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작성일 : 22-10-31 14:24
[질문] KF-21의 최고 속도, DSI와 상관관계 ???? (엄청 김)
 글쓴이 : 면도기
조회 : 4,359  

화면 캡처 2022-10-31 130923.png
KF-21

나무위키에 따르면 K-21의 최대 속도는 마하 1.8 인데. 
같은 엔진 쓰는 F-18E/F 나무위키 설명을 보면 
화면 캡처 2022-10-31 131143.png
F-18E/F


아마 F-18E/F랑 같은 엔진 쓰니까 최고속도 비슷하겠지만 KF-21이 조금 더 가벼우니 가속력은 더 좋겠다 이 정도로 이해하고 있었습니다. 


참고로, 비슷한 인테이크 쓰는 F-22 는 마하2.4 
화면 캡처 2022-10-31 131539.png




그런데 두둥... 인도의 AMCA

다운로드 (3).jpeg

amca.jpg
왜 착륙 바퀴 공간이 없냐 이런 말도 있었지만 
제 눈에 띈건 DSI 인테이크였습니다. "으음.. DSI..?"


그래서 DSI 대충만 알고 있었는데 ... 조금 더 공부하기 시작했습니다
충격파를 몇 번 내고 뭔 어쩌고 저쩌고... 
근데 DSI의 장점만 쭉 있지 단점이 하나도 없는 겁니다. 
다운로드 (4).jpeg
아니 그럼 우리 KF-21은 DSI를 왜 적용 안한거지?


그래서 묻다보니, "그때는 DSI 설계할 계산 능력이 없었나보지?" 이런 답이 있길래 "그래 그럴수도 있지"하고 넘어가려는 찰라 

CAT란 분이 J-10의 사례 및 JF17이 시제기에서 양산기 넘어가면서 DSI 적용된 예를 들어줌 
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https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view/?id=war&no=3013732


다운로드 (4).jpeg
그럼 KF-21 양산기에 DSI가 적용 될 수 있는건가???? 


이렇게 상상하고 있었는데
쿼라 뒤지다가 터키 TFX 질답에 DSI를 왜 적용 안했는지 설명이 나와있더군요. 
여태껏 왜 이걸 못보고 있었나 하는 자괴감이... 
화면 캡처 2022-10-31 135356.png


https://www.quora.com/Why-does-the-Turkish-TF-X-stealth-fighter-mockup-use-diamond-shaped-engine-inlets-identical-to-the-F-22-instead-of-using-newer-DSI-inlets-like-the-F-35


간단히 줄이면 DSI는 마하1.8~2.1 사이에서 속도 제한이 걸림. (F-35 최고속도 1.6) 



다운로드 (4).jpeg
엥? KF-21 최고속도가 1.8인데, DSI 제한속도는 1.8~2.1이라고??? 


추론을 계속하다보니 
이젠 나무위키나 다른 소스를 뒤집어야 말이 되는 상황에 이르렀습니다. 

그래서 질문을 해봅니다. 

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질문 
1. KFX 설계 당시에는 DSI설계 기술이 없었다. 그래서 전통적인 인테이크 설계를 하였다. 
이 이야기가 맞을까요? 

2. 1이 틀리다면 KAI는 의도적으로 F-22형태의 인테이크를 설계하였고 이것은 마하 1.8 이상의 속도를 염두에 둔 것이다. 
이 추론이 맞을까요?

3. 현재 F414엔진으로 마하 1.8 밖에 못내는 것은 맞고, 추후에 엔진 변경으로 그 이상의 속도를 추구하려는게 아닌가? 
이 추론 맞을까요?

4. 3이 아니고 F414엔진으로도 마하 2 이상의 속도를 낼 수 있을 것이다. 
이게 더 합리적인 추론인가요? 

5. 기타: 당신의 추론 빌드업에 중요한 뭔가가 빠졌거나 오류가 있다. 
의견 부탁드립니다. 

