항공기 엔진 연료 시스템

안녕하세요. Henney입니다.

오늘은 항공기 엔진의 Fuel System에 관해서 알아보려고 합니다. 일단 먼저 항공기 엔진은 과거로부터 현재까지 점점 시대가 좀 더 편한 세상으로 변해 가듯이 엔진도 마찬가지로 점점 진화해갑니다. 항공기 엔진을 제작하는 제작 사 마다 엔진의 특징들이 조금씩 틀리긴 하지만 대부분 그 원리는 대동소이하다고 생각합니다. 제가 오늘 진행할 내용은 항공기의 연료 시스템이 이런 식이구나 하고 편하게 봐주시면 될 것 같습니다.

1. 연료 시스템 구성 COMPONENT

먼저 어떤 부품들이 연료 system에 있는지 한번 알아보겠습니다.

1) Fuel Metering Unit 2) Fuel Pump 3) Fuel flow transmitter 4) servo fuel heater 5) Fuel distribution Valve 6) Fuel supply manifolds 7) Fuel injector and supports 8) Fuel/Oil cooler and bypass V/V

이렇게 나뉘어 있습니다. 기본적으로 원래 연료 시스템의 목적은 "모든 엔진의 운행 조건에 맞춰서 연료의 흐름과 압력에 따라서 결빙되지 않는 여과된 연료를 공급하는 것입니다." 이 말은 항공기가 그라운드에 있을 때 이륙을 위해 파워를 높이고 또한 공중에서도 속도를 줄이거나 높이 거나 혹은 급 하강하거나 급 상승할 때 등등 그때그때의 각기 다른 상황에 맞게 문제없이 연료가 공급이 되어야 한다는 것입니다.

2. 연료 시스템 CIRCURATION

이어서 연료 System이 어떻게 운영이 되는지 한번 설명해보겠습니다.

1. 항공기에서 Main fuel supply line을 통해서 연료펌프 Boost Stage inlet으로 보낸다. 연료펌프 Boost Stage에서 Fuel Oil Cooler로 보낸다. Fuel Oil Cooler는 연료가 가열되고 방빙이 되어 연료펌프로 다시 돌아온다. 방빙이 된 연료는 연료 필터를 통과하거나 혹은 바이패스 된다. 그리고 그 연료 흐름은 연료펌프 메인 스테이지로 간다. 메인 스테이지에서는 연료 필터를 통해 걸러진 (혹은 필터를 통과하지 않은) 연료는FMU로 가거나 Servo Fuel Heater로 가게 된다.

2 FMU에서는 EEC에 의해 산정된 연료를 연소실로 공급한다. 메인 스테이지의 연료는 FMU로 가서 한번 필터링이 되고 Fuel metering valve로 흐른다. EEC에 의해 컨트롤되는 Fuel metering valve에서 산정된 연료의 양은 엔진의 operating condition에 의해 좌지우지된다. 그리고 여기에서 사용하지 않은 연료는 연료펌프에 장착되어 있는 바이패스 밸브를 통해서 fuel oil cooler로 다시 되돌아 갑니다. 산정된 연료는 FMU에 있는 high pressure fuel shut off valve를 통해서 Fuel Flow Transmitter로 갑니다. Fuel Flow Transmitter로부터 산정된 연료는 연료 Distribution valve를 통해서 디퓨져 케이스 주위에 위치되어 있는 8개의 연료 공급 매니폴드로 동등하게 공급됩니다. 이 8개의 매니폴드에서 24개의 연료 인젝터로 연료를 공급하고 인젝터는 연료를 연소실 내에서 분사한다.

(1번의 servo Fuel Heater로 갔던 Fuel) 3 연료펌프를 통해서 FMU로 보내지지 않았던 연료는 Servo Fuel Heater로 갑니다. Servo Fuel Heater는 연료를 방빙 시키고 엔진에 장착되어 있는 Component의 작동을 위해 Servo Fuel Pressure(Pf)를 공급하는 데 사용됩니다. Servo Fuel Pressure를 Pf라 하고 EEC의 명령에 의해 엔진 Component의 작동을 위해 사용되었던 Pf는 fuel/oil cooler로 다시 되돌아 갑니다. 그리고 사용되지 않았던 Servo Fuel Pressure는 FMU를 통해서 연료 펌프로 다시 되돌아 갑니다. 그림으로 한번 정리해보겠습니다.

조금 허접 한 그림이긴 하지만 직접 그려보았습니다. 그림으로 보면 조금 더 쉽게 이해가 가실 듯합니다.

혹시나 그림보다 더 간단하게 보시고 싶으신 분들을 위해 아래 간략하게 한번 또 표시를 해봤습니다.

SERVO FUEL HEATER →TO COMPONENT

↑

항공기 연료탱크 →FUEL PUMP→FMU→FUEL FLOW TRANSMITTER→FUEL SUPPLY MANIFOLD→FUEL INJECTOR

↑↓

FUEL OIL COOLER

오늘은 항공기 엔진 연료 시스템에 대해서 한번 알아보았습니다. 엔진은 제작사마다 부르는 명칭이나 FUEL SYSTEM 이 조금 다를 수 있습니다. 제가 알아본 것이 꼭 정답은 아니니 참고만 하시기 바라겠습니다. 다음번에는 이 연료 시스템을 구성하고 있는 각각의 COMPONENT 들에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 감사합니다.