항공기용 기계요소의 종류와 특징정의항공기 기본 부품은 항공기 제작과 수리에 사용하는 여러 가지 종류의 패스너와 그밖의 사소한 항목을 일컫는 말이다.항공기 기본 부품의 식별은 특별한 숫자나 등록 상표로 알 수 있다. 나사산이 있는 패스너와 리벳은 흔히 AN, NAS, MS 숫자로 표시된다. 퀵-릴리스 패스너는 흔히 공장 등록 이름이나 크기 분류 등으로 식별된다.1. 나사산이 있는 스패너여러 가지 형태의 조이는 장치는 항공기 부품의 신속한 분리와 교환이 가능하게 하여 빈번히 분해라거나 조힙할 수 있게 한다. 이런 부품에 리베팅이나 용접을 매번 반복하여 실시 한다면 연결 부분을 약하게 만들면 된다. 게다가 일부의 연결부의 리벳은 리벳이 만드는 것보다 더 큰 인장강도와 견고성이 요구된다. 볼트와 스크류는 두가지 형태의 조이는 장치로 장착과 견고성을 확실히 한다.항공기 패스너를 교환할 필요가 있을 때에는 본래 패스너와 똑같은 것을 사용해야 한다. 만약 똑같은 스패너를 구할 수 없을 때는 대체품을 사용할 수도 있는데 이때는 사용에 주의를 해야한다.항공기용 볼트항공기 구조에서 대부분의 볼트는 일반 목적용 AN 볼트, NAS 내부 렌칭이나 정밀 공차 볼트, MS 볼트 등이다.1. 일반 목적용 볼트육각 항공용 볼트는 모든 목적의 구조용 볼트로 인장 하중이나 전단 하중이 걸리는 곳, 즉 약간 느슨한 끼워 맞춤이 허용되는 곳에 사용된다. 알루미늄 합금 볼트와 너트는 정비와 검사 목적으로 빈번히 제거하는 곳에는 사용할 수 없다.2. 정밀 공차 볼트이 형태의 볼트는 일반 목적용 볼트보다 더 정밀하게 가공된다. 정밀 공차 볼트는 육각이나 100DEG 카운터성크 머리이다. 이것은 밀착된 끼워 맞춤이 요구되는 곳에 사용된다.3. 내부 렌칭 볼트이 볼트는 고강도 강으로 가공되고 인장과 전단이 걸리는 곳에 사용한다. 이것이 강 부품에 사용되면 볼트 구멍은 약간 카운터성크로 만들어서 볼트 헤드가 잘 자리 잡게 한다. 내구성 있는 재료로 특수 열처리한 와셔는 헤드에 적절한 접촉면을 제공한다. 내부 렌칭 볼트의 헤드는 움푹 패어 있어서 장착하거나 장탈할 때 렌치를 사용한다. 특수 고강도 너트가 이 볼트에 사용된다. 내부 렌칭 볼트는 다른 똑같은 내부 렌칭 볼트로 교환한다.항공기용 너트항공기용 너트는 모양이나 크기가 여러 가지이다. 이것은 카드뮴 도금의 탄소강, 스테인레스강, 양극 처리한 알루미늄 합금으로 만들어지고 오른손, 왼손 나사 모두 사용 가능하다.항공기용 너트는 비 셀프 락킹과 셀프 락킹 너트의 두 그룹으로 분류 할 수 있다. 비셀프 락킹 너트는 반드시 외부의 잠금 장치에 의해 고정되는데, 여기에는 코터 핀, 안전 지선, 락크 너트 등이 포함된다. 셀프 락킹 너트는 전 부분이 잠금 특성이 있다.1. 비 셀프 락킹 너트잘 알려진 이 너트로는 평 너트, 캐슬 너트, 캐스텔레이트 쉐어 너트, 평 육각 너트, 얇은 육각 너트, 평 체크 너트가 있다.AN 310 캐슬 너트는 상당한 인장 하중을 견딜 수 있다. 너트의 슬롯은 흔히 캐스텔레이션 이라고 부르고 코터 핀이나 안전 지선을 위한 구멍으로 안정성을 위한 것이다.2. 셀프 락킹 너트명칭이 내포하는 것처럼 셀프 락킹 너트는 안전 장치로 보조의 수단이 필요치 않은데, 제작 당시부터 일부분은 안전 장치가 되도록 한다. 많은 종류의 셀프 락킹 너트가 고안되어 폭 넓게 사용된다.