추력 반전

Thrust reversal
에어버스 A321의 CFM56 엔진에 배치된 스러스트 리버서

역추력이라고도 하는 추력 역전은 항공기 엔진의 추력을 일시적으로 전환하여 항공기의 전진 이동에 반하는 작용을 하여 감속을 제공합니다.스러스트 리버서 시스템은 많은 제트 항공기에 탑재되어 있어 착륙 직후 속도를 늦춰 브레이크 마모를 줄이고 착륙 거리를 단축할 수 있습니다.이러한 장치는 항공기에 상당한 영향을 미치며 항공사의 안전 운항에 중요한 것으로 간주된다.추력 역전 시스템과 관련된 사고가 발생했는데, 여기에는 치명적인 시스템도 포함됩니다.

역추력은 또한 제어 가능한 피치 프로펠러를 음각으로 역추력함으로써 많은 프로펠러 구동 항공기에서 사용할 수 있다.배와 동등한 개념은 후진 추진이라고 불린다.

원칙과 용도

스러스트 반전 기능을 가진 극소수 전투기 중 하나인 파나비아 토네이도용 RB.199 엔진의 절반 전개된 표적형 리버서

착륙 롤은 터치다운으로 구성되어 항공기를 활주 속도에 이르게 하고 최종적으로 완전히 정지시킵니다.그러나 대부분의 상용 제트 엔진은 공회전 시에도 계속 전진 방향으로 추력을 발생시켜 [1]항공기의 감속도에 반하는 작용을 한다.대부분의 현대 항공기의 착륙 기어의 브레이크는 정상적인 상황에서는 항공기를 스스로 정지시키기에 충분하지만,[2] 안전을 위해 브레이크에 가해지는 응력을 줄이기 위해 또 다른 감속 방법이 필요하다.활주로의 눈이나 비와 같은 요인이 브레이크의 효과를 감소시키는 악천후와 관련된 시나리오와 거부된 [3]이륙과 같은 비상사태에서는 이러한 필요성이 더욱 [4]뚜렷하게 드러난다.

간단하고 효과적인 방법은 제트 엔진의 배기 흐름 방향을 반대로 하여 엔진 자체의 힘을 사용하여 감속하는 것입니다.이상적으로는 역방향의 배기 흐름이 [5]직진하는 것입니다.그러나 공기역학적 이유로 인해 이는 불가능하며 135°의 각도가 적용되어 다른 경우보다 효과가 떨어집니다.추력 반전은 비행 시에도 사용될 수 있지만, 이는 현대 [6]항공기에서는 일반적이지 않다.제트 엔진에 사용되는 추력 반전 시스템에는 타깃 시스템, 클램 셸 시스템 및 냉류 시스템의 세 가지 일반적인 유형이 있습니다.가변 피치 프로펠러를 장착한 일부 프로펠러 구동 항공기는 프로펠러 블레이드의 피치를 변경하여 역추력을 할 수 있습니다.대부분의 상업용 제트 여객기는 이러한 장치를 갖추고 있으며, 군용 [5]항공에도 적용되고 있다.

추력 반전 시스템의 유형

소형 항공기는 일반적으로 스러스트 반전 시스템을 갖추고 있지 않다(특수 적용 제외).반면, 대형 항공기(중량 12,500파운드 이상)는 거의 항상 역추력을 할 수 있는 능력을 가지고 있다.왕복 엔진, 터보프롭 및 제트 항공기는 모두 추력 반전 시스템을 포함하도록 설계될 수 있다.

프로펠러식 항공기

E-2C 호크의 가변 피치 프로펠러

프로펠러식 항공기는 제어 가능한 피치 프로펠러의 각도를 변경하여 역추력을 발생시켜 프로펠러가 추력을 앞으로 향하게 한다.이 역추력 기능은 제어 가능한 피치 프로펠러의 개발과 함께 사용 가능해졌습니다. 이 프로펠러는 프로펠러 블레이드의 각도를 변경하여 다양한 조건에서 엔진 출력을 효율적으로 사용합니다.역추력은 프로펠러 피치 각도가 미세에서 음으로 감소하면 발생합니다.이것을 베타 [7]포지션이라고 합니다.

피스톤 엔진 항공기는 일반적으로 터보프롭 항공기는 [8]역추력을 가지지 않는 경향이 있다.예를 들어 PAC P-750 XSTOL,[9] Cessna 208 캐러밴, Pilatus PC-6 Porter 등이 있습니다.

