항공기 엔진 제어

Aircraft engine controls
Cessna 182D Skylane의 엔진 제어 장치 및 표시기가 있는 항공기 계기판

항공기 엔진 제어는 조종사가 항공기 발전소의 작동을 제어하고 감시할 수 있는 수단을 제공한다.이 문서에서는 프로펠러를 구동하는 기본 내연기관에서 사용되는 제어장치에 대해 설명합니다.이 문서의 말미에 옵션 또는 그 이상의 고급 구성에 대해 설명합니다.제트 터빈 엔진은 서로 다른 작동 원리를 사용하며 자체 컨트롤 및 센서를 가지고 있습니다.

기본 제어 및 표시기

  • 스로틀 제어 - 조종석에 있는 레버를 사용하여 원하는 출력 레벨을 정상적으로 설정합니다.카뷰레트 엔진에서 레버는 스로틀 레버라고 불리며, 스로틀 밸브 개방의 양만큼 실린더로 공급되는 공기-연료 혼합물의 질량 유량을 제어합니다.연료 분사 시스템이 있는 엔진에서 레버는 일반적으로 파워 레버라고 불리며 실린더로 분사되는 연료량을 제어합니다.
  • 프로펠러 컨트롤 또는 조속기 - 프로펠러 블레이드 피치를 조정하고 필요에 따라 엔진 부하를 조절하여 설정된 분당 회전수(RPM)를 유지합니다.자세한 내용은 아래 프로펠러 섹션을 참조하십시오.
  • 혼합 제어 - 흡기 공기 흐름에 추가되는 연료량을 설정합니다.고도가 높을수록 공기 압력(따라서 산소 수준)이 감소하므로 정확한 공기-연료 혼합물을 제공하기 위해 연료량도 감소해야 합니다.이 과정을 "편향"이라고 합니다.
  • 마스터 스위치 - 대부분의 경우 배터리 마스터와 교류 발전기 마스터라는 두 개의 개별 스위치입니다.배터리 마스터는 배터리를 항공기의 주 전기 버스에 연결하는 릴레이(배터리 접촉기라고도 함)를 활성화합니다.교류 발전기 마스터는 교류 발전기 필드 회로에 전원을 공급하여 교류 발전기를 작동시킵니다.이 두 개의 스위치는 항공기 내 모든 시스템에 전력을 공급합니다.
  • 점화 스위치 - 접지 또는 'p-lead' 회로를 열어 마그네토를 활성화합니다. p-lead가 접지되지 않은 상태에서 마그네토는 고전압 출력을 스파크 플러그로 자유롭게 전송할 수 있습니다.대부분의 항공기에서 점화 스위치는 엔진 시동 중에 스타터 모터에도 전원을 공급합니다.피스톤 항공기 엔진에서 배터리는 연소를 위한 스파크를 생성하지 않습니다.이것은 마그네토스라고 불리는 장치를 사용하여 이루어집니다.마그네토는 기어로 엔진에 연결됩니다.크랭크축이 회전하면 기계적으로 스파크 전압을 발생시키는 마그네토가 회전합니다.전기적 고장이 발생할 경우 엔진이 계속 작동합니다.점화 스위치에는 다음과 같은 위치가 있습니다.
    1. Off - 두 개의 마그네토 P-리드 모두 전기 접지에 연결됩니다.그러면 두 마그네토가 모두 비활성화되어 스파크가 발생하지 않습니다.
    2. 오른쪽 - 왼쪽 자기 p-선이 접지되어 있고 오른쪽이 열려 있습니다.그러면 왼쪽 마그네토가 비활성화되고 오른쪽 마그네토만 활성화됩니다.
    3. 좌측 - 우측 자기 p-선이 접지되어 좌측이 개방되어 있습니다.그러면 오른쪽 마그네토가 비활성화되고 왼쪽 마그네토만 활성화됩니다.
    4. 둘 다 - 정상적인 작동 구성입니다. 두 개의 p-lead가 모두 열려 있어 두 개의 마그네토가 모두 활성화됩니다.
    5. 시동 - 스타터 모터의 피니언 기어가 플라이휠과 결합되고 스타터 모터가 작동하여 엔진을 회전시킵니다.대부분의 경우 낮은 [1]RPM에서 마그네토 간의 타이밍 차이로 인해 왼쪽 마그네토만 활성화됩니다(오른쪽 p-리드 접지).
  • 회전 속도계 - 엔진 속도를 RPM 또는 최대 비율(%)로 표시하는 게이지입니다.
  • 매니폴드 압력(MP) 게이지 - 흡기 매니폴드의 절대 압력을 나타냅니다.정속 프로펠러가 장착된 항공기의 경우, 이는 엔진의 작동 동력을 가장 직접적으로 나타냅니다.스로틀이 완전히 열리면 매니폴드 압력(즉, 최대 출력)이 대략적으로 외기 압력과 같아집니다. 따라서 엔진에 터보차저 또는 유사한 흡기 압력 증가 시스템이 장착되지 않은 한 최대 압력은 고도에 따라 변합니다.스로틀이 닫히면 엔진이 사용할 수 있는 연료/공기 혼합물을 제한하기 때문에 이 압력이 감소합니다. 즉, 엔진에서 생산할 수 있는 것보다 낮은 출력으로 작동합니다.
  • 오일 온도 게이지 - 엔진 오일 온도를 나타냅니다.
  • 오일 압력 게이지 - 엔진 윤활유의 공급 압력을 나타냅니다.
  • 배기 가스 온도(EGT) 게이지 - 연소 직후 배기 가스의 온도를 나타냅니다.판독값이 하나만 제공되는 경우 일반적으로 가장 뜨거운 실린더의 배기량을 측정합니다.공기-연료 혼합(경사)을 올바르게 설정하는 데 사용됩니다.
  • 실린더 헤드 온도(CHT) 게이지 - 하나 이상의 실린더 헤드의 온도를 나타냅니다.CHT는 공랭식 실린더 헤드를 통과하는 공기 흐름의 양과 온도에 가장 직접적인 영향을 받습니다.대부분의 고성능 엔진은 이 에어플로우를 관리하고 적절한 CHT를 유지하기 위해 조절 가능한 뚜껑 플랩을 제공합니다.
  • 카뷰레터 열 제어 - 카뷰레터 벤추리 영역에 열을 가하여 카뷰레터의 목구멍에 얼음이 생기는 것을 제거 또는 방지하고 충격 결빙 시 에어 필터를 우회합니다.
  • 대체 공기 - 연료 분사 엔진의 공기 필터를 바이패스합니다.

