항공기 동력 조종계통(Power Control System)에 대해 알아보자

항공기 동력 조종계통(Power Control System)에 대해 알아보자

2021. 1. 14. 13:17ㆍ항공

항공기 동력 조종계통(Power Control System)에 대해 알아보자

안녕하세요 다시맘N파입니다.

스물여섯 번째 시간으로 동력 조종계통의 부스터 조종계통, 플라이 바이 와이어 계통, 플라이 바이 라이트 계통에 대해 알아볼게요

1. 동력 조종계통(Power Control System)

동력 조종계통은 조종간이나 방향키 페달의 움직임을 유압 서버 작동기 등을 매개로 조종면에 조종력을 전달하는 방식인데요 이 방식은 조종하고자 하는 방향에 큰 조종력을 필요로 하는 대형 항공기나 초음속 항공기에 널리 사용됩니다.

이 방식에서는 조종간의 움직임은 서버 작동기로 전달할 수 있으나 조종면의 움직임은 조종력과 대응되지 않으므로 인공 감각장치를 함께 사용합니다.

이 장치는 공력 특성이 급변하는 천음속 영역을 포함한 속도 영역에서 비행하는 항공기에는 필수적인 장치인데요 대형 제트 항공기도 초기의 극히 일부를 제외하고는 유압에 의한 동력 조종장치를 사용하고 있어요

1) 부스터 조종계통(Booster Control System)

부스터 조종계통에서는 조종사의 조종하는 힘에 비례해서 증가된 힘을 유압장치로부터 조종면에 직접 힘을 가할 수가 있는데요

조종하는 변위(조타량)은 조종간의 움직임에 비례하고 힘에도 비례합니다.

그러나 이 장치는 조종간을 움직이면 조종면은 작동하지만, 조종면을 움직이려 해도 조종간이 움직이지 않는 비가역성 기구이므로 초음속 항공기용으로는 이용할 수 없는 점도 있어 현재에는 거의 쓰이지 않습니다.

2) 플라이 바이 와이어 계통(Fly-By-Wire System)

푸시풀로드와 조종 케이블을 이용한 수동 조종계통은 구조가 간단하고 고장이 없어 현대 항공기에서도 많이 사용하고 있어요

그러나 항공기가 대형화되고 전자장치의 신뢰성이 좋아짐에 따라 점차적으로 플라이 바이 와이어 장치의 사용빈도가 늘어나고 있습니다.

플라이 바이 와이어는 조종 케이블이나 푸시풀로드를 대체하는 전기, 전자적인 신호 및 데이터를 전송하는 장치입니다.

이 장치에서 조종간이나 방향키는 조종사의 조종신호를 컴퓨터에 입력하기 위한 도구가 되는데요 따라서 무게와 조타량이라는 2종류의 신호는 불필요해지며 가해지는 힘의 크기만으로 충분한 신호가 됩니다.

미국의 F-16 전투기는 이 방식을 사용한 최초의 전투기로써, 조종간이나 방향키 페달은 거의 움직이지 않고 힘의 크기만을 감지합니다.

플라이 바이 와이어 장치는 1970년대에 개발되기 시작하였으며 컴퓨터의 발달과 더불어 조종 케이블 및 기계적인 연결 장치들을 빠른 속도로 대체하고 있어요

그림 1-2는 플라이 바이 와이어의 기본개념을 보여주는겁니다.

플라이 바이 와이어 장치에 사용하는 컴퓨터는 2개 이상의 독립된 운영체제로 되어 있으며 하나의 소프트웨어가 정상적으로 작동하지 않아도 다른 소프트웨어가 기능을 대체하도록 설계를 합니다.

3) 플라이 바이 라이트 계통(Fly-By- Light System)

초기의 플라이 바이 와이어 기술은 기계적인 신호를 전기적인 신호로 변환하여 전송하는데 플라이 바이 와이어의 도입으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경하여 전송하는 방법은 계속 발전하였으며 데이터 전송량이 증가하면서 광학소자를 이용한 전송방법이 개발되었습니다.

플라이 바이 라이트는 디지털 전자기술의 발전에 따라 광섬유를 이용하여 데이터를 전송하는 방법이며, 이 방법의 도입으로 보다 안전하고 빠르게 데이터를 전송할 수 있게 되었어요. 최근 개발되는 항공기의 제어 컴퓨터들은 광섬유 인터페이스를 이용하는 기술이 상용화 되었으며 복잡하게 구성된 신호 전송체계를 매우 바르고 안정적으로 지원합니다.