역추력의 한 가지 특별한 적용은 다중 엔진 시플레인 및 비행 보트에서 사용됩니다.이러한 항공기는 물에 착륙할 때 일반적인 제동 방법이 없으며 슬로밍 및/또는 역추력뿐만 아니라 감속 또는 정지하기 위해 물의 항력에 의존해야 한다.또한, 역추력은 종종 수상에서의 조종에 필요하며, 급회전하거나 심지어 항공기를 후진시키기 위해 사용된다. 이는 도크나 [citation needed]해변을 떠나는 데 필요할 수 있다.

제트기

전개 중인 타깃형 스러스트 리버서

제트 엔진을 사용하는 항공기에서는 제트 폭발을 전방으로 흐르게 함으로써 추력 반전을 달성한다.엔진은 후진으로 작동하거나 회전하지 않습니다. 대신 스러스트 후진 장치를 사용하여 블래스트를 차단하고 앞쪽으로 방향을 전환합니다.고우회비 엔진은 대부분의 추력이 코어와 반대로 이 섹션에 의해 생성되기 때문에 일반적으로 팬 공기 흐름의 방향만 변경함으로써 역추력을 일으킨다.일반적으로 사용되는 [6]제트 엔진 스러스트 반전 시스템은 세 가지가 있습니다.

외부 타입

주요 기사:목표형 스러스트 반전
Fokker 100의 Tay 엔진에 전개된 대상 '버킷' 스러스트 리버서

타깃 스러스트 리버서는 한 쌍의 유압 작동식 버킷 또는 클램셸형 도어를 사용하여 뜨거운 [1]가스 흐름을 반전시킵니다.전진 추력을 위해 이러한 도어는 엔진의 추진 노즐을 형성합니다.보잉 707에 [10]이 시스템을 처음 구현했을 때, 그리고 오늘날에도 여전히 일반적인 두 개의 리버서 버킷은 힌지를 통해 배치되었을 때 배기가스의 후방 흐름을 차단하고 전방 구성요소로 리다이렉트했습니다.이 유형의 리버서는 [6]전개 중에 엔진 후면에서 볼 수 있습니다.

내부 타입

VC10의 Rolls-Royce Conway 터보팬 클램셸 출구 그레이팅 오픈(아웃보드 엔진)

내부 스러스트 리버서는 엔진 에어플로 커버 내부의 디플렉터 도어를 사용하여 [1]나셀 측면의 개구부를 통해 공기 흐름을 리디렉션합니다.터보제트 및 혼합류 바이패스 터보팬 엔진에서는 공압식으로 작동하는 클램셸 디플렉터를 사용하여 엔진 [6][5]배기 방향을 수정합니다.리버서 덕트에는 캐스케이드 베인을 장착하여 공기 흐름을 더욱 [5]전진시킬 수 있습니다.

핀에어 에어버스 A340-300의 CFM-56 엔진에서 볼 수 있는 피벗 도어 냉기류 추력 반전
Boeing 777-300에 전개되는 냉류형 스러스트 리버서

터보젯 및 로우 바이패스 터보 팬 엔진에 사용되는 두 가지 유형과 달리, 많은 하이 바이패스 터보 팬 엔진은 콜드 스트림 리버서를 사용합니다.이 설계에서는 디플렉터 도어를 바이패스 덕트에 배치하여 [4]연소실을 바이패스하는 엔진 팬 섹션의 공기 흐름 부분만 방향 변경합니다.CFM56 등의 엔진은 일부 터보젯에서 [11]사용되는 내부 클램셸과 유사한 피벗 도어 리버서를 통해 통기를 유도합니다.캐스케이드 리버서는 엔진 나셀 주변 슬리브로 덮인 베인 캐스케이드를 사용하며, 이 캐스케이드는 공기 모터를 통해 후방으로 미끄러집니다.정상 작동 중에는 후진 스러스트 베인이 차단됩니다.선택 시 시스템은 도어를 접어서 콜드 스트림 최종 노즐을 차단하고 이 에어플로우를 캐스케이드 [6]베인으로 리다이렉트합니다.

냉류 리버서에서는 연소실에서 나오는 배기가 계속해서 전방 추력을 생성하기 때문에 이 설계는 [1][6]덜 효과적입니다.또한 핫 스트림 [5]스포일러가 장착된 경우 코어 배기 흐름을 리디렉션할 수 있습니다.냉류 캐스케이드 시스템은 구조적 무결성, 신뢰성 및 다용도로 알려져 있지만, 대형 [12]엔진을 수용하는 나셀에 무겁고 통합이 어려울 수 있다.

