우주선에 이용하는 스털링 사이클

소개글

우주선에서 사용될 수 있다고 생각해 구상해본 스털링 사이클에 대한 보고서 입니다. 위 보고서에는 전체적인 설계도에서 부터 각 동작에 대한 개념, 해석이 포함되어 있습니다. 그리고 경제성 및 설계타당성이 포함되어 있습니다.

목차

Abstarct
1. 서론
2. 선행 연구 분석
3.설계
4. 핵심 요소 기술 분석
5. 설계 타당성
6.경제성 분석

본문내용

1. 서론
이번 설계 목적은 ‘어떻게 하면 스털링 사이클을 효과적으로 구현해 볼 수 있을까?’ 에서 시작하였다. 스털링 사이클에 특성상 온도가 계속 일정하게 유지되는 Heat source와 Heat sink가 필요한데 이러한 조건은 경제적인 측면에서 부담이 될 수가 있다. 이때 우리조가 주목한 것은 에너지를 생성하는데 비용이 들지 않은 태양열과 절대 온도에 가까운 온도를 가지는 우주공간이라는 두가지를 조합한다면 이상적인 외부환경을 만들 수 있을 것이라는 것이다. 이로써 고립된 우주선에서도 계속 에너지를 공급해 줄 수도 있고, 기존의 태양열방식(태양열판)과도 차별화된 (사이클 이므로 축동력 생산이 가능하다) 기관을 생각해 볼 수 있다. 물론 그냥 유체를 흐르게 하여 온도차에 의한 전류 발생(초전도체를 이용)등의 방법도 존재하지만 이번 목표가 스털링 사이클의 구현이므로 다른 방식은 논의하지 않겠다.
이 기관을 설계보면서 구체적인 수치들은 측정이 힘드므로 이 기관을 구동 시키는 것이 가능한가에 초점을 맞추어 설계해 볼 것이며, 고전 열역학적 방법으로 해석해 볼 것이다.
마지막으로 우리조는 구상한 스털링 사이클을 개선시키는 방법에 대해 몇 가지 논의해 볼 것이며, 그 중 가장 효과적이라고 생각하는 것에 대해 평가해 보고자 한다.

2. 선행 연구 분석
① 현존하는 스털링 엔진
스털링 엔진은 공조(공조 : Air Conditioning)시설의 동력원과 산업분야의 여러 용도에 쓰일 이동식 동력원등으로 응용될 것으로 기대되고, 미국과 일본에서 연구개발이 진행되고 있어 머지않아 열효율 35% 및 엔진수명 10년까지 달성될 것으로 보인다. 이 밖에도 주택밀집지역의 열병합발전시스템으로도 유망해 보이고 태양열발전용 및 인공심장의 동력원 등 특수용도까지 매우 광범위하게 이용 될 전망이다.
최근의 선진국들은 오일쇼크이후로, 석유기관의 대체기관으로서의 가능성까지 포함하여 범용 스털링 엔진의 개발에 착수하여, 일반적인 가솔린 기관과 비슷한 정도의 열효율을 얻을 수 있는 기관의 개발에 성공하였다. 일본에서는 자동차용으로서 1987년에 52마력의 스털링 엔진을 실차(도요타 카롤라)에 탑재하여 시험주행을 하였다. 또한 산요전기나 미쓰비시전기 등의 전기 메이커는 스털링 사이클의 역 사이클을 이용하여 공조기기로서 실용화에 성공하였다.

참고 자료

http://kr.blog.yahoo.com/fcerm/2185 우주선 발전 부분
http://100.naver.com/ 재료의 특성 부분 및 스털링 사이클의 동작
http://www.pknu.ac.kr/news/board.aspx?page=3&sn=1147&srch_category=G03&tname=today 초전도체에 관한 특성
http://blog.naver.com/jybae98?Redirect=Log&logNo=12011118 스털링 사이클