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[회전익항공기] 헬리콥터 성능(밀도고도) 헬리콥터 성능 회전익 항공기의 성능은 엔진의 출력과 회전익이 발생하는 양력에 따라 달라집니다. 출력과 양력에 영향을 주는 3대 요소는 밀도고도(density altitude), 무게(weight), 바람(wind)이 있습니다. 밀도고도 밀도고도(Density Altitude)는 항공 용어로, 공기의 밀도가 표준 대기 상태(29.92in.Hg)에서 예상되는 밀도보다 얼마나 높거나 낮은 지를 나타내는 개념입니다. 즉, 밀도고도는 실제 공기의 밀도를 표준 대기 상태에서의 밀도로 변환하여 표현한 것입니다. 밀도고도는 고도, 온도, 습도와 같은 기상 조건에 따라 변동합니다. 고도가 높을수록 대기압이 낮아지고, 이는 공기의 밀도를 감소시킵니다. 대기압은 고도가 증가함에 따라 감소하는데, 이는 공기 분자들 사이의 거..
[회전익항공기] 헬리콥터 시스템(기타장치-실내 냉난방장치, 방빙장치) 실내 냉난방장치(enviornmental system) 항공기의 실내 냉난방을 위하여 여러 가지 방법이 이용되고 있습니다. 가장 단순한 냉방방법은 회부공기를 이용하는 것으로 항공기의 전방이나 측면에 공기배관을 설치하고 조종사가 필요에 따라 관을 열어 외부공기가 들어오게 하는 것입니다. 즉 자동차에서 창문을 여는 개념입니다. 이러한 장치는 외부공기를 공급하기 위하여 전진비행이 요구되고 또한 외부공기의 온도도 관계가 됩니다. 별도의 냉방장치를 설치하면 냉방효과는 개선되겠지만 보다 복잡해지고 항공기의 중량이 커지거나 감항성에 문제가 생길 수 있습니다. 또한 엔진별로 장치가 조금씩 다릅니다. 피스톤 엔진 회전익 항공기에서는 난방을 하기 위해 배기관 주변에 열교환기를 설치해 실내로 따뜻한 공기를 공급합니다. 실내..
[회전익항공기] 헬리콥터 시스템(기타장치-안정성증대장치, 자동조종장치) 기타 장치 헬리콥터는 조정성을 증가시켜 주는 안정성 증대장치(stablilty augmentation system), 자동조종장치(autopilot system), 조종 시 환경을 조작해 주는 실내 냉난방장치(environmental system), 항공기가 추운 곳을 비행해도 얼지 않도록 해주는 방빙장치(anti-icing system) 혹은 제빙장치(de-icing system)가 장착되어 있습니다. 이는 조종성을 증대시켜 주는 것뿐만 아니라 안전까지 확보해 주는 중요한 장치들이자 조종사가 조종 편의성을 체감으로 느낄 수 있는 장치입니다. 1. 안정성증대장치(stablilty augmentation system) 안정성 증대 장치 (Stability Augmentation System)는 헬리콥터의 ..
[회전익항공기] 헬리콥터 시스템(유압장치) 유압장치 소형 헬리콥터를 제외하고 대부분의 헬리콥터는 조종을 용이하게 하기 위해 유압장치를 가지고 있습니다. 일반적인 유압계통에는 각각의 조종장체에 작동기(actuator 혹은 servo)와 로터기어박스를 통하여 구동하는 펌프, 그리고 작동유를 저장하는 용기(reservoir, sump, tank 등)가 있습니다. 조종실에는 유압게통을 차단할 수 있는 스위치가 있으나 평상시에는 작동상태로 항공기를 운용하고 유압계기 또한 조종석에 설치하여 유압계통의 작동상태를 확인할 수 있습니다. 조종사가 조종장치를 조작하면 작동기가 작동하여 해당 조종장치를 적은 힘으로도 움직이게 만들어줍니다. 물론 유압장치가 고장 났다고 해서 바로 조종할 수 없어지는 것은 아니나 크기가 큰 헬리콥터일수록 조종간이 잘 안 움직여지고 최악..