연료

  • 연료 프라이머 펌프 - 냉간 엔진 시동을 돕기 위해 실린더 흡입구에서 소량의 연료를 추가하는 수동 펌프입니다.연료 분사 엔진에는 이 컨트롤이 없습니다.연료 분사 엔진의 경우, 연료 부스트 펌프는 시동 전에 엔진을 프라이밍하는 데 사용됩니다.
  • 연료량 게이지 - 식별된 탱크에 남아 있는 연료량을 나타냅니다.연료 탱크당 1개씩.일부 항공기는 모든 탱크에 대해 단일 게이지를 사용하며, 선택 스위치를 돌려 공유 게이지에 표시할 탱크를 선택할 수 있으며, 여기에는 모든 탱크의 총 연료를 표시하는 설정이 포함된다.스위치 설정의 예로는 "좌, 우, 동체, 합계"를 들 수 있습니다.이렇게 하면 4개의 서로 다른 전용 연료 게이지가 필요하지 않게 되어 계기판의 공간을 절약할 수 있습니다.
  • 연료 선택 밸브 - 선택한 탱크에서 엔진으로 연료 흐름을 연결합니다.

항공기에 연료 펌프가 장착된 경우:

  • 연료 압력 게이지 - 카뷰레터에 대한 연료 공급 압력을 나타냅니다(또는 연료 분사 엔진의 경우 연료 컨트롤러에 대한 연료 공급 압력).
  • 연료 부스트 펌프 스위치 - 보조 전기 연료 펌프의 작동을 제어하여 엔진 시동 전 또는 엔진 동력 연료 펌프 고장 시 엔진에 연료를 공급합니다.몇몇 대형 비행기들은 비행 승무원들이 연료를 버리거나 버릴 수 있는 연료 시스템을 가지고 있다.작동 시 연료 탱크의 부스트 펌프는 연료를 덤프 슛 또는 분사 노즐로 펌핑하고 대기 중으로 이동합니다.

