추진 계통 설계

설계 항공기의 순항 비행 마하수, 고도, 필요 추력, 엔진 종류와 갯수, 해면 정지 추력(SLST, $T_{SL}$), 바이패스비(BPR), 비연료 소모율(SFC), 기관 무게(W), 기관 길이(L), 기관(팬) 지름(D)이 주어짐.

(1) 분사 추진 계통 설계 예

표준 대기표에서 순항고도에서 압력비, 온도비를 찾고 추력식에 대입한다.

$$T_{H}=T_{SL} \frac{P_{H}}{P_{SL}} \frac{\theta_{SL}}{\theta_H}$$

순항비행시 추력은 최대이륙 추력의 80%

$$T_{ref}=0.8 * T_{H}$$

마하수가 1보다 적으면 램효과에 의한 추력 증가를 고려하지 않는다.

기관당 필요추력은

$$T_{ref_{engine}}=T_{ref}/n$$

스케일 계수(scale factor, SF)는 설계 항공기의 필요추력과 표준 기관의 추력의 비이다.

$$SF = T_{ref_{engine}}/T_{actual}$$

$$T_{SL} = T_{SL_{actual}}(SF)$$

$$L=L_{actual}(SF)^{0.4}$$

$$D=D_{actual}(SF)^{0.5}$$

$$W=W_{actual}(SF)^{1.1}$$

이륙 거리 산정을 위해 필요한 전체 이륙 추력은

$$T_{take-off}=T_{SL} \times \text{(Number of Engines)}$$

후연소기가 없는 아음속 항공기 기관($0 \geq BPR \geq 6.0$)

$$W=0.084T^{1.1}e^{(-0.045BPR)}$$

$$L=2.22T^{0.4}M^{0.2}$$

$$D=0.3937T^{0.5}e^{(0.04BPR)}$$

$$SFC_{maxT}=0.67e^{(-0.12BPR)}$$

$$T_{cruise}=0.60T^{0.9}e^{(0.02BPR)}$$

$$SFC_{cruise}=0.88e^{(-0.05BPR)}$$

후연소기가 있는 초음속 전투기 및 폭격기($1 \geq M \geq 2.5$, $0 \geq BPR \geq 1.0$)

$$W=0.063T^{1.1}M^{0.25}e^{(-0.81BPR)}$$

$$L=3.06T^{0.4}M^{0.2}$$

$$D=0.288T^{0.5}e^{(0.04BPR)}$$

$$SFC_{maxT}=2.1e^{(-0.12BPR)}$$

$$T_{cruise}=1.6T^{0.74}e^{(0.023BPR)}$$

$$SFC_{cruise}=1.04e^{-(0.186BPR)}$$