[AMTG] Tricycle-Type Landing Gear

[AMTH]

 

Tricycle-Type Landing Gear

Tricycle-Type Landing Gear는 대형 및 소형 항공기에 사용되며 다음과 같은 이점이 있습니다.

제동 시 기체가 전복되지 않고 더 힘차게 브레이크를 밟을 수 있어 착륙 속도를 높일 수 있습니다.

Flight deck에서 더 나은 가시성을 제공합니다. 특히 착륙 및 지상 기동 시.

항공기의 Ground looping을 방지합니다. 항공기의 중심(CG)이 main 기어보다 앞쪽에 있기 때문에 중심의 힘은 tail wheel 유형의 랜딩 기어와 같이 Ground looping 이 아닌 항공기를 앞으로 움직이는 경향이 있습니다.

 

Tricycle-Type Landing Gear 를 장착한 몇몇 항공기의 노즈기어는 조종할 수 없습니다. 택싱 중 differential braking으로 조향이 이루어지므로 캐스터(Casters)만 있습니다.

 

Nose gear는 러더 페달에 대한 기계적 연결을 통해 지시(directed through)됩니다. 무거운 항공기는 일반적으로 유압 동력을 사용하여 nose gear를 조종합니다. 조종은 flight deck의 독립 틸러(tiller)를 통해 이루어집니다.

tricycle-type landing gear의 main gear
랜딩 기어 배열은 강화된 날개 구조 또는 동체 구조에 부착됩니다. 메인 기어의 바퀴 수와 위치는 다양합니다. 많은 메인 기어에는 두 개 이상의 바퀴가 있습니다. 여러 바퀴는 항공기의 무게를 더 넓은 영역에 분산시킵니다. 또한 타이어 하나가 고장나도 안전 여유를 제공합니다. 무거운 항공기는 각 메인 기어에 네 개 이상의 바퀴 조립품을 사용할 수 있습니. 두 개 이상의 바퀴가 랜딩 기어 스트럿에 부착된 경우 부착 메커니즘을 보기(bogie)라고 합니다. 보기(bogie)에 포함된 바퀴 수는 항공기의 총 설계 중량(gross design weight)과 적재된 항공기가 착륙해야 하는 surface type의 함수입니다. 

 

tricycle-type landing gea 배열은 많은 부품과 조립품으로 구성됩니다. 여기에는 공기/오일 충격 스트럿, 기어 정렬 장치, 지지 장치, 수축 및 안전 장치, 조향 시스템, 휠 및 브레이크 조립품 등이 포함됩니다.
운송 범주 항공기의 주 랜딩 기어는 그림으로 표시되어 있으며, 많은 부품이 랜딩 기어 명명법 소개로 식별되었습니다.

접이식 랜딩 기어는 비행 중 동체(fuselage) 또는 날개 격실(wing compartments)에 보관합니다. 이러한 휠 웰(wheel well)에 들어가면 기어는 slipstream에서 벗어나 parasite drag를 일으키지 않습니다. 대부분의 접이식 기어에는 기어가 완전히 수축되면 항공기 외피(skin)와 평행을 이루는 밀착 패널(close fitting panel)이 부착되어 있습니다. 다른 항공기에는 기어가 들어가거나 나갈 수 있도록 열리고 다시 닫히는 별도의 문이 있습니다.

Extended 랜딩 기어로 인해 발생하는 parasite drag는 조종사가 항공기 속도를 늦추는 데 사용할 수 있습니다. 대부분의 랜딩 기어의 Extend 및 Retract은 일반적으로 유압 장치로 수행됩니다. 

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Shock Absorbing

항공기의 taxiing 지원 외에도 착륙 중 항공기에 가해지는 충격력은 랜딩 기어에 의해 제어되어야 합니다. 이는 두 가지 방법으로 이루어집니다.

1) 충격 에너지는 단일 강한 충격 펄스와 다른 속도와 시간으로 기체 전체에 걸쳐 변경되고 전달

2) 충격은 에너지를 변환하여 흡수

 

진정한 충격 흡수는 충격 스트럿 랜딩 기어와 같이 착륙 충격의 충격 에너지가 열 에너지로 변환될 때 발생합니다. 이것은 항공에서 착륙 충격 소산의 가장 일반적인 방법입니다. 모든 크기의 항공기에 사용됩니다. 충격 스트럿은 지상에 있는 동안 항공기를 지지하고 착륙하는 동안 구조물을 보호하는 독립형 유압 장치입니다. 적절한 작동을 보장하기 위해 정기적으로 검사하고 서비스해야 합니다.

