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[공학]가스터빈1차과제

1. 터보제트, 터보팬, 터보프롭, 터보샤프트 엔진의 구조 및 장단점 비교.⑴ 터보제트 엔진터보제트엔진은 항공기용 가스터빈의 대표적형식의 하나이며 가장 많이 이용되는 제트엔 진이다. 작동원리는 흡입한 공기를 압축기에 넣고 고압화하여 연소실로 인도. 연소실에 서 연료를 분사하여 연소하여 고온·고압의 가스로 만든 후 터빈에 가스를 불어넣어 터빈 을 고속회전시켜 작동한다.- 구성품 :- 장점 : ① 전진속도 증가시 램공기가 증가하기 때문에 추력이 올라감.② 고속비행 및 고고도에서 연료소비율이 줄어듬.③ 단위 추력당 가장 경량임.④ 고속비행에 적합함.- 단점 : ① 저전진속도시 저추력을 가짐.② 저속 및 저고도에서 가장 높은 추력특정연료소비율을 가짐.③ 긴 활주거리가 요구됨.④ 작은 정면입구 면적으로 지상의 위험지역 반경이 가장좁음.⑤ 고속배기가스에 의한 소음이 가장 높아 소음억제기를 필요로함.⑥ 더운날씨에 성능이 감소함. 터보제트 엔진의 구조(2) 터보팬 엔진터보팬 엔진은 팬엔진 또는 팬제트 엔진이라고도 하며, 터보제트 엔진의 압축기 맨앞 부 분에 증설한 커다란 팬을 터빈 후류에 추가시킨 후방터빈으로 이를 구동하여 팬으로 압 축된 공기의 일부를 압축기로 보냄과 동시에 나머지 압축 공기를 연소시키지 않고 엔진 뒤쪽으로 분출시키는 형식의 엔진이다. 이와 같이 터보팬 엔진은 다량의 배기가스를 비 교적 저속으로 분출시킴으로서 추력을 얻도록 설계되었으며, 테보제트 엔진의 고속성능 의 우수성과 터보프롭 엔진의 우수성을 결합하여 제작된 엔진이다.- 장점 : ① 상대적으로 저 전진 속도와 증가된 전진 속도에서 높은 추력을 가짐.② 연료 소비율은 터보제트와 터보프롭의 중간임.③ 단위추력당 중량이 터보제트 와 터보프롭의 중간임.④ 상대적으로 짧은 이륙거리를 가짐.⑤ 상대적으로 고속 장거리 배행에 적합함.⑥ 더운날씨에 터보제트 엔진에 비해 성능이 우수함.- 단점 : ① 엔진의 크기가 커서 많은 공간이 필요함. 터보팬 엔진의 구조(3) 터보프롭 엔진터보프롭 엔진은 주로 프로펠러를 구동하기 위해 사용되는 항공용 가스터빈 엔진이며 기 관 출력의 약 90%를 회전축 출력으로 빼내어 감속장치를 이용 프로펠러를 구동하여 추 진력을 얻음과 동시에 나머지 약 10%추진력을 제트에너지에서 얻도록 설계되어있다.- 장점 : ① 저전진 속도시 가장 높은 추력을 가짐.② 저속과 저고도에서 가장 낮은 연료 소비율을 가짐.③ 단·중거리 활주로와 고부하의 인양력에 적합함.(단 속도는 500MPH로 제한)④ 가장 소음이 적음.- 단점 : ① 전진속도가 증가하면 추력이 떨어짐.(400MPH)② 단위 추력당 가장 무거움. 터보제트보다 구조가 복잡함.③ 큰 정면입구면적으로 지상의 위험반경이 크다. 터보프롭 엔진의 구조(4) 터보샤프트 엔진터보샤프트 엔진은 엔진출력의 100%를 회전축 출력으로 사용하게 설계된 형식의 엔진 으로 주로 헬리콥터의 회전날개 구동용으로 이용된다. 대부분의 경우 회전날개는 프리터 빈)축에 의해 감속 장치를 매개로 구동된다.- 장점 : ① 추력중량비가 왕복엔진보다 매우높다.② 같은 힘을 내는 왕복엔진보다 4~5배 가볍고 연료소비수준은 비슷하다.③ 엔진이 두부분으로 나뉘어져 엔진의 주기단을 한데 모으고 동력 전달계통을 한데로 모아 정비가 용이하다.④ 속도, 운용폭이 크다.