축류 압축기에서 정익(STATOR)의 주목적은 무엇인가?

축류 압축기의 정익 (STATOR) 은 압축기의 전방에서 흡입된 공기의 속도를 감소시킴으로써 압력을 상승시키는 역할을한다 . 축류압축기는 ROTOR & STATOR 로 구성되며 STATOR 는 압축기의 외부케이스의 역할을하며 안쪽에 많은 STATOR BLADE(VANE) 를 장착되어있다 . 축류압축기는 단면적에 비해 많은 양의 공기를 흡입할 수 있고 , 전압력비와 압축기 효율이 높기 때문에 고성능기관에 사용되는 반면에 구조가 복잡하고 작동이 예민하며 FOD 손상이 치명적인 단점이 있다 . 메카니즘은 다음과 같다 . ROTOR 의 각 ROOT 사이에 공기 통로를 형성하고 , 이 공기 통로 단면은 입구가 좁고 출구가 넓게 설계되어있다 . 유입공기가 이통로를 지나면 베르누이정리 (BernoulliTheorem) 에 의한 확산작용에 의해 유압공기의 속도에너지의 일부가 압력에너지로 변화되기 때문에 속도가 감소하고 압력의 증가를 얻을수 있다 . STATOR & ROTOR 모두 같은 모양의 구조를 하고 모두 압축기능을 하게 된다 . 확산으로 감소한 유입공기의 속도는 ROTOR 의 회전운동에 의해 회복된다 . ※ 베르누이정리 (Bernoulli'stheorem) : 유체의유속 ( 流速 ) 과압력의관계를수량적으로나타낸법칙 . 유체역학의 기본법칙중 하나이며 , 1738 년 D. 베르누이가 발표하였다 . 예를들면 굵기가 다른 유리관속에서 물의 수면 높이를 관찰했을때 , 굵은쪽 유리관에 연결된 물기둥은 그높이가 낮아지고 , 가는쪽 유리관에 연결된 물기둥은 높이가 높아지는 현상을 관찰할 수있다 . 유체는 좁은 통로를 흐를 때 속력이 증가하고 넓은 통로를 흐를 때 속력이 감소한다 .   유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지고 , 반대로 속력이 감소하면 압력이 높아지는데 , 이것을 베르누이의 정리라고 한다 . 압력이 커지면 대기압이 물기둥을 더 세게 누르므로 물기둥의 높이가 낮아지...

미 공군 훈련용 항공기 T-1A

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미 공군 T-1A Jayhawk 훈련기 주 임무 T-1A Jayhawk 항공기는 두 개의 터보팬 엔진을 장착하고 2,000 nm 의 항속거리를 갖는 훈련용 항공기로서 항공기 기본 훈련을 마친 조종사를 대상으로 공중급유기 및 대형 수송기 조종 훈련 및 항법사 (navigator) 훈련 목적으로 미 공군이 사용하고 있다 . 항공기 특징 T-1A 항공기는 호커비치크래프트 사의 Beech 400A 항공기의 군용버전으로 조종석에 교관과 두명의 조종사의 좌석이 있고 두 개의 터보팬 엔진을 장착하고 운영속도가 약 538mph( 약 900km/h) 인 항공기다 . 민간용 항공기와 구별되는 점은 조류 충돌에 더 견딜 수 있도록 기체의 구조가 보강된 점과 항속거리를 위해 동체에 연료탱크를 더 갖추었다 . T-1A 항공기는 1992 년 미국 공군에 처음 인도 되었고 , 1993 년부터 훈련임무에 사용되었다 . 항공기의 주로 수송기 및 공중 급유기의 조종사에 대한 고등 훈련을 위해 사용되고 있으나 , 공군 교관 조종사 및 해군의 전투 체계 장교 (Combat System Officer) 의 훈련으로도 이용되고 있다 . 항공기 일반 특성 주요 임무 수송기 및 공중 급유기의 조종사에 대한 고등 훈련용 제작사 호커 비치크래프트 社 (Hawker Beechcraft) 엔진 Pratt and Whitney JT15D-5B 터보 팬 엔진 ( 2 개의 엔진 )  추력 2,900 파운트 ( 각 엔진당 ) 동체 길이 48 feet 5 inches (14.75 미...