프로펠러

고정 피치 프로펠러가 장착된 항공기에서는 공기 속도와 부하에 따라 달라지는 프로펠러 회전 속도를 직접 제어할 수 없습니다.따라서 조종사는 프로펠러의 속도를 일정하게 유지하기 위해 RPM 표시기에 주의를 기울이고 스로틀/파워 레버를 조정해야 합니다.예를 들어, 공기 속도가 감소하고 부하가 증가하면(예: 상승 시), RPM이 감소하며 조종사는 스로틀/동력을 증가시켜야 합니다.공기 속도가 증가하고 부하가 감소하면(예: 급강하 시), RPM이 증가하며, 조종사는 RPM이 작동 한계를 초과하여 모터를 손상시키지 않도록 스로틀/동력을 감소시켜야 합니다.

항공기에 조정 가능한 피치 또는 정속 프로펠러가 장착된 경우:

  • 블레이드 피치 제어 - 원하는 프로펠러 회전 속도를 제어하여 다양한 작동 조건(즉, 공기 속도)에서 프로펠러의 효율성을 극대화합니다.조정 가능한 피치 프로펠러 제어 시스템에서 조종사는 프로펠러 피치 각도와 프로펠러 블레이드의 공격 각도를 조정하여 원하는 프로펠러 회전 속도를 달성해야 합니다.피치(블레이드 공격 각도)가 높아지면 엔진에 가해지는 부하가 증가하므로 엔진 속도가 느려지고 그 반대도 마찬가지입니다.그러나 실제 프로펠러 속도는 작동 조건(예: 공기 속도)이 변경되지 않는 경우에만 안정적으로 유지됩니다. 그렇지 않으면 조종사는 원하는 프로펠러 속도를 유지하기 위해 지속적으로 피치를 조정해야 합니다.정속 프로펠러 제어 시스템은 프로펠러 조속기를 도입하여 조종사가 피치 각도 대신 원하는 프로펠러 속도를 제어할 수 있도록 합니다.조종사가 원하는 프로펠러 속도를 설정하면 프로펠러 거버너는 엔진의 오일 압력을 사용하여 프로펠러 허브의 유압 피스톤을 움직여 프로펠러 블레이드의 피치를 조정하여 프로펠러 속도를 유지합니다.많은 최신 항공기는 싱글 레버 전력 제어(SLPC) 시스템을 사용하며, 이 시스템에서는 온보드 컴퓨터(FADC)가 원하는 전력 설정 및 작동 조건에 따라 프로펠러 속도를 자동으로 관리합니다.프로펠러로부터의 출력 파워는 프로펠러 효율과 엔진으로부터의 입력 파워의 곱과 같습니다.
  • 매니폴드 압력 게이지 - 엔진이 정상적으로 작동 중일 때 흡기 매니폴드 압력과 엔진에서 발생하는 토크 사이에 좋은 상관 관계가 있습니다.프로펠러에 대한 입력 전력은 프로펠러 회전 속도 및 토크의 곱과 동일합니다.

뚜껑

열린 뚜껑 덮개 전면도
열린 뚜껑 플랩의 후면도

항공기에 조절 가능한 뚜껑 덮개가 장착된 경우:

  • 뚜껑 플랩 위치 제어 - 뚜껑 플랩은 이륙과 같은 고출력/저공속 작동 중에 열려 엔진의 냉각 핀을 통한 냉각 공기량을 극대화합니다.
  • 실린더 헤드 온도 게이지 - 모든 실린더 헤드의 온도를 나타내거나 단일 CHT 시스템, 즉 가장 뜨거운 헤드의 온도를 나타냅니다.실린더 헤드 온도 게이지는 오일 온도 게이지보다 응답 시간이 훨씬 짧기 때문에 파일럿에게 냉각 문제가 발생했음을 더 빨리 알릴 수 있습니다.엔진 과열의 원인은 다음과 같습니다.
    1. 높은 전력 설정으로 너무 오래 실행 중입니다.
    2. 서투른 기울기 기술.
    3. 냉각 공기량을 너무 많이 제한합니다.
    4. 엔진의 가동 부품에 윤활유가 충분히 공급되지 않습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "MS94-8A Service Bulletin" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2010-10-09.