silencer by making the length five times its diameter. The length of the exhaust duct is not necessarily limited to five times its diameter.

그리고 상기 가스터빈의 압축기와 연소실 및 배기구 측의 압력을 측정하기 위한 압력센서(P1,P2,P3)가 설치될 수 있다. And pressure sensors (P1, P2, P3) for measuring the pressure of the compressor, the combustion chamber and the exhaust port side of the gas turbine may be installed.

한편, 상기 조작패널에는 추력 측정센서(25)와, 압축기측 연소실측 및 배기구측의 온도를 측정할 수 있는 온도센서(T1)(T2)(T3), 공급유량 게이지(미도시), 압축기와 연소실 배기구측의 압력(P1)(P2)(P3)을 표시할 수 있는 표시패널이 설치되며, 상기 센서로부터의 정보를 전달받아 제트 엔진의 출력을 실험하기 위한 제어부(50)를 구비한다. 상기 제어부는 측정데이터를 정량적으로 관찰할 수 있는 디스 플레이 장치를 구비할 수 있다. Meanwhile, the operation panel includes a thrust measurement sensor 25, a temperature sensor T1 (T2) (T3), a supply flow rate gauge (not shown), a compressor capable of measuring the temperature of the compressor side combustion chamber side and the exhaust port side. A display panel capable of displaying pressures P1, P2, and P3 on the combustion chamber exhaust port side is provided, and has a control unit 50 for testing the output of the jet engine by receiving information from the sensor. The controller may include a display device capable of quantitatively observing measurement data.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 제트 엔진 성능 시험장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the jet engine performance test apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.

먼저 무인 항공기용 제트 엔진 즉, 무인 항공기 등에 사용되는 소형 제트 엔진의 추력을 시험하기 위해서는 제트 엔진(100)을 슬라이딩 부재(30)의 엔진 장착부(33)에 설치한다. 이 상태에서 상기 엔진에 연료를 공급하기 위한 연료 공급관을 연결하고, 엔진의 압축기 측과 연소실 및 배기구 측에 압력센서(P1,P2,P3)를 각각 설치한다. First, in order to test the thrust of a jet engine for an unmanned aerial vehicle, that is, a small jet engine used for an unmanned aerial vehicle, the jet engine 100 is installed in the engine mounting part 33 of the sliding member 30. In this state, a fuel supply pipe for supplying fuel to the engine is connected, and pressure sensors P1, P2, and P3 are provided on the compressor side, the combustion chamber, and the exhaust port side of the engine, respectively.

이 상태에서 엔진을 점화시켜 초기 출력 및 정상상태의 출력의 압축기의 각 부위에서의 센서들을 이용하여 압력, 연료 소모량, 추력 흡기측과 배기측의 온도를 측정한다. 상기 추력의 측정은 상기 제트 엔진이 구동됨에 따라 이 구동됨에 따라 상기 슬라이딩부재(30)가 가이드레일(22)을 따라 미소 이동되고, 이의 단부에 설치된 가압부(34)가 추력측정센서(25)에 접촉되어 가압 된다. 상기 추력측정센서(25)는 로드셀로 이루어져 있으므로 상기 가압부(34)에 의해 추력 측정센서에 가하여지는 압력을 측정함으로서 추력을 측정할 수 있다. In this state, the engine is ignited and the pressure, fuel consumption, thrust intake and temperature of the exhaust side are measured using sensors at each part of the compressor at the initial and steady state outputs. As the thrust is measured as the jet engine is driven, the sliding member 30 is minutely moved along the guide rail 22, and the pressing unit 34 installed at the end thereof is the thrust measuring sensor 25. Is pressed in contact with Since the thrust measuring sensor 25 is formed of a load cell, the thrust may be measured by measuring the pressure applied to the thrust measuring sensor by the pressing unit 34.

그리고 상기 흡입측과 연소실 및 배출기 측에는 각각 온도센서(T1)(T2)(T3)와 압력센서를 이용하여 제트 엔진의 압축기, 연소실, 배출기측의 압력을 측정함으로써 정상출력 또는 비정상출력 시 제트 엔진 상태를 측정할 수 있다. 그리고 상기 배기덕트(41)의 길이는 그 직경의 5배에 해당하므로 엔진 소음을 줄일 수 있다. The inlet side, the combustion chamber and the ejector side measure the pressure of the compressor, the combustion chamber, and the ejector side of the jet engine using temperature sensors T1, T2, T3 and pressure sensors, respectively. Can be measured. And since the length of the exhaust duct 41 corresponds to five times the diameter can reduce the engine noise.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 제트 엔진 성능 시험장치는 엔진의 추력에 의해 발생되는 추진력으로 발생되는 힘이 이송력으로 변환되어 로드셀에 가압됨으로써 추력을 측정할 수 있으며, 이 상태에서 배출기 측의 온도 내부압력, 연비등을 측정할 수 있다. 이러한 제트 엔진 성능 시험장치는 구조가 상대적으로 간단하여 제트 엔진 성능 시험에 따른 작업공수를 대폭 줄일 수 있다. As described above, the jet engine performance test apparatus according to the present invention can measure the thrust by the force generated by the thrust generated by the thrust of the engine is converted into a feed force and pressed to the load cell, in this state of the ejector side Temperature Internal pressure, fuel economy, etc. can be measured. The jet engine performance tester has a relatively simple structure, and can significantly reduce the labor required for the jet engine performance test.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

A subframe, a guide rail installed on the subframe, a sliding member slidably installed along the guide rail, and equipped with a jet engine to measure performance and a pressurizing portion provided at an end thereof, and a support installed on the subframe. And a thrust measuring sensor that is supported by the pressing unit and is installed to face the pressing unit and is pressed by the pressing unit during the performance test of the engine.

The method of claim 1,

It is provided on the sub-frame or the sliding member further comprises a suction duct connected to the intake side of the engine, and a wetting duct installed on the outlet side of the engine, the suction duct and the exhaust duct is combusted and discharged with the incoming air Performance testing apparatus for a jet engine, characterized in that each temperature measuring sensor is installed for measuring the temperature of the air.

The method of claim 1,

The thrust measuring sensor is a performance test apparatus of a jet engine, characterized in that consisting of a load cell.