그 밖의 기관의 분류

⑴ 펄스 제트 기관(PULSE JET, BUZZ ENGINE, RESO JET) ① 작동 원리 : 공기가 디퓨저를 통하여 흡입되어 밸브망을 열고 연소실로 들어가면 연료를 분사하여 점화를 시킨다. 이때 연소 가스가 밸브망을 밀어 닫고 노즐로 빠져나가 추력이 발생한다. ② 단 점 : ⓐ 밸브망의 수명이 짧다. ⓑ 폭발성 소음이 발생한다. ⓒ 전면 면적이 같은 추력 발생의 가스터빈 기관에 비해 커서 공기 저항이 크다. ⓓ 열효율이 낮다 ③ 장 점 : ⓐ 구조가 간단하며,단속적인 폭발로 제트를 발생한다.(추력 얻음) ⓑ 취급이 용이하며, 연료에 제한이 없다. ⑵ 램제트 기관 ① 작동 원리 : 공기를 디퓨저에서 흡입하여 연소실에서 연료와 혼합, 점화시키고 연소가스를 배기 노즐을 통하여 배출시킨다. ② 장 점 : ⓐ 고속에서 우수한 성능을 발휘한다. ⓑ 구조가 간단하다. ⓒ 헬리콥터의 주로터에 사용할 경우 토크가 발생하지 않으므로 ANTI- TORQUE ROTOR가 필요없다 ⓓ 추력당 중량비가 크다 ⓔ 기계적인 작동 부품이 필요치 않다 ③ 단 점 : ⓐ 저속(마하 0.2 이하)에서 작동 불능 ⓑ 정지 상태에서는 시동이 불가능하다 ⑶ 로케트 기관 ① 작동 원리 : 내부에 연료와 산화제를 함께 같고 있는 기관으로서 공기가 없는 우주공간에서도 비행이 가능하다. 항공기용 기관으로는 사용되지 않는다. * 펄스 제트 기관은 단속적인 추력을 발생한다 * 펄스 제트 기관의 단점중에 하나는 밸브망의 수명이 짧다는 것이다 공기의 맥동 효과를 이용하여 공기를 압축하는 기관은 무엇인가? 펄스 제트 기관   * 펄스 제트 기관은 밸브망의 작용으로 공기 저항이 크다 * 램 제트 기관은 마하 0.2이하에서는 시동이 불가능하다

터보 샤프트 기관

① 특 징 : 터보 제트 기관에 주회전 날개(ROTOR)를 장착한 형식으로 모든 추력은 회전 날개에서 얻고 배기 가스에서는 추력이 발생하지 않는다. 헬리콥터 엔진으로 사용된다. ② 구성품의 특징 : 자유터빈(free turbine)-회전 날개에 동력을 공급하기 위해 설치 * 터보 샤프트 기관은 기관에서 발생한 대부분의 동력을 자유 터빈에서 흡수한다 * 터보 샤프트 기관은 회전익 항공기 및 지상 동력장치로 많이 사용된다 * 가스 터빈 기관의 기본 구성품은 압축기, 연소실, 터빈이다 * 터보 제트 기관은 저속에서 추진효육이 불량하다 * 터보 제트 기관은 배기 소음이 심하다(고속으로 배기가스를 분사함) * 바이패스 비란 바이패스되는 공기량과 연소실을 통과하는 공기량의 비를 말한다 * 바이패스 비는 보통 5:1정도의 값을 가진다 * 로켓 기관은 내부에 연료와 산화제를 탑제하여 산소가 없는 우주에서도 사용이 가능함 * 가스터빈기관의 작동 원리는 작용-반작용을 이용한 것이다 * 왕복 기관에서 프로펠러는 추진력을 발생시키는 장치이다 * 터보 팬 기관은 터보 제트 엔진에 비하여 소음이 적다 * 가속성이 나쁜 것은 증기 기관이다 * 터보 팬 기관은 흡입 공기량을 증가시켜 추력을 얻는다 * 비열비가 낮으면 열효율이 낮아진다 * 바이패스 비란 1차 공기 유량과 2차 공기 유량의 비이다 * 터보 프롭 기관은 프로펠러에서 추력의 75%을 얻는다 * 터보 샤프트 기관은 배기가스에 의해서는 추력을 발생하지 않는다 * 터보 프롭 기관은 배기가스에서 25%의 추력을 얻는다

터보 프롭 기관

① 특 징 : 터보 제트 기관에 프로펠러를 장착한 형식으로 프로펠러에서 전추력의 75 %를 배기 가스에서 25 %를 얻는다. 프로펠러의 효율을 증가시키기 위해서 감속 기어를 장착했다. ② 장 점 : ⓐ 저속에서 높은 추진 효율을 갖는다(이착륙시 아주 유리함) ⓑ 추력당 연료 소비율(TSFC)이 낮다. ⓒ 피치 변경 프로펠러를 사용하면 역피치가 가능하다. ③ 단 점 : ⓐ 전면 면적(front area)이 크다. ⓑ 감속 기어가 필요하다.

