가스터빈엔진 시동계통의 이해

• 대부분의 항공기는 시동시 도움이 필요하다.
• 시동기는 엔진을 구동시키는데 필요한 대용량의 기계적 에너지를 생산할 수 있는 전기/기계식 기계장치이다.
• 시동기는 연료를 연소하기에 충분한 공기 흐름을 엔진 내부에 공급할 수 있도록 엔진을 구동시켜야 한다.
• 그다음에 엔진이 자립 회전속도까지 가속되는 데 도움이 되도록 계속 작동하여야 한다.
• 터빈엔진의 시동기는 엔진을 시동하는데 매우 중요한 역할을 한다.
• 전기모터식, 시동-발전기식, 공기터빈식을 사용한다.
• 전기터빈식은 터빈에 압축공기를 제공한다

가스터빈엔진 시동장치:

• 고압압축기 회전에 의해 시동된다.
• 가스터빈엔진은 연소를 위해 충분한 공기가 필요하기 때문에 시동기는 엔진이 스스로 구동할 수 있는 속도에 도달할 때까지 엔진을 구동시켜 준다.
• 공급되는 토크는 압축기의 관성력과 마찰 하중을 극복하기 위해 요구되는 토크 이상으로 공급되어야 한다.
• 시동기가 엔진으로 충분한 공기 흐름이 공급되도록 압축기를 가속시킨 후 점화 및 연료공급이 이루어져야 한다.
• 시동기는 엔진 스스로 구동을 가속할 수 있는 속도에 도달 한 후까지 엔진을 계속해서 구동해야 한다.
• 그렇지 않다면, 충분한 에너지를 생산하지 못하여 완속운전속도 도달전에 실패할수 있다.

가스터빈에 사용되는 시동기의 종류:

직류전기모터, 시동-발전기, 공기터빈 시동기

• 많은 형식의 터빈시동기 중 대부분은 전기모터 또는 공기터빈 시동기를 사용한다.
• 소형엔진에 사용되는 압축공기 시동계통은 압축기나 터빈블레이드에 압축공기를 직접 분사하여 회전시키는 방식이다.
• 일반적으로 지상장비 또는 인접 엔진에서 나오는 공압에 의해 시동기를 작동시킨다.

고온가스 발생기를 가진 카트리지 시동기

• 카트리지의 점화에 의해 발생된 가스는 고온가스 노즐을 통해 터빈의 버킷 쪽으로 나가게 되어 외부배기 컬렉터를 경유하여 터빈의 회전을 발생시킨다

연료-공기 연소 시동기:

• 연료와 압축공기의 연소 에너지를 이용하여 가스터빈엔진을 시동한다.
• 완전자동으로 시동기 발화를 위한 스위치 작동과 엔진을 일정 속도까지 가속시킨 후 시동기가 꺼지게 되어 있다.
• 유압펌프와 모터 일부 소형엔진에 사용

전기사동기와 시동-발전기 시동계통:

• 전기시동계통은 일반적으로 직구동 전기식과 시동-발전기식 이 있다.
• 직구동 전기식은 보조동력장치와 같은 소형 터빈엔진에 일부 소형 터보샤프트엔진 사용
• 많은 가스터빈 항공기는 시동-발전기 사용
• 이타입은 시동기로 작동한 후 엔진 시동 완료 후 발전기로 전환하여 작동한다.
• 시동-발전기는 구동기어를 통해 계속 엔진 축과 맞물리지만, 직구동은 분리해야 한다.
• 시동-발전기는 전기적으로 강한 자기장과 높은 시도 토크를 얻기 위해 많은 직렬권선 을 추가한 분권 발전기이다.
• 이것은 시동기와 발전기 기능을 모두 수행 하기 때문에 경제적이고, 무게를 줄인다.

저전류 제어장치가 장착된 시동-발전기:

• 시동기로 사용될때 시동-발전기를 제어함.
• 시동기를 제어할때 엔진의 연소 유지에 충분한 빠른 회전을 유지하는 역할을 함.
• 이 제어장치는 전원스위치, 연료밸브, 스로틀 릴레이와 연결되어 연료펌프를 작동 제어하여 연료 압력을 형성시킨다.
• 시동기로 사용될때 시동-발전기를 제어함.
• 시동기를 제어할때 엔진의 연소 유지에 충분한 빠른 회전을 유지하는 역할을 함.
• 이 제어장치는 전원스위치, 연료밸브, 스로틀 릴레이와 연결되어 연료펌프를 작동 제어하여 연료 압력을 형성시킨다.
• 모든 릴레이코일과 연결되어 시동스위치 OFF 후에도 모든부품을 작동 제어한다.

공기터빈 시동기 계통:

• 이 시동기는 작고 가벼운 자원을 활용 하지만 높은 사동토크를 제공한다.
• 동일한 엔진 조건에서 전기시동기의 ½ , ¼ 무게 이다.
• 이 시동기를 작동시키는 공기는 압축공기 공급장치, 인접엔진,보조동력장치이다.

• 시동기는 입구로 충분한 용량과 압력의 공기를 공급함으로써 작동된다.
• 압력공기는 시동 터빈하우징 내부로 들어가 노즐 베인을 통과하여 터빈로터를 회전시킴
• 로터가 회전하면 여러 기어를 구동하여 클러치를 작동시킨다.
• 클러치는 엔진구동축을 작동시키고, 구동축이 클러치보다 빠르게 회전시 분리됨

공기터빈 시동기 계통:

• 트랜스미션 하우징에는 윤활유가 저장됨
• 공기터빈시동기의 일반적인 정비는 오일양 점검, 금속입자등의 이물질에 대한 점검, 누설점검등이다.
• 시동기 윤활유 보급은 트랜스미션 하우징 섬프로 공급된다.
• 유량게이지를 통해 오일양을 점검하며, 마그네틱 드레인플러그를 통해 오염상태확인