Domestic Research and Development Trends of TDLAS Measurement Technology for High-Speed Flow Diagnosis

스크램제트 추진 시스템과 같은 공기 흡입식 비행체의 개발이 본격화되면서, 고온·고속 유동장 내 유동특성을 정확히 계측할 수 있는 진단 기술의 중요성이 커지고 있다. 특히 엔진 격리부 및 연소기 영역은 전체 추진 성능과 안정성에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이에 대한 정밀 계측은 필수적이다. 이러한 배경에서, 비침습적이며 고속 응답 특성을 갖는 TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) 기반 유동 진단 기술이 효과적인 대안으로 주목받고 있다. TDLAS는 온도, 압력, 속도, 농도 등의 다양한 물리량을 유동 방해 없이 정량적으로 계측할 수 있는 장점이 있다. 국외에서는 TDLAS 기술을 초고속 유동장에 적용한 다양한 연구가 활발히 수행 되어오고 있으나, 국내의 경우 초고속 유동장에서의 적용 뿐만 아니라 실제 고속 비행체 운용 환경을 고려한 TDLAS 센서의 개발 및 적용 사례는 극히 드문 실정이다. 본 논문에서는 국내에서 수행된 TDLAS 기반 초고속 유동 진단 관련 연구 사례들을 중심으로, 센서의 강건성 확보를 위한 열적 및 기계적 환경 시험, 구조 및 신호 계측 시스템 설계, 초음속 유동장 내 실증 실험 결과를 종합적으로 보고한다.