2004년도 항공기술사 제74회 기출문제

항 공 종목 : 항공기관

제 1 교 시

1. 14기통 방사형 기관의 점화 순서를 나열하시오.

(+9,-5) 1-10-5-14-9-4-13-8-3-12-7-2-11-6

 

2. 왕복기관에서 기동직경을 B, 행정거리를 S, 기동수(Number of Cylinders)를 N이라 할때 총 행정체적(V)은 ?

 

행정 체적이란 ? 상사점에서 하사점까지 움직이면서 혼합 가스를 빨아들인 체적을 행정 체적이라고 한다.

 

행정 체적 = 실린더 단면적 * 행정길이

총행정 체적 = 크랭크축이 2회전시 빨아들인 총체적

= 전체 실린더수(K) * 단면적 (A) * 행정 길이 (L)

이므로 π/4*B2 * S * N

 

3. 왕복 항공기관의 Magneto 점화 계통에서 점화스위치 (Ignition Switch)가 열려 있다면 기관이 작동상태인가? 또는 비작동 상태인가?

 

10. 왕복 기관에서 카울 플랩(Cowl Flap)의 역할은 ?

엔진 주위를 덮어 씌운 카울링의 둘레에 FLAP을 장착하여 실린더의 냉각작용을 돕기 위해서 열고 닫는다. 이는 실린더 주위의 공기 흐름량을 조절하는 것으로 이륙시나 상승시 비행 속도가 느릴 때 열어주고 순항시나 강하시 닫아준다.

 

제 2 교 시

2. 항공기 왕복기관에서 high tension 점화계통과 low tension 점화계통의 차이점을 논하시오

가)고압점화계통: 고압점화계통은 마그네토 원리에의해 작동되며 1차 코일위에 수천번의 2차코일을 감고 브레이커 포인트를 캠의 회전에따라 주기적으로 단속시키면서 2차코일에 20,000~25,000V의 높은 전압이 유도된다. 유도된 높은 전압은 배전기를 통해 실린더에 장착된 스파크 플러그에 전달된다. 점화스위치는 마그네토의 1차회로에 병렬로 연결되어 조종석에서 조작하도록 되어있다. 점화스위치를 켜면 회로가 열려 마그네토의 1차회로는 브레이커 포인트의 정상적인 개폐동작에따라 점화작용을한다. 점화스위치를 끄면 회로가 닫혀 브레이커 포인트의 접점을 서로 연결시키는 결과가 되므로 브레이커 포인트의 개폐동작이 영향을 끼치지 못하게된다. 따라서 2차코일에는 높은 전압이 유도되지 않기 때문에 점화작용이 일어나지 않는다. 점화스위치는 기관마다 각각 한개씩 있으며 2개의 마그네토를 동시에 제어한다. 이러한 고압점화계통은 마그네토에서 스파크 플러그까지 고전압이 흐르므로 점화계통에 이상현상이 자주 발생한다. 플래시오버는 항공기가 높은 고도에서 운용될때 배전기 내부에서 전이 불꽃이 일어나는 것으로 작은 공기밀도 때문에 공기 절연율이 좋지 않아 일어난다. 고압점화계통에서 습기는 전기의 전도율을 높게하여 누전의 원인이 된다. 또 마그네토에서 스파크플러그까지의 고압선은 통신잡음을 없애기 위해 금속으로 피복되어있다. 2차도선과 금속 피복사이에 고전압이 걸리면 이곳에 많은 전하를 저장하였다가 스파크플러그에서 스파크가 발생할때 저장된 전하를 한꺼번에 방전하므로 스파크플러그의 전극이 소손되고 수명이 짧아지는 원인이 된다.

 

나) 저압점화계통: 현대의 항공기는 높은 고도나 좋지않은 기상상태에서도 비행이 가능해야하며 통신상태가 양호해야한다. 이러한 조건을 충족시키기 위해 고전압에 의한 전기누전이나 방전의 위험성이 적은 저압 점화계통이 개발되었다. 저압점화계통은 저압마그네토, 배전기, 변압기,스파크플러그로 구성된다. 이계통에서 마그네토는 낮은 전압의 전기를 일으키며 배전기 회전자를 통해 각 실린더 근처에 설치된 변압기에 보내진다. 변압기에 전달된 낮은 전압의 전기는 변압코일(TRANSFORMER COIL)에서 높은 전압으로 승압되어 스파크플러그에 전달된다.

 

1) 로우텐션

마그네토에서 유도된 낮은 전압을 각 실린더 마다 하나씩 설치된 변압기로 보내 승압시킨 다음

스파크 플러그로 전달하는 방법. 이 계통은 1차 권선만 있고 2차권선은 실린더 헤드에 설치되어 있다.마그네토로부터의 전류는 카본브러쉬 배전기에 의해 트랜스 포머의 1차 권선에 전해지고

여기서 2차 권선으로 고전압이 유도된다. 이 고전압이 아주 짧은 전선을 통해 스파크 플러그에 전해진다 아킹과 FLASHOVER가 문제다

2)하이텐션

마그네토에서 유도된 낮은 전압을 2차코일에서 승압시킨 다음 마그네토에 부착된 배전기를 통해 스파크 플러그로 전달하는 방식(현재 대부분의 왕복기관에 사용)이나 FLASH OVER(항공기가 높은 고도에서 운용될때 방전기 내부에서 전기 불꽃이 일어나는 것으로 작은 공기밀도 때문에 공기 절연물이 좋지 않아 일어난다)

 

제 4 교 시

5. 왕복기관의 피스톤링의 종류와 그 기능을 설명하시오

피스톤 링은 회주철로 만든다. 피스톤 링은 기밀 작용을 하고 열전도(냉각)작용, 윤활유 조절작용을 하므로 피스톤 링은 기밀을 위해 고온 탄성을 유지할 수 있어야 하며, 마모가 적고 열전도율이 좋으며, 열팽창이 적어야 한다.

피스톤 상부링(압축링:Compression Ring)과 하부링(오일링:Oil Ring)으로 구분한다.

압축링은 압축 및 연소시에 가스의 기밀을 유지하는 기능을 수행하며 가스의 누설을 최소로 줄이기 위해서 장착시에 360도를 링의 숫자로 나누어 링끝이 오도록 배치한다. 단면의 거의 직사각형이다.

오일링은 실린더 내의 윤활 기능을 수행하며 종류에는 오일 조절링(Oil Control ring)과 오일 제거링(Oil scraper ring)이 있으며 압축링 아래에 위치한다. 오일 컨트롤링은 실린더 내벽의 활유 및 도포량을 조절하기 위하여 여분의 활유를 구멍을 통하여 크랭크 실로 돌려보내는 홈이 있으며 윤활 및 열전도 작용을 한다. 오일 제거링은 실린더 내벽의 과도한 오일을 제거하고 찌거기를 제거하여 크랭크실로 보낸다