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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엘카이나 22-10-31 14:38
   
1이 맞을겁니다. 최초 kfx 형상에 대한 설계가 진행되면서 시뮬레이션을 하고 있을때 랩터의 caret 방식의 고정식 공기흡입구를 추종했는데 당시만 하더라도 f-35 가 개발완료가 안되었던 시기입니다. 중국이야 해킹으로 dsi 인렛에 대한 다양한 정보를 훔쳐왔다는 이야기가 있어서 자국 전투기에 저렇게 쉽게 적용할 수 있었지만 dsi 인렛의 범프의 형상에 따른 기체 성향이 변화가 심하기도 했고, caret 방식이 그렇게 떨어지는 방식도 아니었고 caret 안쪽으로 냉각용 공기라인과 연동되게 만들어서 기체구조 단순화에 다른방향으로도 도움이 되는건 마찬가지였다는 점, 애초에 랩터의 형상설계를 추종하는 보라매의 특성상 다른 형상의 공기흡입구를 선택한다는건 너무 큰 모험이었을 겁니다. 애초에 보라매의 설계는 3차원 s덕트 때문에 공기흡입유량이 굉장히 중요한 설계이고 이때문에 엔진의 제한이고 뭐고간에 고속비행에 있어서는 한계가 있는 상황이었습니다. 이것은 나중에 엔진이 바뀌어도 큰 차이는 없을겁니다. 이것은 동일한 f414 엔진을 사용한 호넷이 레이더블록커를 추가한 일자형 인테이크인것과는 큰 차이입니다. 공기가 그대로 때려박으니 기류문제가 발생하는건데 애초에 보라매는 그렇지 못하죠.
엘카이나 22-10-31 14:43
   
더 정확하게 말하면 우리군에게 인테이크 형상에 따른 기체성향 변화에 대한 데이터는 caret 방식밖에 없습니다. f-16, t-50 등 다 그렇거든요. 그래서 가장 접근하기 쉬운 방향으로 진행한겁니다. 보라매는 최신기술의 도입을 지양하고 기존기술을 최대한 활용하되 후에 변화를 추구하기 힘든 외형적인 부분은 가능하면 최신기술을 적극도입하는 방향으로 가면서 리스크와 성능의 관리를 했던 기체입니다. 이 기체는 기체개발의 시대적 특성상 최고속도를 추종하기보다는 f-16 의 기동성과 같은 근접전투상황에서의 강력한 기동성을 상회하는 기체의 개발을 원했습니다. 즉 공대공성향이 매우 강하고 공대지 성향은 폭탄캐리어보다는 장거리 정밀타격을 더 선호하는 기체입니다. 이는 우리나라의 전장특성상 좁고 적과의 대치가 매우 빠르다는 특성상 가속도와 기동성이 훨씬 중요한 기체입니다. 이러한 것도 어느정도 영향을 주었겠지요.
동키11111 22-10-31 15:21
   
KAI 는 1994년 로키드마틴으로부터 추진해석 프로그램을 도입하여 사용을 시작하였고, 2016년 자체흡입구 및 노즐해석 프로그램을 활용했다.(항공우주를 위한 꿈의 도전-한국항공우주산업(주) 20년사) 라고 합니다.
또한 DSI 흡입구는 F-35부터 적용되었다고 합니다.

시점적으로 F-35의 DSI 추진해석 기술이 도입되었을 가능성이 높지 않습니다.
면도기 22-10-31 15:48
   
답변 감사합니다. 마하1.8이라는 수치는 KF-21의 설계 속도인 동시에 DSI 제한 속도라는 우연의 수치였네요.
기왕 오신김에, 몇 개만  더 여쭤볼게요.
a) F-18E/F이 1.8로 제한되는건 공기가 바로 팬블레이드에 닿기 때문이다.
KF-21 S덕트 안에 가변벽(?)이 있어서 유량조절, 충격파 어쩌고 해서 속도조절 가능하다 이렇게 알고 있거든요. 그래서 저는 오히려 S덕트가 속도 제한을 푸는 것이라고 생각했습니다. 제가 잘못 이해하고 있던거죠?

b) KF-21 속도가 이래저래 1.8로 제한된다면, DSI적용을 하는게 여러모로 낫지 않겠습니까? 가능성이 있나요?
     