(중소형 비행기에 적합)- 단점 : ① M=0.5 정도에 이르면 프로펠러의 효율이 감소, 항력이 급격히 증가, 추력 이 급감하는등의 엔진 성능이 저하.(고속비행에 적합하지못함.) 터보 샤프트엔진의 구조2. 현재 사용되고 있는 가스터빈을 조사하고 규격을 간단히 정리하라.(1) 터보제트 엔진형① J-85 엔진 J-85 엔진☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 17,900 LBS☞ 엔진무게 : 3,871 LBS☞ 사용항공기 : F-4(PHANTOM)② J-79 엔진 J-79 엔진☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 17,900 LBS☞ 엔진무게 : 3,871 LBS☞ 사용항공기 : F-4(PHANTOM)③ A250 엔진 A250 엔진☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 5000 LBS☞ 엔진무게 : 684 LBS☞ 사용항공기 : F-5(2) 터보팬 엔진형① F100 엔진 F100 엔진☞ 제조회사 : PRATT & WHITNEY☞ 엔진출력 : 29,100 LBS☞ 엔진무게 :3,780 LBS☞ 사용항공기 : F-15, F-16☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 9,065 LBS☞ 엔진무게 : 2,325 LBS☞ 사용항공기 : A-10(썬더볼트)② TF-34 엔진 TF-34 엔진☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 9,220 ~ 20,000 LBS☞ 엔진무게 : 1,626 LBS☞ 사용항공기 : EMBRAER 170/175/190/195CRJ 100 /200 /700 /900③ CF-34 엔진 CF-34 엔진☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 40,000 ~ 72,000 LBS☞ 엔진무게 : 8,966 LBS☞ 사용항공기 : BOEING 747/767④ CF6 엔진시리즈 CF6 엔진(3) 터보프롭 엔진형☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 3,935 ~ 4750 LBS☞ 엔진무게 : 1,180 LBS☞ 사용항공기 : CH-53/ MH-53① T-64 엔진 T-64 엔진(4) 터보샤프트 엔진형① T700 엔진 T700 엔진☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 1,800 LBS☞ 엔진무게 : 438 LBS☞ 사용항공기 : UH-60, AH-64☞ 제조회사 : GENERAL ELECTRIC☞ 엔진출력 : 26,820 HP☞ 엔진무게 : 10,305 LBS☞ 사용항공기 : MARINE & INDUSTRIAL(구축함)② LM2500 엔진 LM2500 엔진☞ 제조회사 : ALLIED SIGNAL☞ 엔진출력 : 14,000LBS☞ 엔진무게 : 545 LBS☞ 사용항공기 : UH-1H, AH-1S③ T-53 엔진 T-53 엔진④ T-55 엔진 T-55 엔진☞ 제조회사 : ALLIED SIGNAL☞ 엔진출력 : 4,378 SHP☞ 엔진무게 : 950 LBS☞ 사용항공기 : CH-47D☞ 제조회사 : ALLISON☞ 엔진출력 : 5,000 SHP

공학/기술| 2007.06.19| 8페이지| 2,000원| 조회(849)

가스, 가스터빈, 터빈

