프로펠러 역학과 정비(propeller aerodynamics and maintenance)

이강희 지음

비행연구원 2023년 03월 28일 출간

작품소개

책소개

비행기가 비행하기 위해서는 엔진뿐만 아니라 프로펠러가 필수이다. 전통적으로 피스톤 엔진과 프로펠러의 조합을 동력장치라고 하는 이유이다. 제트엔진이 개발되면서 프로펠러의 존재는 없어졌지만, 항공기의 왕복엔진의 성능이 향상되면서 프로펠러는 프로펠러 항공기는 발전을 계속할 것이다. 프로펠러 항공기가 전체 추력이나 성능이 제트엔진과 비교해서 떨어지는 것은 아니다. 어느 면에서는 제트엔진보다 운용상의 장점이 있다. 실제 C-130과 같은 허큘리스 수송기는 야전 운용 능력이 뛰어나 많은 국가에서 전술 항공기로 채택하고 있다. 아울러 전기 항공기와 도심항공교통(UAM)의 주축이 될 eVTOL 항공기 역시 전기동력과 프로펠러의 조합이 필수이다. 엔진 성능이 향상되면서 프로펠러 성능 향상을 위한 모양, 크기, 블레이드 그리고 엇회전 방식에서 큰 발전을 이루었다. 프로펠러는 저속 왕복엔진 항공기와 도심항공교통(UAM) 항공기의 주요 추진 및 수직 양력 장치로 활용될 수 있다는 점에서 이 책은 프로펠러 성능 향상을 위한 기초 지식을 제공할 것으로 기대한다.

목차

제1장 프로펠러 구조와 역학
1.1 개요
1.2 프로펠러 구조와 기능
1.2.1 프로펠러 구동
1.2.2 프로펠러 부분 명칭
1.3 프로펠러 추진 힘
1.4 프로펠러의 일과 효율
1.5 전진비
1.6 프로펠러 지름
1.7 블레이드 수
1.7.1 2-블레이드 프로펠러
1.7.2 3-블레이드 프로펠러
1.7.3 4-블레이드 또는 다중 블레이드 프로펠러
1.8 블레이드 비틀림
1.9 블레이드 각 또는 피치
1.10 시미터 프로펠러
1.11 엇회전 프로펠러
1.11.1 동축 엇회전 프로펠러
1.11.2 2축 엇회전 프로펠러
1.11.3 수직 추력 프로펠러
1.12 블레이드 커프
1.13 프로펠러 팁과 지면 사이의 간격
1.14 직사각형 블레이드 팁
1.15 프로펠러 토크와 P-요소
1.16 프로펠러에 작용하는 힘
1.17 블레이드 피치
1.18 추력과 토크
1.19 합력 받음각
1.20 공기역학적 요소
1.21 프로펠러 조정기와 계기
1.22 프로펠러의 장착 위치
1.23 프로펠러 기능에 따른 분류
1.23.1 고정 피치 프로펠러
1.23.2 테스트 클럽 프로펠러
1.23.3 지상-조절형 프로펠러
1.23.4 조절형 피치 프로펠러
1.23.5 정속 프로펠러
1.23.6 페더링 프로펠러
1.23.7 역-피치 프로펠러
1.24 프로펠러 조속기/거버너
1.24.1 거버너 구조
1.24.2 거버너 기계장치
1.24.3 언더스피드(저속) 상태
1.24.4 오버스피드(과속) 상태
1.24.5 온-스피드(정속) 상태
1.24.6 거버너 작동 요약
1.25 프로펠러 작동 범위
1.25.1 프로펠러 알파와 베타 범위
1.25.2 역추력과 베타 범위 작동
1.25.3 컨디션 레버

제2장 왕복엔진 프로펠러
2.1 고정-피치 프로펠러
2.1.1 목제 프로펠러
2.1.2 금속 프로펠러
2.2 정속 프로펠러
2.2.1 Hartzell 정속, 넌페더링
2.2.2 정속 페더링 프로펠러
2.2.3 언페더링
2.3 프로펠러 보조 시스템
2.3.1 착빙 제어 시스템
2.3.2 프로펠러 동기화와 동기 펄스화
2.3.3 오토페더링 시스템

제3장 터보프롭 프로펠러
3.1 터보프롭엔진
3.1.1 터보프롭엔진의 효율 비교
3.1.2 감속기어 어셈블리
3.1.3 터보-프로펠러 어셈블리
3.2 P&W PT6 Hartzell Propeller System
3.3 Hamilton Standard Hydromatic Propellers
3.3.1 하이드로메틱 프로펠러
3.3.2 작동 원리
3.3.3 페더링 작동
3.3.4 언페더링 작동
3.3.5 프로펠러 거버너 세팅
3.3.6 요약

제4장 프로펠러 검사와 정비
4.1 프로펠러 검사
4.1.1 검사 방법
4.1.2 목제 프로펠러 검사
4.1.3 금속 프로펠러 검사
4.1.4 알루미늄 프로펠러 검사
4.1.5 복합소재 프로펠러 검사
4.2 프로펠러 진동
4.2.1 진동원인
4.2.2 블레이드 트래킹
4.2.3 블레이드 각도 점검과 조절
4.2.4 유니버설 프로펠러 프로트랙터
4.3 프로펠러 밸런싱
4.3.1 정적 밸런싱
4.3.2 동적 밸런싱
4.3.3 밸런싱 절차
4.4 프로펠러 탈착
4.4.1 장탈
4.4.2 장착
4.5 프로펠러 서비싱
4.5.1 프로펠러 블레이드 세척
4.5.2 프로펠러 에어 돔 충전
3.5.3 프로펠러 윤활
4.6 프로펠러 오버홀
4.6.1 허브
4.6.2 프로펠러 재조립
4.7 프로펠러 고장탐구

【부록 1】 용어해설
【부록 2】 부식 종류(그림)

작가정보

저자(글) 이강희

[학력 및 경력] 육군3사관학교, 청주대학교 영문과, (학점제) 심리학, 장교영어반, (미)항공고등군사반 수료, 육군항공학교 헬리콥터 이론 및 비행교관, FAA 이론 및 비행교관(비행기), 비행연구원 설립 및 집필활동(1996~현재)
[주요 서적] 운항학 개론, 계기비행, 계기절차 지침서, 항공우주용어사전, 제트엔진, 항공기 I, 항법개론, 전자조종실, 항공상식, 항공교육 교수법, 항공기상, 항공정보지침서(AIM), 경량항공기, 헬리콥터 비행과 역학, 항공무선통신, 기타 문제집저자는 항공교육에 뜻을 두고 실무 비행경력을 바탕으로 실제와 이론에 관한 항공인의 지식 함양을 위해 계속 집필하고 있다. 현재까지 약 60여 권의 참고서와 문제집을 집필하여 항공지식의 이론적 토대를 마련하였다. 아울러 자격증명을 위한 시험문제집 집필로 제도권에서 공정한 학습권과 경쟁을 위한 체계화하였다.