[ATA.73~75] ENG Fuel, IGN, Air System(엔진 연료계통, 점화계통, 공기계통)

■ ENG Fuel and Control(ATA.73)

• 연료흐름

fuel tank → boost pump → spar v/v → A/C로 fuel 흘러들어감 → low pressure fuel pump → IDG Oil cooler → oil/fuel heat exchanger → fuel filter → high pressure fuel pump → servo fuel heater(servo fuel은 각종 V/V에 공급) → HMU(Hydromechanical unit, FMV, HPSOV 등 fuel V/V control, filter에 걸러진 fuel은 다시 IDG oil cooler로 들어감) → fuel flow transmitter → fuel nozzle filter → fuel nozzle

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* spar v/v까지 기체계통, 그 이후로는 기관계통

* FMV : Fuel Metering Valve

* HPSOV : High Pressure Shut Off Valve

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Start Lever "IDLE" → HMU open → fuel 들어감 / FIRE S/W "ON" → Handle 땡김 → HMU close(shutoff)

• fuel flow transmitter : fuel 얼마나 흘러가는지 알려줌

• fuel nozzle : 총 20개, silver band(4), blue band(16) 색깔별로 압력 다름, cartridge v/v로 압력 control

※ Fuel Control

EEC에서 각종 데이터들을 받아 HMU에 전달하면 HMU가 fuel v/v control하여 Fuel control

• EEC

- Engine Electronic Control, 전자식 엔진제어장치

- 엔진에 관련된 신호들을 받아들여 구성품을 제어함

- 각 종 ENG sensor(T12, T25, T3, T49.5, Ps3, P0 등), Thrust Reverser, ID plug, fuel flow transmitter, Start lever 등에서 데이터를 받아 HMU에 전달

- EEC 냉각 : Fan에 들어가기 전 공기를 Nose cowl을 통해 EEC 내부로 보내줘서 냉각

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※ Fuel Indicating

데이터 제공(HPSOV position, Fuel flow rate, fuel used, fuel filter bypass)

 

<HMU → fuel flow transmitter → Indicating>

• HPSOV : start lever, Fire S/W로 control → ENG V/V closed LT control

• ENG V/V closed LT : OFF(V/V open, ENG run), Dim(V/V close)

• filter bypass LT : filter에 문제가 있으면 ON, filter bypass 시 IDG oil cooler outlet으로 간다

■ Ignition(ATA.74)

• 점화흐름

Ignition selector S/W(L or R) → ENG Start S/W(GRD, OFF, CONT, FLT) → pneumatic start 회전(full motoring까지 N2 32%까지) → Start lever → Ignition → Ignition Exciter → lead line → spark igniter

• lead line, spark igniter cooling : boost air로 cooling(fan and booster section)

• Ignition Exciter : spark igniter에서 고온고압에너지의 강력한 불꽃을 튀게 하기 위해 항공기 저전압 → 고전압으로 변환하는 장치, 115V AC → 15,000~20,000V DC

• Left IGN fail 시 : Dispatch 가능
• Right IGN fail 시 : Left IGN standby Bus PWR 조치 후 Dispatch 가능

• Ignition system control : 1. Ignition selector S/W / 2. ENG start S/W / 3. Start lever

• ENG start S/W, Ignition selector S/W

- GRD, GRD, R : R만 ON

- CONT, CONT, L : L만 ON

- OFF, OFF : 둘 다 OFF

- FLT, FLT, L or R : 둘 다 ON

• Auto Ignition SYS : 300RPM 이상 시 EEC가 감지해 자동으로 30초간 점화

Wet start	- Start lever "Idle" + ENG start S/W "GRD"후 15초간 EGT가 증가하지 않는 경우(EEC가 ENG start를 멈춘다)
Hot start	엔진이 시동되면서 EGT가 규정값을 초과한 경우, EGT가 규정값을 초과하면 EEC가 fuel flow와 점화를 멈춘다(지상에서만)
Hung start	엔진시동은 정상적으로 되지만 정상 Idle까지 도달 못하면서 EGT가 올라가는 경우
Stall	- 에어포일의 양력이 급격하게 감소하는 현상(bird strike, FOD, 급격한 자세, Throttle 급감속, 배기가스 재유입, CIT, CDP 너무 높을 때) - 큰 폭발음과 진동을 동반하면서 출력이 감소된다.
Surge	실속이 회복되지 못하고 전체로 실속이 확산되어 더 이상 정상 기능을 할 수 없는 상태