메니멀 22-10-31 15:59
   
1. F-18의 속도가 높지않은것은 엔진 때문이 아님
엔진만 보면 414는 오히려 더 고속을 발휘해도 이상하지 않은 저바이패스 엔진임
F-18 의 경우 속도에 지장을 주는 건 주익형상때문임
함재기로써 이착함을 고려해 후퇴각이 낮은 형상으로 고속에서 항력이 너무커짐

2. S덕트는 스텔스에 도움을 주지만 비행성능…특히 엔진성능을 심하게 깍아먹음
그래서 s덕트를 채용할려면 f-22처럼 무식한 대출력엔진을 두개씩 쓰거나…
F-35처럼 최고속도를 희생해야 함
KF-21은 f-35의 경우를 충실히 따랐음

3. 추가로… 펜블레이드에 공기가 직접 닿는다고 해서 최고속도가 지장이 생기지는 않음
흡입구가 직빵으로 뚫린 팬텀이나 f-14도 마하2 넘고…f-15 이글은 마하3에 근접함
문제는 이런 기체는 고속에서는 저항을 낮추기 위해 공기흡입을 줄여야 하는데 …
결국 기계적 장치를 사용해 공기 흡입구 자체를 좁혀버림…
팬텀과 톰캣 ,이글의 공기흡입구가 움직이는 건 이것때문임
문제는 이런 가변흡입구는 레이더 피탐수치가 변하기때문에 스텔스기는 가변식흡입구  사용하지 못함

3. 향후 kf-21을 스텔스로 개량한다면  고려해 볼수도 있겠으나…
가뜩이나 부족한 시간과 비용…그리고 현재의 설계로 달성수 있는 스텔스 수준을 고려한다면 ..
KF-21이 dsi를 채택하기는 어렵다고 개인적으로 판단함
     
동키11111 22-10-31 16:05
   
전투기는 아음속과 초음속을 모두 추진할 수 있어야 합니다. 하지만 아이러니하게도 엔진 유입구의 속도는 아음속을 유지하게 되어 있습니다. 이를 위해 유입구를 가변으로 한다든지, KF-21의경우 S덕트에 경로를 조절한다든지 해서 엔진 유입구의 기류속도를 떨어뜨리는겁니다.
이는 속도제한과는 관련이 없습니다.
현재 KAI에는 DSI적용 가능한 추진해석 프로그램이 있는지 모르겠네요. 제가 보기에는 아직 힘들지 않을까 싶습니다. 상당히 많은 데이터가 구추되어야 가능하지 않을까요? 제네럴다이나믹이 새로운 추진해석 프로그램을 제공했다는 정보가 아직 없는걸 보면 자체적으로 데이터 쌓으려면 시간이 걸릴겁니다.
동키11111 22-10-31 16:26
   
한 가지만 짚고 넘어 갈께요.
DSI가 기체속도와 상관관계가 있다고 생각하시는 것 같은데...
위에서도 말씀드렸듯이 최적의 성능 발휘를 위해서는 초음속에서도 엔진 유입구의 기류속도는 아음속을 유지해야 합니다.(램제트는 아닙니다.)
이를 위해 다양한 추진설계를 하는거고요.
단지 DSI의 도입은 스텔스 성능을 올리고, 엔진유입구의 구조를 단순화한다는 의미입니다.
단지 DSI의 적용을 위해서는 추진해석이 좀 더 정밀하게 되어야 할 필요가 있고, 이를 위해 많은 백데이터를 보유하고 있어야 합니다.
F-35가 DSI 적용이 가능했던 요인도, ROC가 마하2.0 이상의 성능을 요구하지도 않았기 때문일 수 있습니다. 하지만 지금 시점에는 고속에서도 DSI 적용이 가능한 해석이 가능하지 않을까요?(우리말고 미국이...)
한마디로 기체속도에 따른 DSI 설계 영향은 있을 수 있지만, DSI 설계에 따른 속도 영향은 없다 입니다.
다른생각 22-10-31 20:18
   
유익한 발제글과 댓이네요..
덕분에 관심없던 DSI에대한 제 지식도 댓보고 관련자료도 좀 좀 찾아보면서 늘어났습니다..
감사합니다..