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[공학기술]가스터빈 2차과제

◎ 압축기 블레이드의 익형(airfoil)부를 가공하는 방법으로 electro chemical machining 방법을 적용한다. 원리를 설명하고, 일반적인 milling 작업보다 작업효율이 높은 이유는?- 전해 가공 (ECM) 이란 ?① 개요전해가공은 전기화학 가공이라고도 하며, 전기화학적 용해작용을 재료의 필요한 부분 에 집중, 제한함으로써 필요로 하는 형상, 치수 , 표면상태를 얻는 가공법이다.② 특징· 장점 - 재료의 경도나 인성에 관계없이 일정한 속도로 가공할 수 있다.- 공구 전극의 소모가 전혀 없다.- 가공속도가 빠르다.- 복잡한 형상의 가공을 1공정을 통해 할 수 있다.- 열작용, 기계작용이 가해지지 않기 때문에 가공변질층이 생기기 않는다.- 본질적으로 경면을 얻을 수 있고, 가공속도가 클수록 좋은 다듬질 면이 된다.· 단점 - 전해액은 일반적으로 부식성이 있다.- 전해생성물의 처리에 힘이 든다.- 공구 전극의 제작에 경험과 수고가 필요하다.- 복잡하고 섬세한 형상은 정밀도가 떨어진다.③ 전해액· 전해액의 기능- 공구와 가공물 사이에 전해 전류를 흘린다.- 가공간극에서 전해생성물을 제거한다.- 가공 중 발생하는 열을 제거한다.· 전해액의 구비조건- 가공물의 표면에 불용해 생성물을 만들지 않아야 한다.- 양이온의 공구면에 전착하지 않아야 한다.- 전도도가 높고 점도가 낮아야 한다.· 전해액의 종류- 중성염 용액(NaCl)- 산용액(HCl)- 알칼리 용액(NaOH)④ 구성 및 작동원리전해가공의 작동원리는 가공형상의 전극을 음극(-)에, 일감을 양극(+)으로 하여 가까 운 거리(0.~0.7mm)에 놓고, 양극 간에 전해액을 분출시키며, 10~20V의 전압으로 30~200의 직류 대전류를 흐르게 하면 양극에서 용해 용출현상이 일어나 가 공하는 방식으로 주로 정밀도가 그리 중요하지 않은 금형가공에 이용된다.< 그림 1. 전해 가공장치의 구성>◎ 선반작업(turning) 중에 수직형(vertical lathe)과 수평형(engine lathe)의 선반에 적도가 떨어진다.2. 다이아몬드 숫돌· 다이아몬드를 숫돌입자로 하고 메탈 결합제로 소결하거나, 금속바퀴의 표면에 다 이아몬드 숫돌입자를 부착시킨다.· 가공능뉼이 가장 높고 초경합금의 총형연삭에 효과가 크다.· 가격이 고가이고 셩형성이 나쁘다.3. 도전성 숫돌· 숫돌입자를 훅연이나 금속입자로 소결한다· 일반 숫돌에 기공을 통해 화학도금, 진공증착 등의 방법으로 금속층을 부착시켜 도전성을 부여한 것도 있으며, 기계 연삭성과 성형성이 있어 가장 많이 사용된다.⑤ 구성 및 작동원리전해연삭은 기계연삭과 전해 용출작용을 조합시킨방법으로 전해 작용을 할때 (+)극에 나타나는 용출물을 숫돌로 갈아 제거함으로써 가공하는 방법이다.전류는 전원의 (+)극→가공테이블→전해액(가공간)→전극숫돌→브러시→(-)극의 통로로 흐른다. 전해액은 펌프에 의해 길어 올려지고, 노즐에 의하여 숫돌면에 뿜어지며, 숫돌 의 회전에 의하여 가공간에 공급된다. 이들의 전해액은 모아여 액 탱크로 돌아가서 다 시 펌프에 의하여 길어 올려져 필터를 통하여 숫돌면에 공급된다.◎ 가스터빈 내에는 냉각을 위한 작은 구멍이 무수히 많다. 이들 구멍을 가공하는 방법 중의 하나가 laser beam drilling 이다. 본 작업에 대하여 조사하라.- 레이져빔 가공이란?