일반기술

터보프롭 항공기 추진계통 종합기술

본 기술이전 내용은 당 부서에서 수행한 터보프롭 항공기의 추진계통 시스템종합기술로서 엔진 공기흡입구 설계/시험절차, 배기덕트 설계/시험절차, 추진계통의 시험평가기법 및 장착성능해석기법에 관한 것이다. 추진계통의 구성은 선정된 엔진의 종류와 장착위치 등에 따라서 구조 및 형상에 있어서 큰 차이가 있다. 본 기술이전에 적용된 엔진은 Pratt & Whitney사의 PT6 터보프롭 엔진으로서 엔진공기흡입구가 엔진 후방에 위치하고 있어서 흡입구의 형태와 배기덕트의 형태가 일반적인 항공기용 제트엔진과 상이한 특징을 가지고 있다. 한 개의 엔진이 전방동체 내에 장착되어 있으며, 추진계통의 전체적인 구성은 그림[1]과 같다. 엔진 공기흡입구의 형태는 그림[1]에서 알 수 있듯이 빙결조건하에서 엔진의 안전운전을 보장하고 FOD (Foreign Object Demage)를 최소화할 수 있는 관성분리기능을 보유하고 있으며 심한 기동조건하에서도 엔진의 안정성을 확보할 수 있는 Plenum Chamber를 가진 Chin형상으로 이에 대한 설계/시험평가 기술이 전수될 예정이다. 배기덕트는 엔진 전방좌우로 배출되는 배기가스를 항력을 최소화하면서 추진력을 최대하는 것을 설계목표로 하고 있으며 기준 배기덕트와 설계배기덕트의 성능차이가 장착특성으로 반영되므로 이에 대한 설계 및 시험평가절차가 기술전수내용에 포함된다. 추진계통의 시험평가기법은 항공기 및 엔진의 요구조건과 규정(FAR/MIL)의 요구조건을 충족하는지를 검증하는 시험과 추진계통의 장착성능해석을 위한 손실계수의 측정을 위한 시험으로 구분된다. 본 기술이전에는 요구조건정의, 시험기법, 시험절차, 시험평가분석 및 장착성능분석 등을 포함한다.1) 공기흡입구 설계/시험평가 절차 추진계통의 장착성능을 계산하기 위해서는 엔진 공기흡입구의 성능특성자료를 필요로 하며, 흡입구의 성능특성은 엔진의 종류, 장착위치, 흡입구 각 부위의 형상에 따라서 많은 차이를 나타낸다. 따라서 본 기술이전에서는 터보프롭 항공기용 추진기관으로 많이 사용되고 있는 PT6 엔진에 적합한 공기흡입구 덕트의 설계기법 및 성능특성 시험평가기법에 대한 내용이 포함된다. 공기흡입구의 설계에는 흡입구 Lip의 내부 및 외부 형상설계, 덕트 형상설계, 및 흡입구 덕트의 일부분을 이용한 관성분리장치의 설계 등이 포함된다. 흡입구의 시험평가에는 흡입구의 압력회복특성을 평가하기 위한 비행시험 평가 및 관성분리장치의 요구조건 만족여부를 입증하기 위한 시험평가내용 포함된다. 2) 배기덕트의 설계/시험평가 절차 터보프롭항공기에서 배기덕트가 추진계통의 장착성능특성에 영향을 미치는 설계인자는 배기덕트의 압력손실과 배기덕트에서 발생되는 추력이며, 배기덕트에 의한 항력은 항공기의 항력에 영향을 미친다. PT6용 엔진에서는 비 장착 엔진성능특성에 기 반영된 압력손실과 실재 적용된 배기덕트의 압력손실과의 차이가 장착성능특성 해석의 입력자료로 사용되며, 배기덕트의 압력손실은 배기덕트의 유효 단면적으로 표시된다. 그러므로 본 기술이전에는 배기덕트의 유효면적 산출절차 및 성능시험평가가 포함된다.