착륙 장치 수납 시스템

개요

착륙 기어 접이 시스템은 주 착륙 기어와 전방 기어 어셈블리를 펼침(다운앤록) 위치와 접힘(업앤록) 위치 사이에서 올리고 내리는 전기유압 메커니즘이다. 사실상 모든 상업용 수송 항공기에서 기어 접이는 이륙 직후 수 초 이내에 이루어지며, 비행 주기에서 가장 안전에 중요한 시퀀스 중 하나이다. 접이 실패는 공기 저항을 크게 증가시키는데 — 소형 항공기의 경우 의도치 않게 전개된 기어는 항력을 약 40퍼센트, 순항 고도에서 연료 소비를 15~20퍼센트 증가시킨다. 반대로 착륙 전 전개 실패는 즉각적으로 치명적이므로, 접이 시스템은 항공기에서 가장 신중하게 이중화된 메커니즘 중 하나이다.

대부분의 상업용 제트기는 유압 시스템을 사용하여 기어 접이를 구동하며, 전용 기어 선택 밸브가 고압 유압유를 각 기어 어셈블리의 액추에이터로 보낸다. 모든 인증된 수송 항공기에 의무적 백업으로 제공되는 비상 전개 장치는 유압 동력 없이 중력과 공기역학적 힘으로 기어를 자유낙하시켜 전개 위치에서 잠금시킨다.

작동 원리

비행 승무원이 기어 핸들을 UP으로 선택하면, 착륙 기어 제어 밸브가 각 스트럿의 접이 액추에이터에 유압을 보내는 동시에 기어를 전개 위치에 고정하던 다운록 메커니즘을 해제한다. 각 기어 어셈블리가 휠웰 안으로 접히면, 시퀀스 밸브가 기어 도어가 먼저 열리고, 스트럿이 접히고, 도어가 접힌 기어 위로 닫히는 순서를 보장한다. 업록 후크가 기어 구조물의 롤러 위에 걸려 기어를 접힌 위치에 기계적으로 고정하고, 기어가 내려가지 않도록 유압을 해제할 수 있게 한다.

전개 시에는 순서가 역전된다: 도어가 열리고, 유압이 업록을 해제하여 기어를 전개 위치로 밀어내고, 스트럿이 전개되고, 다운록 링크가 오버센터로 걸려 기계적 다운록을 체결하고, 도어가 닫힌다. 업록, 다운록 및 기어 도어의 근접 센서가 위치 정보를 조종실 착륙 기어 표시 시스템에 전달한다. 3개의 녹색등(또는 동등한 ECAM/EICAS 표시)이 착륙 전 3개 기어 어셈블리 모두 다운앤록 상태임을 확인해 준다.

비상 자유낙하 전개는 업록을 기계적으로 해제하는 것으로 — 조종실의 전용 자유낙하 핸들이나 솔레노이드 작동 업록 해제 장치를 통해 — 중력과 공기역학적 하중이 기어를 전개 위치로 흔들어 놓는다. 다운록은 유압 보조 없이 기계적으로 체결된다. 일부 설계에서는 공기역학적 힘만으로 불충분할 때 전개를 보조하는 질소 공압 백업 액추에이터를 사용한다.

주요 구성품

• 접이 액추에이터: 항공기 구조물과 기어 트러니언 또는 사이드 스트럿 브레이스 사이에 장착된 복동 유압 실린더. 유압을 기어 무게, 공기역학적 하중, 마찰을 극복하기에 충분한 선형 힘으로 변환한다.
• 업록: 접힌 위치에서 기어 구조물을 잡는 기계적 후크 또는 래치. 난기류와 기동 중 기어의 관성 하중에 견디면서 열리지 않아야 한다.
• 다운록: 착륙 하중 하에서 기어가 접히는 것을 방지하는 오버센터 링키지 또는 기계적 잠금장치. 체결 여부는 조종실 표시에 공급하는 근접 센서로 확인된다.
• 기어 선택 밸브: 조종사가 조작하는 유압 밸브로, 접이 또는 전개 회로에 압력을 보낸다. 일반적으로 바퀴에 하중이 실린 동안 기어 접이를 방지하는 지상 안전 솔레노이드(스쿼트 스위치 로직)를 포함한다.
• 시퀀싱 밸브: 도어 열림/기어 이동/도어 닫힘 시퀀스를 조율하는 압력 작동 밸브로, 이동 중 도어가 기어 구조물에 접촉하지 않도록 한다.
• 근접 센서(PSEU): 유도 센서를 통해 업록, 다운록, 도어 위치를 읽는 근접 스위치 전자 장치로, 착륙 기어 표시를 구동한다.
• 자유낙하 해제 메커니즘: 유압 시스템 없이 중력에 의한 비상 전개를 위해 기계적 업록 해제를 허용하는 케이블 또는 솔레노이드 시스템.

항공기 적용 사례

• 보잉 737-800 — System A를 통한 유압 접이; 자유낙하 백업 표준; 접이 시간 약 8~10초
• 에어버스 A320-200 — Green 유압 시스템 주 사용; 자유낙하 전개 가능; 기어 도어가 사이클 중 열림과 닫힘
• 보잉 777-300ER — 6륜 주 보기가 안쪽으로 접힘; 복잡한 도어 시퀀싱; 유압 시스템 L & R 및 Centre
• 보잉 787-9 — 블리드 프리 아키텍처에도 유압 접이 유지; 복합소재 기어 도어로 중량 절감

장점과 한계

유압 접이 시스템은 잘 검증되었으며, 강력하고, 공기역학적 하중에 맞서 대형 다륜 보기를 접이하는 데 필요한 높은 힘을 생성할 수 있다. 주된 한계는 유압 시스템 무결성에 대한 의존성이다; 유압 누출은 기어의 접이와 전개 동력을 동시에 빼앗을 수 있어 자유낙하 백업이 필수적이다. 유압 시스템은 또한 유체 오염과 극한 온도에 대한 면밀한 밀봉이 필요하다.

업록, 다운록 및 시퀀싱 밸브의 기계적 복잡성은 엄격한 검사 간격을 요구하는 다수의 잠재적 고장 모드를 도입한다. 정비 중 업록에 삽입되는 지상 안전핀은 지상에서의 의도치 않은 접이를 방지하지만, 출발 시 장착된 채 남겨지면 중대한 위험을 초래한다 — "비행 전 제거(remove before flight)" 리본은 의무이다. 항공기 설계가 성숙해짐에 따라 일부 연구 프로그램은 기어 접이를 위한 전기유압정 액추에이터(EHA)를 탐색하고 있어, 항공기 수준의 유압 배관 없이 국부적 유압 동력 생성을 제공하지만, 이 기술은 아직 주력 상업 서비스의 주 착륙 기어 구동에는 도입되지 않았다.