① 개요레이자빔 가공은 빛의 에너지를 이용하는 가공법으로 레이저는 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation의 머리글자를 딴 것으로 광레이저라고도 한다.레이저 광원의 빛은 여러 가지 특징이 있으나 그중에서 밀도가 매우 높은 단색성과 평 행도가 높은 지향성을 이용하여 렌즈나 반사경을 통해 집적해서 일감에 빛을쬐며, 전자 빔 가공과 같이 순간적으로 국부에 가열되어 용해 또는 증발된다. 이와 같은 원리를 이 용하여 대기 중에서 비접촉으로 가공하는 것을 레이저빔 가공이라고한다.② 레이저빔 가공의 특징· 장점 - 미세 가공이 가능하다.- 국부 고온 가공에 의해 나삭재의 가공이 용이하다.- 공구인 레이저빔과 가워 밀도가 적어져 가공할 수 없게 되지만, 초점에서 1mm 정도 벗어나게 해도 구멍뚫기 가공을 할 수 있다. 이 경 우, 뚫어진 구머으이 단면형상은 아래 그림과 같이 가공면과 처점의 관계위치에 따라 상당히 다르게 된다.위 그림과 같이 가공면이 초점에 의해 렌즈쪽(초점의 안쪽)에 있을 때는 원추형의 구 멍이 뚫리고, 초점위치에 일치할때는 거의 균일한 지름의 구멍이 뚫린다. 초점에서 바깥쪽으로 위치 할때는 중간굻기의 형상이된다. 레이져에 의한 구멍뚫기는 보통의 방법으로써는 곤란한 재료에 대하서 가장 효과적으로 이용된다. 응용사례로는 가장 실용화가 앞선 다이아몬드 와이어 드로잉 다이스의 구멍뚫기이다. 이것은 레이저 가 공으로 원충형의 구멍을 간단히 뚫을수 있는 것을 그대로 이용하기 때문에 거친 가공 을 레이저로 하고, 래핑으로 다듬질을 하고있다. 가공할 수 있는 다이스의 치수는의 범위이고, 가공에 요하는 시간은 1pps의 펄스를 사용하여 수분이면 거친가공을 할 수 있고 가공시간을 대폭 단축할 수 있다. 또한, 레이저에 의한 구멍뚫 기 가공은 시계용 보석 베어링의 구멍뚫기 가공, 직접회로 기판용의 사파이어, 알루미 나, 세라믹 등에도 응용되며, 이밖에 고무, 플라스틱 등의 비금속재료, 초경합금, 스테 인리스 강 등의 금속재료에도 응용되고 있다.◎ 용접 작업은 부품의 형상과 재료의 특성에 따라 바른 용접작업을 수행하여야 한다. 타이타늄 재료를 Tig 용접할때의 용접 조건은?- TIG 용접이란?① 개요불활성 가스 아크용접의 한종류로서, 불활성 가스 텅스텐 용접법이라고 한다.TIG 용접은 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 발생시키고 별도로 용가제를 아크로 융해하면서 용접하는 방법이다. 텅스텐을 거의 소모하지 않으므로 비용극식 또는 비소 모식 불활성 가스 아크용접 법이라고도 하며, 상품명으로는 헬륨 아크용접, 아르곤 아 크용접이 있다. 용접 전류는 직류 또는 교류가 사용되며, 직류 용접은 극성효과가 있 고 교류 용접은 직류 정극성)과 역극성)의 중간 상태로 된다.전극의 모재의 결함 또는 불균일층의 존재를 알아내는 방법이다.· 원리초음파의 송신과 수신에는 수정, 티탄산 바리움계 자기, 지르코늄, 티탄산납계 자기등과 같은 압전재료가 사용된다. 이 압전재료를 얇게 잘라내어 양면에 소정의 주파수의 교류 전압을 가하면 판의 두께가 진동적으로 변화하게 되어 그 주파수의 초 음파가 발사된다. 반대로, 이판이 초음파의 기계적 진동을 받으면 초음파와 같은 주 파수의 전압이 발생한다. 이 전압을 적당한 방법으로 증폭하면 미약한 초음파라도 검 출 할 수 있는데 이 원리를 이용한것이다.· 검사방법1. 