흔히 사용되는 곳으로는1) 마찰 방지 베어링의 장착과 조종 폴리2) 보기류의 장착, 검사 구멍 주변의 앵커 너트와 작은 탱크 장착 구멍3) 락커 박스 커버의 장착과 배기구 스택셀프 락킹 너트는 제작사의 제한 사항에 맞게 인가된 항공기의 부품에만 사용한다. 셀프 락킹 너트가 항공기에 사용되어 심한 진동에서도 흔들려 풀리지 않는 단단한 조임이 되게 한다. 이것을 너트나 볼트가 회전을 받는 연결 부위에는 사용해선 안된다. 마찰 베어링과 조종 풀리와 함계 사용되어 베어링의 내부 레이스를 제공하고 너트와 볼트에 의해서 지지 구조에 조여진다. 볼트나 스크류를 조일 때, 판은 구조에 양호한 방법으로 장착되어 회전이나 불일치를 제거 해야 한다.항공기용 와셔기체 수리에 사용하는 항공기용 와셔는 평, 락크, 혹은 특수 형태의 와셔이다.1. 평 와셔양호한 접촉면을 제공하고 볼트와 너트의 정확한 그립 길이를 얻기 위해서 심처럼 사용된다. 이것은 볼트의 코퍼 핀 구멍과 캐스텔레이트 너트와 맞추기 위해서, 조절할 때도 사용한다.2. 락크 와셔기계 가공한 스크류나 볼트와 함RP 셀프 락킹이나 캐스텔레이트형 너트 사용이 여의치 않을 때 사용한다. 와셔의 스프링 작용은 충분한 마찰을 제공해서 진동으로 인한 너트의 풀림을 막는다. 락크 와셔는 절대로 아래의 조건에서 사용할 수 없다.1) 패스너와 함께 1차와 2차 구조에2) 패스너와 함께 항공기의 어느 부품이든지 이 부품의 결함이 항공기나 인명의 손상이나 위협을 줄 수 있는 결과가 우려 되는곳3) 결함으로 틈새가 생겨, 연결 부위에 공기 흐름이 노출되는 곳4) 스크류가 빈번히 제거되는 곳5) 와셔가 공기 흐름에 노출되는 곳6) 와셔가 부식 조건에 영항을 받는곳7) 표면 결함을 막는 밑바닥에 평 와셔 없이 와셔가 직접 재료에 닿는 경우3. 특수 와셔볼소켓과 씨트 와셔로 볼트가 표면에 각도있게 장착될 때 혹은 표면과 완전한 정렬이 요구될 때 등이다. 이 둘은 함께 사용한다.토-큐와 토-큐 렌치항공기 속도가 빨라질수록 각 구조재는 더 많은 응력을 받는다. 중요한 것은 각 구조재는 설계된 하중을 정확히 받아야 한다. 전 구조에 하중을 고르게 분해하기 위해서 모든 너트, 볼트, 스터드, 스크류에 적절한 토-큐를 가한다. 적절한 토-큐를 사용하면 구조는 설계 강도를 유지하고 피로에 의한 결함 가능성을 알 수 있다.1. 토-큐 렌치가장 흔한 토-큐 렌치의 3가지는 플렉시블 빔, 리자드 프레임, 래칫이다. 플렉시블 리자드 프레임 토-큐 렌치는 사용할 때는 토-큐 렌치의 손잡이 부근에 다이얼이나 스케일이 있어서 눈으로 읽을 수 있다. 래칫 토-큐 렌치는 그립을 풀고 핸들을 조절해서 마이크로 형태의 스케일에 원하는 수치를 설정하고 그립을 다시 잠그고, 필요한 소켓이나 어댑터를 끼운다. 렌치를 너트나 볼트에 대고 시계 방향으로 천천히 당겨야 한다. 가하는 토-큐가 정해진 토-큐 수치에 이르면 핸들은 자동적으로 풀리거나 끊겨서 짧은 거리에서 자유롭게 움직인다. 패스너에 정확한 토-큐가 가해지는 것을 확실히 하기 위해서 모든 토-큐 렌치는 정해진 주기로 검사해야 한다.2. 토-큐 테이블표준 토-큐 테이블은 너트, 스터드, 볼트, 스크류 등의 정해진 토-큐 치가 특별히 정해져 있지 않을 때 참고한다.항공기용 스크류스크류는 가장 흔히 사용하는 나사산이 있는 조이는 장치이다. 이것은 볼트와 다른데, 특히 저강도 재료로 만들어지기 때문이다. 이것은 느슨한 나사산과 함께 장착되고 머리 모양은 스크류 드라이버나 렌치를 사용할 수 있게 되어있다.