충격 스트럿에는 다양한 디자인이 있지만 대부분은 비슷한 방식으로 작동합니다. 
일반적인 공압/유압 충격 스트럿(pneumatic/hydraulic shock strut)은 압축 공기 또는 질소를 유압 유체와 결합하여 충격 하중을 흡수하고 소산합니다. 때때로 공기/오일 또는 올레오 스트럿(air/oil or oleo strut)이라고도 합니다. 충격 스트럿은 외부 끝이 닫힌 두 개의 텔레스코픽 실린더(telescoping cylinders) 또는 튜브로 구성됩니다. 위쪽 실린더는 항공기에 고정되어 움직이지 않습니다. 하부 실린더는 피스톤이라고 하며 상부 실린더 안팎으로 자유롭게 미끄러집니다. 두 개의 챔버가 형성됩니다. 하부 챔버는 항상 유압 유체로 채워지고 상부 챔버는 압축 공기 또는 질소로 채워집니다. 두 실린더 사이에 위치한 구멍은 스트럿이 압축될 때 하부 챔버의 유체가 상부 실린더 챔버로 들어갈 수 있는 통로를 제공합니다.

대부분의 충격 스트럿은 위 그림에 표시된 것과 유사한 측정 핀을 사용하여 하부 챔버에서 상부 챔버로 흐르는 유체 흐름 속도를 제어합니다. 압축 스트로크 동안 유체 흐름 속도는 일정하지 않습니다. 오리피스(orifice)의 계량 핀 테이퍼에 의해 자동으로 제어됩니다. 핀의 좁은 부분이 오리피스에 있으면 더 많은 유체가 상부 챔버로 통과할 수 있습니다. 오리피스의 계량 핀 부분의 직경이 증가함에 따라 유체가 통과합니다.
스트럿 압축으로 인한 압력 증가와 계량 오리피스를 통해 강제로 가해지는 유압 유체는 열을 발생시킵니다. 이 열은 충격 에너지로 변환됩니다. 스트럿 구조를 통해 소산됩니다. 일부 유형의 충격 스트럿에는 계량 튜브가 사용됩니다. 작동 개념은 계량 핀이 적은 충격 스트럿과 동일하지만, 계량 튜브의 구멍이 압축 중에 하부 챔버에서 상부 챔버로의 유체 흐름을 제어합니다.

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Large Aircraft Retraction Systems

대형 항공기 retraction 시스템은 거의 항상 유압으로 구동됩니다. 일반적으로 유압 펌프는 엔진 액세서리 드라이브(engine accessory drive)에서 구동됩니다. 보조 전기 유압 펌프도 일반적입니다. 유압 작동 수축 시스템에 사용되는 다른 장치에는 작동 실린더, 셀렉터 밸브(selector valves), 업록(uplocks), 다운록, 시퀀스 밸브(downlocks), 우선 밸브(priority valves), 튜빙 및 기타 기존 유압 시스템 구성 요소가 있습니다. 이러한 장치는 랜딩 기어와 랜딩 기어 도어의 적절한 시퀀스 retraction and extension을 허용하도록 상호 연결됩니다.

모든 항공기 랜딩 기어 수축 시스템의 올바른 작동은 매우 중요합니다. 아래 그림은 간단한 대형 항공기 유압 랜딩 기어 시스템의 예를 보여줍니다. 이 시스템은 기어가 Extended되기 전에 열리고 기어가 Retracted된 후에 닫히는 도어가 있는 항공기에 있습니다. 노즈 기어 도어는 기계적 연결을 통해 작동하며 유압 전원이 필요하지 않습니다. 다양한 항공기에는 많은 기어 및 기어 도어 배열이 있습니다. 일부 항공기에는 기어가 확장된 후에 휠 웰(wheel well)을 공정하게 하기 위해 닫히는 기어 도어가 있습니다. 일부 항공기는 기어가 확장된 후 휠 웰을 페어링하기 위해 닫히는 기어 도어를 가지고 있습니다. 다른 항공기는 기어 외부에 기계적으로 부착된 도어(door)를 가지고 있어서 기어를 안쪽으로 수납할 때 도어가 기어와 함께 수납되고 동체 피부와 페어링됩니다.

그림에 나와 있는 시스템에서 flight deck gear selector를 기어 업 위치로 옮기면 선택기 밸브가 위치하여 유압 시스템 매니폴드의 펌프 압력이 8개의 다른 구성 요소에 접근할 수 있습니다. 3개의 다운록이 가압되고 잠금 해제되어 기어가 수축될 수 있습니다. 동시에, 각 기어의 액추에이터 실린더도 제한 없는 오리피스 체크 밸브를 통해 피스톤의 기어 업 쪽으로 가압된 유체를 받습니다. 이렇게 하면 기어가 휠 웰로 구동됩니다. 2개의 시퀀스 밸브(C 및 D)도 유체 압력을 받습니다. 기어 도어 작동은 기어가 수납된 후에 발생하도록 제어해야 합니다. 시퀀스 밸브가 닫히고 도어 액추에이터로의 흐름이 지연됩니다. 기어 실린더가 완전히 수축되면 밸브를 여는 시퀀스 밸브 플런저와 기계적으로 접촉하여 유체가 도어 액추에이터 실린더의 닫힌 쪽으로 흐를 수 있습니다. 이렇게 하면 도어가 닫힙니다. 시퀀스 밸브 A와 B는 수축 중에 체크 밸브 역할을 합니다. 이들은 유체가 메인 기어 실린더의 기어 다운 측에서 선택 밸브를 통해 유압 시스템 리턴 매니폴드로 한 방향으로 흐를 수 있도록 합니다.