작동

보잉 747-8에서 볼 수 있는 메인 레버의 전방 역추력 레버

대부분의 조종석 설정에서 역추력은 추력 레버를 더 [1]뒤로 당겨 공회전 시 설정됩니다.역추력은 일반적으로 착륙 직후에 적용되며, 종종 스포일러와 함께 적용되어 잔류 공기역학적 리프트와 고속으로 착륙 기어에 위치한 브레이크의 효과가 제한될 때 착륙 롤의 초기 감속을 개선한다.역추력은 항상 스러스트 레버에 부착된 레버를 사용하거나 스러스트 레버를 역추력 '게이트'로 이동시켜 수동으로 선택합니다.

역추력에 의해 제공되는 초기 감속은 착륙 롤을 1/4 [5]이상 감소시킬 수 있다.그러나 규정에는 항공기가 예정된 항공사 서비스의 일부로 활주로에 착륙하기 위해 추력 역전을 사용하지 않고 착륙할 수 있어야 한다고 명시되어 착륙할 수 있어야 한다.

항공기 속도가 느려지면 역추력이 정지돼 역기류가 엔진 흡입구 앞으로 파편을 집어삼킬 수 있는 곳에 던져 이물질이 파손되는 것을 막는다.필요한 경우, 역추력을 정지까지 사용하거나 심지어 항공기를 뒤로 밀기 위한 추력을 제공하는 데 사용할 수 있다. 그러나 항공기 예인이나 토우바가 그러한 목적으로 더 일반적으로 사용된다.항공기를 게이트에서 밀어내기 위해 역추력을 사용할 때, 이 기동은 파워백이라고 불립니다.일부 제조업체는 눈이나 슬러쉬로 덮인 지면에서 역추력을 사용할 경우 슬러시, 물 및 활주로 제빙기가 공중에 떠서 날개 [13]표면에 부착될 수 있으므로 빙판 조건에서 이 절차를 사용하지 않도록 경고합니다.

역추력의 최대 출력이 바람직하지 않을 경우 스로틀을 최대 출력 미만으로, 심지어 공회전 출력으로 설정한 상태에서 역추력을 작동하여 엔진 구성 요소의 응력과 마모를 줄일 수 있습니다.후진 추력은 공회전 엔진, 특히 빙판길이나 슬릭 조건에서 잔류 추력을 제거하기 위해 또는 엔진의 제트 폭발로 [citation needed]인해 손상이 발생할 수 있는 경우에 선택되기도 합니다.

기내 운용

Boeing C-17 Globemaster III에는 파워백으로 볼 수 있는 소용돌이가 사용됩니다.

일부 항공기, 특히 일부 러시아 및 소련 항공기는 비행 중에 안전하게 역추력을 사용할 수 있지만, 이들 중 대부분은 프로펠러식이다.그러나 많은 민간 항공기는 그럴 수 없다.기내 역추력 사용에는 몇 가지 이점이 있습니다.고속 감속을 가능하게 해, 고속 변속을 가능하게 합니다.또한 일반적으로 가파른 다이빙과 관련된 속도 증가를 방지하여 빠른 고도 상실을 가능하게 하며, 전투 구역과 같은 적대적인 환경에서 특히나 [citation needed]육지에 가파른 접근을 할 때 유용할 수 있습니다.

더글러스 DC-8 시리즈는 1959년 취항 이후 기내 역추력 인증을 받았다.허용 가능한 속도에서 빠른 강하를 촉진하는 데 안전하고 효과적이었지만, 그럼에도 불구하고 상당한 항공기 뷔페링이 발생했기 때문에 실제 사용은 승객 비행에서 덜 흔했고 승객의 편안함이 [14]문제가 되지 않는 화물 및 여객선 비행에서 더 흔했다.

120~180인승 여객기인 호커 시델리 트라이던트(Hawker Siddeley Trident)는 역추력을 이용해 최대 10,000 피트/분 (3,050 m/min)까지 하강할 수 있었지만, 이 기능은 거의 사용되지 않았다.

