항공기 조향장치의 구성과 작동원리

항공기 조향장치의 구성과 작동원리

 

안녕하세요 다시맘N파입니다.

열일곱 번째 시간으로 조향장치의 구성과 작동원리에 대해서 알아볼게요

열여섯 번째 시간에는 제동장치의 브레이크 종류와 구조에 대해서 알아봤는데요. 다들 이해하셨을거라 생각하고 조향장치에 대해서 알아볼게요 ^^

 

1. 조향장치

조향장치는 지상에서 항공기의 진행방향을 바꾸기 위하여 사용하는 장치이며 일반적으로 앞 착륙장치가 담당을 하죠

 

소형항공기는 앞 착륙장치에 케이블과 푸시 풀 로드를 연결하여 조향 역할을 하는 경우도 있으나, 대부분의 항공기는 유압작동기를 이용한 조향장치로 구성이 되요

 

경항공기는 앞바퀴의 조향(Nose Wheel Steering) 능력을 제공하기 위해 단순한 기계적인 연결기구(Mechanical Linkage)에 방향키를 연결해서 사용해요

가장 흔하것은 앞바퀴 피봇(Nose Wheel Pivot)지점에 위치한 혼에 페달을 연결하기 위하여 푸시 풀 로드(Push-Pull Rod)를 이용하는 것이죠

 

대형항공기는 큰 덩치에 맞는 확실한 조종이 필요하며, 앞바퀴 조형장치에 동력 조향장치를 이용하죠

비록 대형 항공기의 앞바퀴 조향장치가 제작 상 각각 다르기는 하지만 기본적으로 이 장치는 유압작동기를 이용하여 거의같은 방법과 같은 장치로 작동을 해요

 

소형항공기, 경항공기, 대형항공기 각각 항공기별로 맞는 조향장치를 설치하는 것이 중요한 포인트죠

[그림 1-1] 항공기 조향장치

 1) 조향장치의 구성과 작동원리

일반적으로 조향장치는 방향키 페달과 스트어링 휠, 스티어링 미터링 밸브, 스티어링 실린더, 토션 링크 등으로 구성되어 지는데요 그림 1-2는 유압작동기를 이용한 대형항공기의 조향장치 구성과 작동 원리를 나타내요

[그림 1-2] 조향장치의 구성과 작동 원리

  (1) 방향키 페달

방향키 페달은 지상에서 작동할 경우, 스트어링 미터링 밸브를 움직이며 작은 각도로 방향 전환할 경우에 사용을 해요

  (2) 스티어링 휠

스티어링 휠(Steering Wheel)은 항공기의 방향 전환이 크게 요구될 경우에 사용하며 약 70~80도 회전이 가능해요.

항공기 종류에 따라 차이는 있으나 일반적으로 65도 이상의 회전이 필요한 경우는 토션 링크를 분리하여 인위적으로 회전시킬 수 있어요

  (3) 스티어링 미터링 밸브

스티어링 미터링 밸브(Steering Metering Valve)는 방향키 페달 및 스티어링 휠과 케이블로 연결되어 있어요

스티어링 미터링 밸브는 조향장치의 스티어링 실린더에 작용하는 유압의 방향과 비율을 결정하죠

스티어링 미터링 밸브의 내부에는 스프링 피스톤 형태의 유압 보정기(Compensator)가 내장되어 있어요

유압 보정기는 유압의 파동을 흡수하고 항공기 진행시의 앞 착륙장치가 좌,우로 진동하는 것을 막아주는 역할을 해요

유압 보정기가 내장되지 않은 앞 착륙장치는 좌,우로 진동하는 시미현상을 예방하기 위하여 별도의 시미댐퍼를 장착하기도 하죠

[그림 1-3] 시미 댐퍼(Shimmy Damper)

 * 시미 댐퍼(Shimmy Damper)

시미댐퍼는 유압 댐 플러그에 의해 진동과 시미현상을 조절하는데요. 댐퍼는 장착되거나 앞 착륙장치의 일부로 제작되어 활주, 착륙, 이륙중에 앞바퀴의 시미현상을 방지하는 역할을 해요

 

3가지 형태의 시미 댐퍼가 흔히 항공기에 사용되요

 - 피스톤 형

 - 베인 형

 - 무 유압형 : 무 유압형 시미댐퍼는 피스톤형과 유사하나 유체를 사용하지 않고 윤활제를 포함하는 고무 피스톤을 사용하기도 해요

 

[그림 1-4] 피스톤 형 시미 댐퍼

[그림 1-5] 베인 형 시미 댐퍼

 

[그림 1-6] 무 유압형 시미 댐퍼

  (4) 스티어링 실린더

스티어링 실린더는 좌,우 한 쌍으로 되어 있으며, 미터링 밸브를 통해 들어오는 유압으로 서로 밀고 당기는 방향으로 작동을 해요

스티어링 실린더는 토션 링크와 연결되어 있으며 조향 역할을 담당하죠

  (5) 토션 링크

상부 토션 링크는 스티어링 실린더와 연결되어 있으며 외부 스트럿을 축으로 회전할 수 있도록 되어 있어요

하부 토션 링크는 내부 스트럿에 연결되어 있으며, 토션 링크의 회전을 내부 실린더에 전달하여 앞 착륙장치가 방향을 전환하게 하죠

  (6) 비상 바이패스 밸브

항공기의 견인은 유압을 가하지 안은 상태에서 하게 되지만, 방향 전환에 따라 스티어링 실린더의 한 쪽은 유압 펌프와 같은 역할을 하게 되므로 회전에 대한 반작용 힘이 발생해요

이 반작용 힘은 항공기의 견인 차량과 연결된 견인 봉에 무리한 힘이 가해져 매우 위험한 상황이 발생할 수 있으므로 스티어링 실린더에 생기는 반작용 유압을 방지하는 장치가 필요해요

비상 바이패스 밸브는 스티어링 실린더의 좌,우측 유압 라인을 열린 상태로 만드는 밸브이며, 항공기 견인 시 반드시 비상 바이패스 밸브 핀을 꽂아 반작용 유압이 생기지 않도록 하여야 해요

 

여태까지 조향장치의 개요부터 조향장치의 구성과 작동원리에 대해서 알아보았는데요

방향키 페달, 스티어링 휠, 스티어링 미터링 밸브, 시미댐퍼 3가지, 스티어링 실린더, 토션링크, 비상 바이패스 밸브는 꼭 기억하시고 2~3번 읽어보세요

 

그럼 이만 포스팅을 마칠게요