터보팬 기관

① 특 징 : 다량의 공기를 비교적 느린 속도로 분사시켜 추력을 발생 ② 종 류 : ⓐ 전방 터보팬 ⓑ 후방 터보팬 ③ 작동 원리 : 공기를 디퓨저를 통하여 빨아들여 전방팬에 보내고 팬은 공기를 약간 압축하여 일부는 바이패스를 시키고 일부는 압축기를 통하여 연소실, 터빈을 거쳐 배기 노즐을 통하여 배기된다. 추력은 바이패스된 공기와 배기 노즐로 빠져나가는 연소가스에서 얻는다. ☞ 바이패스 비 = 바이패스 되는 공기량과 연소실을 통과하는 공기량의 비율로 보통 5:1 정도의 값을 갖는다.(바이패스비=2차공기량/1차공기량) ④ 장 점 : ⓐ 아음속에서 추진 효율이 우수하다. ⓑ 연료 소비율이 작다. ⓒ 소음이 적다. ⓓ 이착륙 거리가 짧다. ⓔ 날씨에 영향을 받지 않는다. ♣ 현재 사용되는 여객기(예; Beoing 747-400)의 엔진은 고 바이패스비의 터보팬 기관이다.

터보 제트 기관

① 작동 원리 : 공기를 디퓨저를 통하여 빨아 들이고 압축기로 고압으로 압축시켜 연소실에서 연료와 혼합하고 점화를 시키면 고온, 고압, 고속의 연소 가스가 뒤로 팽창되어 터빈에 동력을 전달하고 배기 노즐을 통해 고속으로 빠져 나가면서 추력을 발생시킨다. [작용과 반작용의 법칙-뉴튼의 제3법칙] ② 구 성 : 디퓨저(diffuser),압축기(compressor),연소실(heater), 터빈(turbine),배기 노즐(nozzle) ♣ 터보 제트 기관의 가스 발생기 : 압축기, 연소실, 터빈 ㉠ 장 점 : ⓐ 소형 경량으로 큰 추력을 얻는다. ⓑ 고속에서 추진 효율이 우수하다. ⓒ 아음속에서 초음속의 범위(마하 0.9 ~ 3.0)까지 우수한 성능을 지닌다. ㉡ 단 점 : ⓐ 저속에서는 추진 효율이 불량 ⓑ 배기 소음이 심하다. ⓒ 저속, 저공에서 연료 소비율이 크다. ⓓ 이륙시 활주거리가 길다.

가스터빈 기관의 특징

♣ 제트엔진은 피스톤 엔진에 비해 마찰부가 적고 고장이 적으며, 정비비가 적게 들며, 오버홀 주기(TBO)가 대단히 크다. ♣ 장점-①상호 마찰부분이 없어서 윤활유의 소비가 극히 적다 ②진동이 대폭 감소된다 ③회전운동이기 때문에 고속운전이 가능하다 ④추운 날씨에 시동이 용이, 난기운전(WARMING-UP)이 불필요하다 ⑤엔진의 형태를 원주형으로 제작이 가능하다 ⑥왕복운동에 필요한 거리가 필요없어 크기가 줄어든다 ⑦압축된 가스의 팽창에 의해서 작동하기 때문에 부하의 변화에 따라 반응이 빠르다 ⑧소형 경량으로 큰 출력을 얻을 수 있다(같은 중량의 왕복엔진에 비해 약 2.5배의 출력을 얻는다)

가스 터빈 기관의 분류

(1) 압축기 형식에 따른 분류- ① 축류식(axial-flow type) ② 원심력식(centrifugal type) ③ 축류-원심력식 (2) 동력 사용에 따른 분류- ① 터보 제트(turbo-jet) ② 터보 프롭 팬(turbo-prop-fan) ③ 터보 프롭(turbo-prop) ④ 터보 팬(turbo-fan) ⑤ 터보 샤프트(turbo-shaft)

왕복엔진 일반사항

* 냉각핀의 재질은 실린더와 같은 재질을 사용한다 * 배플은 실린더 주위로 냉각 공기의 흐름을 안내한다 * 성형 기관의 번호는 후방에서 보아 상부에서부터 시계방향으로 부여한다 * 왕복기관은 실린더의 배열과 냉각 방법에 의해 보통 분류한다 * 액냉식 기관은 실린더 주변을 흐르는 액체(물 & 에틸렌 글리콜의 혼합물)에 의해 냉각되어진다 * 지상에서는 어떠한 경우이든 카울 플랩을 완전히 열어준다 * cowl flap은 기관 냉각 공기량을 조절한다 * cooling fins은 냉각 면적을 증가시킨다 * 공냉식 기관의 주요 구성품에는 냉각핀, 배플, 카울플랩이 있다 * 왕복기관의 출력 증가에는 실린더의 수, 실린더의 체적을 증가하는 방법이 있다 * 실린더의 체적을 증가시키면 디토네이션을 유발할 수 있다 * 대향형 기관은 400마력까지의 소형 기관에 적합하다 * 대향형 기관의 실린더 번호는 후방에서 가장 가까운 것이 1번이다 * 성형기관의 실린더 번호는 기관의 후방에서 보아 상부가 1번이 된다 * 직열형 기관은 실린더의 수가 증가하면 기관이 길어지고 냉각이 어려워진다 * 성형기관은 많은 실린더를 장착하여 큰 마력을 낼 수 있으며 마력당 무게비가 작은 것이 장점이나 전면 면적이 큰 단점이 있다