콩코드 초음속 여객기는 하강 속도를 높이기 위해 공중 역추력을 사용할 수 있다.기내 엔진만 사용되었고, 엔진은 아음속 비행과 항공기의 고도 30,000피트(9,100m) 미만일 때만 후진 공회전 상태로 놓였습니다.이는 강하 속도를 약 10,000ft/min(3,000m/min)[citation needed]으로 증가시킨다.

보잉 C-17 글로브마스터 III는 비행 중에 역추력을 사용하는 몇 안 되는 현대 항공기 중 하나이다.보잉사가 제작한 이 항공기는 전투 환경에서 최대 15,000ft/min(4,600m/min)의 가파른 전술적 강하를 용이하게 하기 위해 4개 엔진 모두에 역추력을 비행 중에 배치할 수 있다(170mph를 약간 넘는 강하 속도, 즉 274km/h).1969년 출시된 록히드 C-5 갤럭시는 기내 엔진에만 [15]장착되지만 기내 역주행 기능도 갖추고 있다.

또한 Saab 37 Viggen(2005년 11월 퇴역)은 착륙 전 역추력, 필요한 활주로의 단축, 착륙 후 활주로를 모두 사용할 수 있어 많은 스웨덴 도로가 전시 활주로를 겸할 수 있었다.

고도로 개조된 그루만 걸프스트림 II인 셔틀 훈련 항공기는 우주비행사들이 착륙 연습을 할 수 있도록 우주왕복선 공기역학을 시뮬레이션하기 위해 비행 중에 역추력을 사용했다.비슷한 기술이 러시아 부란 [citation needed]우주왕복선을 시뮬레이션한 개조된 투폴레프 Tu-154에도 적용되었다.

효과

발생하는 추력과 동력은 항공기 속도에 비례하여 고속에서 [2][self-published source?]역추력을 더욱 효과적으로 만든다.최대한의 효과를 얻으려면 터치다운 [1]후 신속하게 도포해야 합니다.저속 작동 시 이물질이 손상될 수 있습니다.역추력 효과와 스포일러의 상향 피치 효과로 인해 추력 역전이 적용된 항공기가 순간적으로 지상을 다시 이탈할 위험이 있다.이러한 현상이 발생하기 쉬운 항공기의 경우 조종사는 역추력을 [2]적용하기 전에 지상에서 확실한 위치를 확보할 수 있도록 주의해야 한다.노즈 휠이 지면과 접촉하기 전에 적용될 경우, 노즈 휠로 항공기를 조종하는 것이 이 [1]상황에서 이동 방향을 제어할 수 있는 유일한 방법이기 때문에 더 높은 추력의 측면을 향해 제어할 수 없는 요를 발생시킬 가능성이 있다.

역추력 모드는 항공기 운영 시간의 극히 일부에만 사용되지만 설계, 중량, 유지보수, 성능 및 비용 측면에서 큰 영향을 미친다.벌칙은 중요하지만 안전 여유도 추가, 착륙 시 방향 제어에 대한 정지력을 제공하고 정상적인 제동 효과가 감소하는 오염된 활주로에서 거부된 이륙 및 지상 운용에 도움이 되기 때문에 필요하다.항공사는 스러스트 리버서 시스템을 항공기 운영 [12]안전의 최대 수준에 도달하는 데 필수적인 부분으로 간주한다.

추력반전 관련 사고 및 사고

역추력 비행 중 전개는 여러 수송형 항공기의 추락에 직접적으로 기여하였다.

