이와 함께 극초음속 비행체로 주목받고 있는 스크램제트 엔진의 실용적인 개발을 위한 극초음속 흡입구와 비행체 시동 시 문제가 되는 상대적으로 낮은 극초음속 영역(M=4정도)에서의 초음속 흡입구의 설계와 관련된 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한 현재 운용중인 대부분의 국방 무기체제가 초음속 또는 극초음속으로 비행하는데, 이러한 비행체의 성능에 공기 흡입구가 매우 큰 영향을 미치므로 고속 유동에서의 공기 흡입구의 작동 특성에 대한 연구는 필수적이다. 이러한 이유로 국내에서도 흡입구 연구는 국방과학연구소 및 항우연에서 수행되고 있으며, 본 연구실은 초음속 흡입구의 유동 특성에 관한 연구를 국방과학연구소와 함께 수행하고 있다.
초음속/극초음속 공기 흡입구는 극초음속 또는 초음속 유동의 공기를 감속/압축시켜 원하는 속도의 유동을 연소기로 공급하는 역할을 한다. 이러한 과정에서 추진 시스템이 높은 효율을 얻기 위해서는 가능한 작은 전압력 손실을 통해 공기를 감속시키는 것이 필수적이다. 수직 충격파를 발생시키는 흡입구는 정체 압력 손실 면에서나 외부 항력 면에서 바람직하지 못하며, 하나 혹은 그 이상의 경사 충격파를 통하여 램 압축을 하는 경우 정체 압력 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다. 흡입부를 통과한 공기는 초음속 확산부를 거쳐 연소실로 유입되며 이 때 흡입 공기의 특성은 연소실 압력과 함께 엔진의 전반적인 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 특히 실제의 초음속 공기 흡입구로의 적용에 있어 비행 마하수는 대기 조건의 변화나 비행체의 기동 등에 의해 항상 일정하게 유지될 수 없으며 연소실 내의 연소조건 변화에 따른 배압의 변화를 피할 수 없다. 따라서 초음속/극초음속 공기 흡입구의 작동 특성 연구에 있어 비행 조건에 따른 엔진의 내부 유동 특성 및 성능에 대한 이해가 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구실에서는 고고도에서 높은 마하수로 운용되는 램제트/스크램제트 엔진을 대상으로 설계된 고속 흡입구 모델을 초음속 또는 극초음속 풍동을 이용하여 실험을 수행하거나 수치해석을 통해 흡입구 설계 및 유동 특성 파악 등 흡입구 전반에 걸쳐 연구를 수행하고 있다.
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