Engine Cooling Systems
실린더 내에서 연소하는 연료는 강한 열을 생성한다. 대부분의 열은 배기 시스템을 통해 배출된다. 허나 엔진 과열을 방지하기 위해선 남아 있는 열이 제거되어야 한다. 그렇지 않으면 극도로 높은 엔진 온도로 인해 출력 손실, 과도한 오일 소모, 디토네이션, 그리고 심한 엔진 손상이 발생할 수 있다.
대부분의 소형 항공기는 공랭식 엔진을 사용하며 일부는 수랭식 엔진을 사용한다. 공랭식 엔진에서는 공기가 엔진 cowling 전방의 개구부를 통해 엔진실로 유입되서 냉각이 이루어진다. baffles는 이러한 공기를 엔진 실린더에 부착된 fins와 그 외 엔진 부품들에 보내서 공기가 엔진 열을 흡수하도록 만든다. 뜨거운 공기는 엔진 cowling의 아래쪽 뒤에 있는 하나 이상의 개구부를 통해 배출된다. [그림 7-19]
외부 공기는 propeller hub 뒤에 있는 inlet을 통해 엔진실로 들어간다. baffles는 엔진의 가장 뜨거운 부분(주로 실린더)으로 공기를 보낸다. 실린더는 공기 흐름에 노출되는 영역을 증가시키기 위해 fins를 가지고 있다.
지상 운영, 이륙, 복행, 그리고 고출력/저속 운영 도중에는 공랭식 시스템의 효율성이 떨어진다. 반면 고속 하강 도중에는 과도한 공기로 인해 엔진 shock cool이 발생할 수 있으며 이는 급격한 온도 변화를 초래한다.
설계 온도보다 높은 온도로 엔진이 작동하면 출력 손실, 과도한 오일 소모, 그리고 디토네이션이 발생할 수 있다. 또한 이로 인해 심한 영구적 손상(예를 들어 실린더 벽의 금, 피스톤과 링의 손상, 그리고 밸브의 뒤틀림)이 발생할 수도 있다. 조종실의 엔진 온도 계기를 모니터링하면 높은 온도를 방지할 수 있다.
cowl flaps를 갖추지 아니한 항공기에서는 속도나 엔진 출력 생산량을 변화시킴으로써 엔진 온도가 제어될 수 있다. 높은 엔진 온도는 속도 증가 및/혹은 출력 감소를 통해 감소될 수 있다.
oil temperature gauge는 엔진의 온도 상승을 간접적으로 표시한다. 허나 이 방법이 유일하다면 엔진 온도를 결정하기 위해 이 계기를 사용할 수 있다.
대부분의 항공기는 cylinder-head temperature gauge를 갖추고 있으며 이는 온도 변화를 직접적으로 나타낸다. 이 계기는 섭씨나 화씨로 눈금이 매겨져 있으며 정상 작동 범위를 나타내기 위해 green arc가 지정된다. 계기의 red line은 maximum allowable cylinder head temperature를 나타낸다.
속도를 높이고, 연료-공기 혼합물을 rich하게 만들고, 출력을 줄이면 과도한 cylinder head temperatures가 방지된다. 이러한 절차들은 모두 엔진 온도를 낮추는데 도움이 된다. cowl flaps를 갖춘 항공기에서는 온도를 제어하기 위해 cowl flap를 사용한다. cowl flaps는 경첩이 달린 덮개로 이는 뜨거운 공기가 배출되는 개구부를 덮는다. 만약 엔진 온도가 낮다면 cowl flaps를 닫을 수 있으며 이로 인해 따뜻한 공기의 배출이 제한되서 엔진 온도가 증가한다. 만약 엔진 온도가 높다면 cowl flaps를 열을 수 있으며 이로 인해 따뜻한 공기가 배출되서 엔진 온도가 감소한다.
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