  • 1966년 7월 4일, 등록 ZK-NZB를 가진 에어 뉴질랜드 더글러스 DC-8-52는 오클랜드 국제공항에서 정기 훈련 비행 중 이륙 시 4번 엔진의 모의 고장으로 인한 역추력 때문에 추락했다.그 충돌 사고로 탑승한 승무원 5명 중 2명이 사망했다.[1] [16]
  • 1978년 2월 11일, Pacific Western Airlines 314편 보잉 737-200이 크랜브룩 공항에 착륙을 거부하던 중 추락했다.왼쪽 추력 후진기는 제대로 보관되지 않았다. 상승 중에 전개되어 항공기가 왼쪽으로 굴러 땅에 떨어졌다.승무원 5명과 승객 44명 중 6명과 승무원 1명만 살아남았다.
  • 1982년 2월 9일 일본항공 350편은 정신적으로 불안정한 기장이 더글러스 DC-8의 엔진 4개 중 2개를 의도적으로 역추력한 후 도쿄 하네다 공항 활주로에서 300m 떨어진 지점에서 추락해 24명의 승객이 사망했다.[17][18][19]
  • 1990년 8월 29일, 미 공군 록히드 C-5 갤럭시가 독일 람슈타인 공군기지에서 이륙 직후 추락했다.비행기가 활주로를 벗어나기 시작하자 추력역전장치 중 하나가 갑자기 전개되었다.이로 인해 항공기의 통제력이 상실되고 후속 추락이 일어났다.탑승자 17명 중 4명은 사고에서 살아남았다.
  • 1991년 5월 26일, 보잉 767-300ER인 라우다 항공 004편은 왼쪽 엔진의 추력 역전이 잘못 전개되어 항공기가 급강하하여 [20]공중에서 분해되었다.213명의 승객과 10명의 승무원이 모두 사망했다.
  • 1996년 10월 31일 브라질 상파울루 콩고냐스 상파울루 국제공항을 이륙한 직후 TAM 린하스 에어레아스 402편이 추락해 아파트 2채와 주택 여러 채를 덮쳤다.이 사고로 승객 90명과 승무원 6명, 지상에 있던 3명이 모두 사망했다.추락은 이륙 직후 오른쪽 엔진에 고장난 추력역전장치를 무단으로 배치한 것이 원인이다.
  • 2004년 2월 10일, 포커 50 기종인 키시 에어 7170편이 샤르자 국제공항으로 접근하던 중 추락했다.46명의 승객과 승무원 중 43명이 사망했다.조사관들은 조종사들이 너무 일찍 프로펠러를 역추력 모드로 설정해서 항공기에 대한 통제력을 잃었다고 판단했다.
  • 2007년 7월 17일, TAM 린하스 에어리어스 3054편, 에어버스 A320기가 브라질 상파울루 콩고냐스 상파울루 국제공항에 착륙한 후 추락하여 셸 주유소, 자동차, 그리고 마지막으로 TAM 익스프레스 빌딩에 충돌하여 총 199명, 비행기 탑승자 187명, 지상에서 12명이 사망했으며 생존자는 없었다.그 충돌은 우측 추력 역전기의 오작동에 기인했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g Federal Aviation Administration (1 September 2011). Airplane Flying Handbook:Faa-h-8083-3a. Skyhorse Publishing Inc. pp. 635–638. ISBN 978-1-61608-338-0. Retrieved 9 July 2013.
  2. ^ a b c Phil Croucher (1 March 2004). JAR Professional Pilot Studies. Lulu.com. pp. 3–23. ISBN 978-0-9681928-2-5. Retrieved 11 July 2013.[자체 확인 소스]
  3. ^ "How Jet Crews Make Their Go/No-Go Decision During Takeoff".
  4. ^ a b Claire Soares (1 April 2011). Gas Turbines: A Handbook of Air, Land and Sea Applications. Butterworth-Heinemann. pp. 315–319, 359. ISBN 978-0-08-055584-3. Retrieved 11 July 2013.
  5. ^ a b c d e f Bernie MacIsaac; Roy Langton (6 September 2011). Gas Turbine Propulsion Systems. John Wiley & Sons. pp. 152–155. ISBN 978-0-470-06563-1. Retrieved 11 July 2013.
  6. ^ a b c d e f "Thrust Reversing". Purdue AAE Propulsion. Retrieved 10 July 2013.
  7. ^ "Reverse thrust: Stopping with style". 3 January 2017.
  8. ^ FAA: 비행기 비행 핸드북(FAA-H-8083-3B) 14장: 터보프로펠러 동력 비행기로 전환
  9. ^ "P-750 XSTOL Specifications". Pacific Aerospace. Retrieved 9 September 2013.
  10. ^ '보잉의 제트 스트래톨라이너' 파퓰러 사이언스, 1954년 7월, 24페이지
  11. ^ Linke-Diesinger, Andreas (2008). "Chapter 8: Thrust Reverser Systems". Systems of Commercial Turbofan Engines: An Introduction to Systems Functions. Springer Berlin Heidelberg. doi:10.1007/978-3-540-73619-6_8. ISBN 978-3-540-73618-9.
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  19. ^ "Troubled Pilot". Time. 1 March 1982. Archived from the original on May 2, 2008. Retrieved 10 November 2011.
  20. ^ "26 May 1991 – Lauda 004". Tailstrike.com: Cockpit Voice Recorder Database. 2004-09-23. Retrieved 2006-12-14.

외부 링크

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