펄스 반사법초음파 탐상검사의 가장일반적인 방법으로 지속시간이 매우 짧은 초음파 펄스를 재료중에 투입하여 그것이 재료중의 결함에 의해 반사되는 것을 수신하여 결함의 위치와 크기등을 식별하는 방법이다. 펄스반사법은 입사각도에 따라 수직탐상법과 사각탐상법이 있다.- 수직 탐상법초음파의 진행방향을 검사체의 표면에 수직으로 전달시켜 내부결함의 상태를 알 아보는 방법으로 두께측정의 원리를 이용한 것이다. 표면에서 발사된 수직파가 결함이 존재하는 불연속면에서 반사되는데 이 반사파는 원래 저면에서 반사되어 나오는파가 돌아오는 거리 및 시간보다 적게되는 원리를 이용하였으며 결함의 크 기, 깊이, 종류를 알 수 있는 방법이다.- 사각 탐상법사각 탐속자를 사용하여 탐상면에 대하여 사각으로 초음파를 주사하여 탐속자에서 멀리 떨어진 결함이나 불연속부를 감지하는 방법으로 용접부나 복잡한 모양의 검 사체에 적당하다. 용접부와 같이 비드파가 있을 경우에도 표면 가공을 하지 않아 도 되므로 많이 쓰인다.2. 투과법연속파 또는 펄스(pules)의 고주파 전압을 송신 탐촉자에 가해 피검사물을 투과한 초음파를 수신 탐촉자에서 재차 고주파 전압으로 바꾸어 수신기에 보내 지시기에 서 관측하는 방법이다. 피검사물체 중 결함이 있으면 산란 또는 반사등의 원인에 의해 약해지는 투과 초음파 강도의 정도에서 피검사물체 중의 결함 및 이상을 알 수 있다. 투과법은 수직법 및 사각법으로 나누어진다.3. 피로 균열에는 약 30분, 그리고 용접물에는 최소한 20분으로 규정되어 있다.(KS B 0819) 때로는 2시간 정도 필요한 것도 있다.3. 수세 : 침투가 끝나면 표면의 침두액을 물로 씻어 낸다. 저압 샤워 모양의 작은구 멍으로 분출시켜 씻어 내도록 한다. 자외선을 예비로 비쳐 수세 정도를 본다.주물의 경우에는 특히 잘 씻어 내야 한다.4. 현상과 건조 : 습식 현상의 경우에는 수세부 건조 전에 검사물을 현상액에 담갔다 가 꺼내어 신속하게 전조시킨다. 건조는 열풍으로 또는 적외서 램프로 50~70℃에 서 5~10분 정도 건조시킨다.5. 검사 : 검사는 어투컴컴한 상태에서 초고압 수은등을 켜고 검사하는데, 흠은 형광 을 내서 빛을 발산한다.③ 자분탐상 검사· 개요검사물을 자화시킨 상태로 하여 표면과 이면에 가까운 면에 있는 결함에 의하여 생 기는 누설 자속을 자분 또는 코일을 사용하여 결함의 존재를 알아내는 방법이다. 강 자성체인 Fe, Ni, CO등의 육안으로 보이지 않는 작은 결함도 검지할 수 있으나, Al, Cu, 오스테나이트계 스테인리스강 등의 비자성체에는 적용할 수 없다. 누설 자속을 검출하는 방법에는 탐상 코일을 사용하는 방법과 자성분말을 이용하는 방법이 있으 나, 이것을 자분 검사법이라 하여 자기 검사법을 대표하고 있다. 피검사물의 자화 방법은 물체의 형상과 결함에 따라 여러 가지가 있다.자화 전류에는 500~5000A 정도의 교류(3~5초 통전) 또를 직류(0.2~0.5초 통전)를 단시간 흐르게 한 후에 잔류 자기를 이용하는 것이 보통이다.· 원리강자성체의 대상에 존재하는 표면 및 표면직하의 불연속을 탐지하기 위한 기법이다. 검사대상을 자화시키면 불연속부에 누설자속이 형성되며 이 부위에 자분을 도포할 때 자분이 집속되어 아래의 그림과 같이 불연속의 존재가 실제 크기 보다 확대 관찰 되는 현상을 이용한다.자화방법, 자분의 종류 등에 따라 여러가지 기법이 있으나, 압 력플랜트에서는 요크법을 주로 사용된다.(a) 축통전법 : 원형 자장 (b) 관통법당하다.