■ Air(ATA.75)

• ENG AIR : 5개의 V/V로 control(HPTACC, LPTACC, VSV, VBV, TBV)
• Turbine Clearance Control : HPTACC, LPTACC
• Compressor Airflow Control : VSV, VBV, TBV,

• HPTACC, LPTACC, VSV, VBV, TBV : Stall 방지, 연료효율 증가, servo fuel로 PWR 얻음

• HPTACC : High Pressure Turbine Active Clearance Control, Turbine Rotor와 Shroud 사이 clearance control을 통해 HPT 효율을 최적화시켜 줌으로써 Compressor load 경감, 4단계와 9단계 bleed air를 이용해 HPT shroud를 냉각시켜 Turbine 효율 극대화시켜줌, HPC, ENG Core section에 장착

• LPTACC : Lpw Pressure Turbine Active Clearance Control, fan discharge air로 LPT Case를 cooling 해줘서 LPT blade tip 간격을 조절해 연료 효율을 증가시켜줌

• VSV : Variable Stator Vane, HPC에 흐르는 Air control, HPC Stall 방지

- VSV 작동 : HPC case의 2개의 actuator가 vane들의 각 위치를 변화시키고 actuator 당 1개씩 장착된 LVDT가 VSV position을 EEC에 전달해줌

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• VBV : Variable Bleed Valve, LPC에 과도한 압력 발생 시 V/V open하여 과도한 압력 조절, booster에서 배출되어 HPC로 들어가는 공기의 양 조절, LPC Stall 방지

- VBV 작동 : 2개의 VBV actuator가 actuation ring을 회전시켜 12개의 Bleed door open 시켜 공기가 빠져나감

• TBV : Transient Bleed Valve, ENG 시동중 or 급가속 시 HPC 9th bleed air를 LPT로 보내 HPC Stall 방지

• IGV : Inlet Guide Valve, LPC 1th로 유입되는 공기를 조절해 압축기 실속 방지, 터빈의 과도한 온도 상승 방지

• Turbine Cooling

- 대류냉각 : blade와 vane 내부에 만들어진 다수의 공기통로를 통해 냉각공기를 지나가게 하여 대류에 의해 냉각하는 방법

- 충돌냉각 : blade L/E 내부 작은 원통 모양 tube 설치해 L/E에 집중적으로 냉각공기를 충돌시키는 방법

- 공기막냉각 : blade 표면 작은 구멍으로 공기를 유출시켜 공기막을 형성해 고온가스의 직접적인 접촉을 막는 방법

• Turbine Case Cooling(터빈 케이스 냉각 계통)

- Fan air를 사용해 Turbine case를 cooling시켜 연료절감 시켜주고 Turbine blade tip 간격을 적절히 조절해줌

- 온도 ↑ → 간격 ↑ → Air Leak ↑ → Fan Air를 쏴서 간격 줄여줌

• 크리프현상 : 고온에서 원심력에 의해 동익의 길이가 늘어나는 결함, Turbine blade에서 가장 큰 문제

• 터빈엔진에서 COMP Bleed Air 이용하는 것 : Turbine disk cooling, ENG intake anti-icing, Air conditioning system

• EGT : Exhaust Gas Temperature, 배기구로 나오는 배기가스 온도

• BPR : Fan By-Pass Ratio, Secondary Air Flow : Primary Air Flow, BPR ↑ → Fan에서 발생하는 추력 ↑, Fan 지름 ↑, Low(1:1이하), Medium(2~3:1), High(4:1 이상, 민간에서 사용)

• EPR : Engine Pressure Ratio, ENG 출구압력 : ENG 입구압력, 추력산정의 기준