기계적 파단 특성을 고려한 회전익 항공기 연료차단밸브의 자체밀봉분리형 커플링 설계 (Design of Self-Sealing Breakaway Coupling for Fuel Shut-Off Valve of Rotary-Wing Aircraft Considering Mechanical Fracture Characteristics)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 45권 / 8호 / 667 ~ 673페이지
· 저자명 : 김만태, 곽태수, 도재혁, 김상훈

초록

회전익 항공기 연료차단밸브용 자체밀봉분리형 커플링(self-sealing breakaway coupling)은 항공기 내부에 연료탱크-연료공급배관 및 연료공급배관-엔진 사이에 장착되어 있다. 이는 연료공급배관에 임계 점 이상의 하중을 받게 되면 양단으로 분리되면서 내부 연료 공급을 차단시켜 2차 사고발생을 예방하는 역할을 한다. 이때 커플링에 작용하는 파단하중 모드는 인장과 굽힘이며, 이로 인해 발생되는 파단을 고려한 설계 조건은 MIL-STD-1290A 규격을 적용하였다. 본 연구에서는 파단 특성을 고려한 설계 조건을 만족하는 적절한 커플링 파단핀 직경과 파단면 노치(notch) 각도에 대한 설계를 수행하였다. 이를 위해 유한요소해석과 파단 시험을 수행하여 자체밀봉분리형 커플링의 파단특성을 고찰하였다. 이를 통해 파단 핀 직경 Ø2.5 mm, 파단면 노치 각도 7.0°~8.0°로 설계 하중을 만족하는 설계안을 제안하였다.

영어초록

A self-sealing breakaway coupling for a rotary-wing aircraft fuel shut-off valve is installed between the fuel tank–fuel supply pipe and fuel supply pipe-engine interfaces. This coupling separates into two parts if loading that surpasses a specific critical point is applied to the fuel supply pipe. This separation prevents secondary accidents by shutting off the fuel supply. At this time, the loading modes for coupling separation are bending and tensile. This coupling design follows the MIL-STD-1290A standard to meet design conditions considering fracture characteristics. In this study, the appropriate fracture pin diameter and fracture surface angle are obtained to satisfy design conditions considering fracture characteristics. We investigate the coupling fracture characteristics via finite element analysis and fracture surface experiments. To satisfy the loading conditions, the suggested design for the fracture pin is a 2.5 mm diameter and a fracture surface angle between 7.0° and 8.0°.

참고자료

· 없음