공학/기술| 2007.06.19| 15페이지| 2,000원| 조회(419)

가공, 연삭, 전해, 숫돌, 전해액

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가스터빈 3차과제

◎ gas turbine engine의 시동기(starter)- 종류① 전기 시동기전기시동기는 무겁기 때문에 항공기용 엔진에서는 널리 쓰이지 않고 시동기-발전기 결합으로 무게를 줄여서 소형엔진에 더 적합하게 사용 할 수 있다. 그러나 전기 시동 기는 APU와 GPU, 일부 소형 항공기엔진에 널리 사용된다.② 시동기-발전기시동기-발전기의 결합은 보기류 두개를 장착할 공간에 하나만 장착하여 무게를 절감 시킬 수 있다는 특성 때문에 소형제트항공기에 널리 사용되고 있다. 시동기-발전기의 이런 이중 목적 때문에 구동장치가 전기 시동기와는 다르며, 시동기-발전기는 엔진과 영구적으로 연결되어 있는 구동스플라인을 가지고 있다.③ 공기식 시동기공기식(공기터빈)시동기는 저압공기모터 형식이고 고출력대 중량비 장치로 개발되었 다. 이것은 전기시도으이 약 1/5의 중량을 갖는다. 이 시동기는 거의 모든 대형 상업 용 항공기에 사용되며 일부 소형 항공기에도 선택적으로 사용된다.약 45psig이고 분당 50~100lbs의 저압이며 큰 체적의 공기가 A.P.U, G.P.U 또는 다 른 작동중인 엔진의 블리이드 공기 원천으로부터 이 시동기에 공급된다.④ 기타 시동계통여러 가지 다른 시동계통이 과거에 군용이나 사업용 엔진을 위해 개발 되었으나 오늘 날에는 거의 사용되지 않는다.· 고-저압 공기식 시동기 : 보기기어박스에 장착되는 시동기로서 통상적인 저압시동 을 하거나 또는 항공기에 장착된 저장용기로부터 3000psi 의 고압의 공기를 사용 하는 공기터빈 시동기의 한형식이다. 고압공기시동(보통은 한 엔진에만 사용됨)은 APU나 GPU의 도움없이도 항공기 자체 시동능력을 갖도록 한다.· 카트리지-공기식 시동기 : 보기기어박스에 장착되는 시동기로서 폭발성 고체 추진 체를 사용하거나 또는 공기식 시동기와 유사한 저압이며 큰 체적의 공기를 사용한 다. APU나 GPU 없이 항공기 자체적으로 시동할 수 있게 추진제는 항공기 축전기 로부터 전기적으로 점화된다.· 터빈구동 시동기 : 45psig의 저압이며스터빈엔진과 매우 유사하다. 연 소는 항공기 축전지로부터 전기적 으로 점화됨으로써 항공기 자체 시동능력을 갖게 된다.· 유압식 시동기 : 유압식 시동기 모터가 보기기어박스에 장착된다. 이것은 APU에 장착된 유압펌프 또는 수동펌프와 축압기로 부터의 유체에 의해 구동된다.- 엔진시동순서일반적인 시동정차는 시동기를 작동시킨후 5~10% rpm에서 점화를 시키고 연료레버를 연다. (정상시동은 20초 이내에 일어난다.) 시동 사이클에서 농후한 연료 혼합기를 공흡 해서 시동에서 Idel rpm을 줄이고 Idel rpm에 이르면 연료조절 조속기의 플라이 웨이트 가 바깥쪽으로 움직여 주 미터링 밸브를 닫히는 방향으로 조금씩 움직이게 한다. 시동는 대략 4500rpm에서 차단되며, 엔진은 연료조절 조속기의 플라이 웨이트가 연료 스케줄을 시작하면서, 약간 오버부스트된후 5800rpm에서 안정된다.◎ gas turbine engine의 연료시스템(fuel system)- 구성품① 메인 연료 펌프메인 연료 펌프는 엔진으로 구동되는 구성품이다. 따라서 엔진이 가속되면 펌프도 가 속되어 더 많은 연료를 공급한다. 펌프는 엔진이 필요한 만큼의 연료량을 연료조절기 로 연속적인 공급을 한다. 