안녕하세요 또 찾아온 비행기를 알아봅시다 입니다!어느세 5탄까지 와버렸네요!
오늘은 비행기 엔진에서 나오는 열을 활용하여 다방면으로 유익하게 쓰는,브리드 에어(Bleedair)에 대해 알아보도록 하겠습니다.
브리드 에어는 비행기 엔진 컴프레서에서 만들어진 고온 고압의 공기를 적당량 빼내어 여러가지 중요한 임무를 수행하죠.브리드 에어는 몇번째 컴프레서에서 뽑아내느냐에 따라 온도와 기압이달라지는데,보통은 40 PSI의 기압과 250도의 온도를 냅니다.
아래 보시다시피 엔진에서 나온 브리드에어는 여러가지의 임무를 수행합니다.
우선 기내의 쾌적한 환경을 조성해주는 Environmental control system 줄여서 ECS 입니다.
대부분의 민항기들은 국내선일 경우 6.6~8.4km, 국제선일경우 7.8~13km 고도에서 순항합니다.고도를 높이면 공기가 희박해지고 기압은 낮아져 사람이 긴 비행시간을 견디지 못하죠.
지상 1.1km정도에서 순항을 할시 기압은 지상에서의 기압보다0.25배까지 내려가고 기온은 영하 56.5도 습도는 0.00% 까지 내려가는 극한의 조건이죠.
비행기안에 있는 승무원과 승객들 위해 이런 악조건을 필터링해주는것이 바로 Environmental control system(ECS) 입니다. ECS는 비행기엔진의 컴프레서로 고온 고압축으로된 공기로 기내 안 기압과 온도를 조정해줍니다.
(보잉 737-800의 ECS 컨트롤패널)
위 그림 가운데에 있는 두 빨간것은 온도조절 장치로 air cycling maching 혹은 PACK이라고 불립니다. 엔진 컴프레서에서 나온 고온 고압의 공기를 1차적으로 외부 공기에 한번노출시켜 온도를 내리고난후 ACM으로 들어가 다시 터빈으로 팽창시킵니다. 물론 이과정에서 엔진의 이물질은(엔진오일 등)필터에의해 걸러집니다.(노후된 항공기들은 이 필터를 교체하지않아 공기 오염지수가 높다는 기사가 있었는데 확실하신 않네요..)
High EfficiencyParticulate Air(HEPA)는 여과 장치가 직경 0.003mm가 넘는 이물질들을 필터링해준다하니 왠만해서는 오염지수는 걱정안하셔도 될거같습니다.
이렇게 고온 고압의 공기는 필요량의 8배 이상의 많은 공기를 공급해줍니다. 물론 환기도 시간당20~30회 정도로 해주어 쾌적한 환경을 만듭니다. 한 가지 알아두셔야 할것은 고온으로 가열된 공기는 습도가 어마어마하게 내려갑니다. 대략 10~20%정도의 습도를 갖는다고 하네요.
피부미용에는 안좋으니 장시간 비행할시 미스트를 사용하거나 물을 많이 마셔주시는것이 좋답니다. (요즘은 usb로 구동되는 미니가습기들이 많아서 잦은 비행하시는분들은 하나 구입하셔도 괜찮을거같아요 ^_^)
두번째로는 안티아이싱(Anti-icing)과 디아이싱(De-icing)을 위해 작동합니다.
겨울철에 비행할땐 항공기 날개앞에 눈이 얼어붙습니다.
이것은 아이싱(Icing)이라 하는데요, 날개의 에어포일 모형을 변형시켜 공기역학적으로 심각하게 손상을 줍니다. 사례로 1994년 10월 31일 인디아나에서 시카고로 향하던 Simmons항공사의 American Eagle 4184편 ATR 72가 아이싱의 문제로인해 추락해 승객64명 전원이 사망하는 사고가 있었죠.이 외에도 아이싱으로 인해 많은 추락사고들이 인명피해를 불러왔을만큼 치명적인 문제입니다.
이 아이싱을 녹이기위해 비행기는 여러가지 방법들을 사용해 왔는데 그중 하나가 브리드에어를 날개 앞으로 보내 녹이는 방법입니다.
다음은 엔진으로 부터 나온 고온의 공기가 벨브를 열었을때 날개로 보내주는 장면을 표시한것입니다.
세번째로는 크로스 브리드 스타트(cross-bleed start)입니다.
크로스 브리드 스타트는 한쪽엔진을 GPU(GroundPower Unit, 3탄 엔진편 참고)로 가동시킨후 나온 열을 다른한쪽으로 보내어 다른 한쪽의 엔진을 가동시키는 것을 뜻합니다.
물론 비행중 비상시 엔진 한쪽이 꺼졌을경우도 이 방법을 쓰거나 APU를 써서 가동시키기도 합니다.
방금 말한 APU도 브리드에어로 가동 시킬수(혹을 도울수)있습니다. APU는 비행기 꼬리에 달려있는 작은 엔진으로 비행기에서 쓰는 전기에너지를 공급시킵니다.
이 외에도 브리드에어는 기내에있는 물탱크의 수압과 온도를 조정해주고, 비행기에서 아주 중요한 유압장치를 가동케 해줍니다.
*보잉의 최신항공기인 787시리즈는 이 브리드에어를 쓰지않고 컴프레서에서 나오는 열을 유압장치를 위해 쓰는것을 제외하고는 엔진을 위해 쓴다고 합니다. 이로써 엔진 효율을 높인것이죠. 기존의 브리드에어가 하던일을 전기에너지를 사용해 대체한다고 합니다.
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비행기에 대해 알아봅시다! [1탄]
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