(15) Heating System

Heating System

 

항공기 형식에 따라 다양한 유형의 난방 시스템(heating system)이 사용될 수 있다. 특정 aircraft operator’s manual을 통해 난방 시스템에 대한 지식을 갖추는 것이 중요하다. 난방 시스템들의 수리 및 점검 기준은 서로 다르며 이를 정확하게 준수해야 한다.

 

Fuel Fired Heaters

 

fuel fired heater는 한정된 공간에만 난방을 제공하는 거치형 장치나 휴대용 장치이다. 연료는 연료 탱크와 연결된 관을 통해, 혹은 항공기 연료 시스템을 통해 히터와 연결된다. 송풍기가 연소실로 공기를 불어넣으면 스파크 플러그나 점화 장치가 연료-공기 혼합물을 연소한다. 장치에 내장된 안전 스위치 덕분에 송풍기가 작동하지 않으면 연료가 흐르지 않는다. 연소실 외부에 놓인 두 번째 관은 연소실 외부 표면 주위로 공기를 유도하며 두 번째 송풍기는 따뜻해진 공기를 관으로 불어 넣어서 항공기 내부로 향하게 만든다. 대부분의 가솔린 히터는 시간당 5,000 ~ 50,000 BTU(British Thermal Units)를 생산할 수 있다.

 

fuel fired heaters가 작동하기 위해선 전기가 필요하며 이는 12V 및 24V 항공기 전기 시스템과 호환된다. 히터는 정기적인 정비를 필요로 한다(예를 들어 규칙적인 연소실 점검, 그리고 주기적인 점화장치 교체). 가솔린 히터는 환기가 필요하므로 환기구가 항공기 내부로 누출되지 않도록 각별히 주의해야 한다. 연소 부산물은 매연, 이산화황, 이산화탄소, 그리고 일산화탄소를 포함한다. 부적절하게 조정된, 부적절하게 연료가 공급되는, 혹은 부적절하게 정비된 fuel heater는 위험할 수 있다.

 

Exhaust Heating Systems

 

exhaust heating systems는 가장 단순한 유형의 항공기 난방 시스템으로 대부분의 소형 항공기에서 사용된다. exhaust heating systems는 배기가스를 엔진 및 동체로부터 내보냄과 동시에 엔진 소음을 줄여준다. 또한 exhaust heating systems는 객실과 기화기에 난방을 제공한다.

(출처: Aeronautics-Guide)

exhaust heating system에 결함이 발생하면 일산화탄소 중독, 엔진 성능 저하, 그리고 화재 가능성 증가의 위험이 발생한다. 이러한 위험들 때문에 정비사는 exhaust heating system이 노후화되는 속도를 확인해야 하며 내부 결함과 외부 결함을 찾아야 한다.

 

Combustion Heater Systems

 

combustion heaters나 surface combustion heaters는 보통 더 크고 비싼 항공기의 객실에 난방을 제공하기 위해 사용된다. 이러한 유형의 히터는 열을 발생시키기 위해 항공기의 연료를 연소실에서 연소시키며 연소실 주위를 흐르는 공기는 가열된 다음에 기내로 배관된다. combustion heater는 스테인리스 스틸 자켓으로 이루어진 밀폐 연소실이다. 난방을 위해 항공기 연료시스템에서의 연료가 점화 및 연소된다. 연소실 주위로 유입된 공기는 열을 뺏어온 다음 객실로 분산된다.

(출처: Aeronautics-Guide)

heater control switch가 켜지면 히터에 공기, 점화, 그리고 연료가 공급된다. heater control switch가 켜져 있는 동안 연소실 내에 공기와 점화가 계속 공급된다. 난방이 필요해서 temperature control을 전진시키면 thermostat(= 온도조절기. 난방 공기의 온도를 감지하는 장치)이 활성화된다. thermostat는 fuel solenoid를 키며 이로 인해 연료가 연소실로 분사된다. 연료는 연소실 내의 공기와 혼합된 다음 스파크 플러그에 의해 점화되어 열을 생성한다.

 

부산물인 일산화탄소는 heater exhaust pipe를 통해 항공기에서 배출된다. 연소실 주위를 흐르는 공기는 열을 흡수한 다음 배관을 통해 객실로 전달된다. 조종실에서 설정해둔 온도에 도달하면 thermostat가 fuel solenoid를 끄며 이로 인해 연소실로 향하는 연료 흐름이 중지된다. thermostat이 fuel solenoid를 다시 켤 정도로 난방 공기가 식으면 연소실이 다시 작동한다.

 

이러한 난방 시스템은 매우 안전하다. 왜냐하면 overheat switch가 모든 combustion heaters에 제공되기 때문이다. overheat switch는 히터의 전기 시스템에 연결되며 난방 시스템에 고장이 발생하였을 때 연료를 차단한다. fuel solenoid가 열린 상태로 유지되거나 control switch가 고장나면 overheat switch가 fuel solenoid 및/혹은 fuel pump를 차단해서 시스템으로 공급되는 모든 연료 흐름을 중단시킨다.

 

combustion heater에서는 일산화탄소 중독이 발생할 가능성이 낮다. 연소관 내부의 압력은 낮으며 이는 exhaust를 통해 바깥으로 배출된다. 연소실을 둘러싼 공기의 압력은 연소실 내부의 압력보다 높으며 램 공기는 연소실 외부의 압력을 높인다. 연소실에 구멍이 생기면 연소실 외부의 고압 공기가 연소실 내부로 이동한 다음 exhaust로 배출된다.

 

Bleed Air Heating Systems

 

bleed air heating systems는 터빈 엔진 항공기에서 사용된다. 극도로 뜨거운 compressor bleed air는 chamber로 배관된 다음 외부 공기나 재순환 공기와 혼합된다. 이는 공기를 적절한 온도로 냉각시키기 위함이다. 그런 다음 이 공기 혼합물은 객실로 배관된다. 이러한 유형의 시스템은 몇 가지 안전장치를 가지고 있다. 여기에는 온도 센서(과도한 열이 객실로 유입되는 것을 방지하는 장치), 체크 밸브(엔진 시동 시, 그리고 최대 출력 적용 시 compressor bleed air가 손실되는 것을 방지하는 장치), 그리고 엔진 센서(엔진이 고장 났을 때 bleed system을 비활성화 시키는 장치)가 포함된다.