연소실로 보내질 필요한 만큼의 연료량을 공급한 후 연료 조절기는 나머지 초과한 양을 차압조절밸브를 통해 펌프입구로 되돌려 보낸다.메인 연료 펌프는 자체 윤활이 되는 하나 또는 두개 요소로된 스퍼기어 형식이다.그리고 가끔 원심승압요소를 포함한다. 기어펌프는 각회전당 고정된 양을 보내기 때 문에 정배수 형식으로 분류되며 이런면에서 기어형식의 오일펌프와 유사하나 드물게 베인형식을 사용한다.② 연료가열기연료가열기는 연료공급 중에 포함된 물에 의해 얼음결정이 형성되는 것을 막도록 해 준다. 얼음이 생기면 연료 필터가 막혀 필터를 우회하게 된다. 이런 상태는 여과되지 않은 연료가 하류구성품으로 흐르게 한다. 심한 경우 결빙은 흐름방해를 초래하며 필 터의 하류쪽 구성품에 다시 결빙이 생기면 엔진이 꺼지게된다. 연따뜻하게 하기위해 코어 를 통과하면서 연료를 따뜻하게 한다.③ 연료필터터빈엔진의 연료계통에는 두 가지 수준의 여과가 일반적으로 필요하다. 저압의 거친 메쉬필터가 공급탱크와 엔진 사이에 장착되고 미세한 메쉬필터가 연료펌프와 연료조 절장치 사이에 장착된다. 미세한 필터는 연료조절기가 미세한 통로이고 세밀한 한계 치를 가진 장치이기 때문에 꼭 필요하다. 연료계통에는 여러종류의 필터가 사용되며 가장흔히 쓰이는 것들은 웨이퍼스크린, 강메쉬 접힌형 스크린, 강메쉬 원통형스크린 그리고 셀룰로스 파이버이다.④ 연료노즐연료노즐은 연료분배기라고도하며 연료계통의 마지막 구성품이다. 이것은 연소실 라 이너의 입구에 위치 정해진 양의 연료를 공급한다. 연료를 액체상태에서는 연소되지 않으며 먼저 무화 또는 증기화의 과정을 통해 정확한 공기 연료의 비로 섞여야한다.· 압력-무화형 연료노즐 : 압력무화형의 노즐은 매니폴드로부터 고압상태의 연료를 받아 크게 무화된 상태의 정확한 형태의 분무를 연소실에 공급한다. 원추형의 무화 된 분무형태는 매우 미세한 연료방울로 큰 연료 표면적을 만들어 준다.이것은 연료-공기의 혼합을 최적으로 하여, 연료로부터 가장 높은 열의 발산을 가 능하게 해준다.· 단식연료노즐 : 단식연료노즐은 기본적으로 하나의 분무형태를 제공하는 작고 둥근 오리피스이다. 내부 플루트형 스핀실에서 소용돌이 운동을 만들고 연료의 축류 속 도를 줄여 연료가 오리피스를 나갈 때 분무가 되도록 한다. 또한, 단식노즐에서 보 는바와 같이 안에 내부체크밸브가 있어 정지후에 연료 매니폴드에서 연소실로 연료 가 떨어지는 것을 막는다. 일부 단식노즐은 연료계통에서 메인 연료분배기 외에 더 작은 제2의 단식노즐이 있는데 기초노즐 또는 시동노즐로 불리며 매우 미세한 분 무를해 시동을 쉽게해주며 시동이 끝난후 “start/primer system"은 꺼지게 한다.단식노즐의 또 다른 형태는 “sector burning"으로 불리며 이는 처음 시동할때는 전 체 연료노즐 중반 정도만 사용해서 지상Idel 속도리피스로 분배하는 형태이다.b. 이중라인 연료노즐 : 단일라인과 아주 비슷하지만 흐름 분배 체크밸브가 있어 1 차와 2차 연료를 분리하는 것이 특징이다.· 공기분사 연료노즐 : 공기분사 연료노즐은 분무과정이 향상되고 아주 미세한 연료 방울을 만들기 때문에 새로운 설계로 다양한 크기의 엔진에 더욱 많이 이용된다. 연료의 압력이 분무문제를 일으키는 시동시에 더욱 효과적이다.⑤ 기화식 연료노즐기화식 연료노즐은 분무형과 비슷하게 연료 매니폴드에 연결된다. 분무형에서와 같이 연료를 연소실의 1차공기로 곧바로 보내는 것이아니라 기화튜브에서 1차공기와 연료 가 먼저 섞이게 되고 노즐을 둘러싼 연소실 열이 혼합가스를 연소실 불꽃지역으로 s 가기 전에 기화시킨다. 