[회전익항공기] 헬리콥터 시스템구성(로터 시스템) 회전익 장치(Main rotor system) 회전익 장치는 회전익 허브를 중심으로 회전익이 어떻게 작동하는가에 따라 구분됩니다. 완전접합식, 반고정식, 고정식 세 가지 종류가 있고 종류에 따라 특성 및 구성품이 달라집니다. 또 요즘에는 혼합형을 사용하는 항공기도 있습니다. 1. 완전 접합식 로터(fully articulated rotor system) 이 장치는 각각의 회전날개를 여러개의 힌지를 사용하여 중심축에 연결하여 서로 자유롭게 움직일 수 있도록 만들어진 로터입니다. 이 로터시스템에는 플래핑 힌지와 리드래드 혹은 드래그 힌지, 페더링 힌지가 추가되어 있습니다. 먼저 플래핑 힌지는 수평방향으로 되어있고 로터가 플래핑 할 수 있도록 유동성을 부여하는 힌지입니다. 플래핑은 양력불균형을 해소하기 위한 ..
[회전익항공기] 헬리콥터 시스템 구성(동력전달장치) 동력전달장치(Transmission system) 동력전달장치는 엔진의 동력을 메인로터와 테일로터 및 기타 구성품에 전달하는 장치입니다. 여러 가지 구성품목으로 이루어져 있고 일반적으로 자체 오일로 윤활과 냉각을 하기 때문에 오일량을 점검할 수 있는 육안게이지가 설치되어 있습니다. 기종에 따라 오일섬프에 금속조각탐지기를 장착하여 내부에 이상이 발생했을 때 조종석의 계기판에 경고등이 켜지는 장치도 있습니다. 1. 회전익 동력전달장치(main rotor transmission) 회전익 동력전달 장치의 주목적은 엔진출력 회전속도를 회전익 회전속도로 전환 하는 것이며 이는 항공기 기종별로 다른 비율을 가지고 있습니다. 대부분의 회전익항공기는 엔진과 회전익(로터)의 회전속도를 지시하거나 엔진과 회전익의 회전속도율..
[회전익항공기] 헬리콥터 시스템 구성(엔진) 헬리콥터 시스템의 구성 회전익 항공의 시스템에 대한 지식과 경험이 많을수록 항행 중에 발생하는 잠재적인 문제점을 보다 용이하게 인지하고, 문제가 발생하였을 때 즉각적인 조치를 할 수 있게 도움을 줍니다. 하여 기본적인 헬리콥터의 구성을 살펴보겠습니다. 엔진 엔진 종류는 왕복엔진(피스톤엔진)과 터빈엔진이 있습니다. 통상 왕복엔진은 소형기에 많이 사용하고 대부분의 항공기들은 터빈엔진을 사용하고 있습니다. 1. 왕복엔진 왕복엔진은 하나의 회전하는 크랭크 축에 연결된 여러 개의 피스톤으로 구성되어있습니다. 통상 4 행정(four-stroke) 엔진이며 동력발생을 위해 4가지의 주기운동을 합니다. 1-1. 흡입행정(intake stroke) 흡입행정은 피스톤이 실린더 헤드에서 가장 멀리내려가고 흡입밸브가 열려 연..
[비행역학] 헬리콥터의 자동회전(Autorotation) 자동회전(Autorotation) 헬리콥터를 운용하다 보면 엔진이 정지되는 등 비상상황일 일어나기도 합니다. 이때 항공기와 승무원을 살리기 위해 조종사는 비상절차를 실시하게 되는데 엔진이 정지했을 때 사용하는 기술이 바로 자동회전(Autorotation)입니다. 이는 엔진이 고장이나 다른 무엇의 이유로 멈추었을 때 항공기를 안전하게 착륙시키는 수단으로 , 고도라는 위치에너지를 속도라는 운동에너지로 변환시켜 착륙시키는 방법입니다. 모든 회전익 항공기는 자동회전을 위해 엔진과 로터사이에 자유회전장치(Freewheeling unit, 혹은 clutch)가 장착되어있어 엔진의 RPM과 로터의 RPM이 불일치 할시에 동력을 분리시켜 로터가 계속해서 회전할 수 있도록 만들어주는 장치입니다. 쉽게 설명하면 자전거를 ..

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