분무노즐은 하류쪽으로 방출하는 반면, 기화식은 상류쪽으로 방출해 곧 180˚방향을 바꿔 다시 하류쪽으로 흘러가게 된다.이런 장치는 연료흐름의 느린움직임과 넓은 영역에 걸친 미세한 분무를 만들어 분무 노즐에 의해 얻어지는 것보다 일부 엔진에서는 훨씬 안정된 연소를 제공하며 특지 저 rpm영역에서도 효율적이다.⑥ 연료 P&D 밸브P&D 밸브는 이중입구 라인형의 이중라인 연료노즐과 함께 사용한다. 단일라인 복식 연료 노즐에서와 같이 각 노즐에 흐름분할기를 두는 것이 아니라 하나의 중앙흐름분 할기 역할을 하기 때문에 가압덤프 밸브라고도 부른다.⑦ 덤프밸브덤프밸브는 가끔 드립밸브라고 부르며, 단식과 단일라인 복식연료노즐을 사용하는 연 료매니폴드의 낮은 지점에 위치한다. 이것의 단 한가지 목적은 정지후에 연료 매니폴 드를 드레인하기 위해서이며, 기능은 P&D 밸브 내의 덤프밸브와 같다.⑧ 연소실 드레인밸브연소실 드레인밸브는 연소실케이스의 낮은 지점에 위치해 있는 기계적 장치이다. 이 것은 엔진작동 중에는 연소실 내의 가스압력에 의해 닫히고 정지상태에서는 스프링의 압력에 의해 열린다. 이 밸브는 잘못된 시동이나 그 밖의 원인으로 연소실의 낮은 위 치에 연료가 쌓이는 것을 방지한다.- 구성배열① P&W JT12 엔진(전형적인 Ro 기어단 - 100~800psig의 작동 영역j. 연료조절기 - 유압 기계식장치k. 연료유량계l. 열교환기m. P&D 밸브n. 파일롯 연료 매니폴드와 연료노즐o. 메인 연료 매니폴드와 연료노즐- 연료 흐름순서 -a. 항공기 연료탱크와 승압펌프b. 엔진 원심형 승압펌프 - 바이패스 세트는 0.5~1.0psidc. 공기-연료가열기-바이패스 세트는 20±3psidd. 저압연료필터e. 주 기어형 연료펌프 - 작동영역 150~900psigf. 연료조절기 - 27~30psid 바이패스 set를 갖는 고압필터g. 연료 유량계 트랜스 미터h. 연료-오일냉각기i. 가압과 덤프밸브j. 메인 연료 매니폴드와 메인 연료노즐k. 2차연료 매니폴드와 2차연료 노즐② JT8D 엔진의 연료계통(전형적인 보잉 727 항공기 엔진)- 연료제어 시스템① 연료제어 장치(FCU)연료제어장치(FCU)는 엔진 구동 보기류로 mechanical, hydraulic, electrical과 pneumatic force등 이들과 조합된 형태로 작용한다. FCU의 목적은 정확한 연소지역 대 연료 혼합비를 유지시켜 주는 것이다. 연료가 완전히 연소하기 위해서는 일정량의 공기가 필요하며 농후하거나 희박한 혼합기일때는 완전연소가 되지 않는다. 공기와 연 료의이상적인 공연비는 15:1이며 이를 stoicho-metric 혼합기라 부른다. FCU 파워레버 가 전방으로 움직이면 연료흐름은 증가하며 이 증가된 연료 흐름은 연소기에서 가스 팽 창을 증가시키고 이것이 엔진의 파워를 크게한다. 터보제트와 터보팬에서는 추력을 증 가시키고, 터보 샤프트 엔진에서는 출력 구동축의 힘을 증가시킨다. 단일 압축기 엔진 의 FCU는 직접 보기류 기어박스에 의해 구동되고 압축기와는 잔접적으로 구동되며 2 중과 3중 스풀엔진에서 FCU는 고압력 압축기에 의해 구동된다.FCU의 공연비를 자동적으로 조절하기 위해 많은 신호를 FCU로 보내며 이들의 신호는 다음과 같다.·(engine speed signal) : 엔진 보기류 기어박스에 의해 직접

공학/기술| 2007.06.19| 8페이지| 2,000원| 조회(958)

항공기, 시동, 시동기, 저압, 장착

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