일부 스크류는 명확히 구분되는 그립이나 나사가 없는 부분이 있고, 한편은 전체 길이에 모두 나사산이 있다. 몇 가지의 구조적 스크류는 머리 모양이 표준 구조용 볼트와 다르다. 재질은 같고 명확한 그립이 있다.1. 구조용 스크류합금강으로 만들고 적절히 열처리한 것이며 구조용 볼트처럼 사용한다. 이 스크류는 명확한 그립이 있고 같은 크기의 볼트처럼 같은 전단 강도를 갖고 있다. 또, 둥근 머리, 브래지어 머리, 카운터성크 머리가 있다. 움푹 패인 머리의 스크류는 스크류 드라이버로 조일 수 있다. 평면 머리 스크류는 카운터성크 구멍에 사용되어 평평한 면을 만든다.2. 기계 가공한 스크류이것은 흔히 평면 머리, 둥근 머리 와셔 헤드 형태가 있다. 이 스크류는 일반 목적용 스크류이고 저 탄소강, 황동, 내식강, 알루미늄 합금 등을 사용한다. 이것은 기어 박스 카버 플레이트와 같이 주조 알루미늄 부품의 장착에 사용된다.턴락크 패스너턴락크 패스너는 검사판, 도어, 기타 제거할 수 있는 판넬 등에 사용하며, 응력 판넬 패스너와 같은 용어로도 불려진다. 이 패스너의 바람직한 특징은 점검 목적을 위해서 점검창을 신속하고 쉽게 제거할 수 있는 특징이 있어야 한다. 턴락크 패스너는 여러 가지 이름이 있는데 가장 흔한 것이 쥬스, 캠락, 에어락 등이다.1. 쥬스 패스너쥬스 턴락 패스너는 스터드, 그로멧, 리셉터클로 구성된다. 그로멧은 스터드를 잡는 장치처럼 작용된다. 스프링은 힘을 가해서 두 어셈브리가 결합할 때 스터드가 제자리에 고정되거나 안전하게 잡아준다. 스터드 길이는 백분의 몇으로 측정되고 스터드는 머리에서 스프링 구멍의 바닥까지의 거리이다. 스터드를 시계 방향으로 1/4바퀴 돌리면 패스너가 잠긴다. 패스너는 오로지 반시계 방향으로 돌려야만 풀린다. 쥬스 키나 특수하게 갈아서 만든 스크류 드라이버로 패스너를 잠그거나 푼다.2. 캠락 패스너캠락 패스너는 여라 가지 스타일과 설계로 만들어진다. 캠락 패스너는 항공기 카울링과 패어링을 고정시킨다. 이것은 에셈브리, 그로멧, 리셉터클의 3부분으로 구성된다. 스터드와 그로멧은 제가되는 부분에 있게 하고 리셉터클은 항공기 구조에 리벳으로 장착시킨다. 스터드와 그로멧은 평, 딤플, 카운터성크, 카운터보어 홀 등 재료의 두께와 위치에 따라 좌우된다. 스터드가 시계 방향으로 1/4바퀴 회전하면 패스너를 조인다. 패스너는 스터드를 반시계 방향으로 돌릴 때만 풀리게 된다.
항공기에는 크게 4가지 힘이 작용하는데, 그 힘은 양력(L),중력(W),추력(T),항력(D)가 작용한다.양력이 항공기를 위로 뜨께 해주는 힘이라면, 중력은 그 와 반대로 지구 중심으로 끌어 당기는 힘이고, 추력이 항공기를 앞으로 나아가게 하는 힘이라면, 항력은 그와 반대로 항공기를 아픙로 나아가지 못하게 하는 힘이라고 할 수 있다.이런 양력/항력에 관여하는 장치들이 많이 있지만, 그 중에서도 목적에 ㄸㆍ라 그것들을 변화시키기 위해 날개면이나 동체에 덧붙인 장치를 공력보조장치라고 한다. 다시말해 항공기의 이착률거리를 단축시키는데의 공력보조장치들이 크게 관여한다고 할 수 있다. 공력보조장치중에서도 고양력장치와 고항력장치에 대해 알아보자.(1) 고양력장치(high Lift Device)날개의 양력을 증가시켜주는 장치로써 이륙시에는 속도가 느리기 떄문에 양력이 적게 발생하는데, 이때 플랩을 10도~20도가량 내려주게 되면 양력이 증가하여 이륙거리를 단축 시킨다. 플랩사용의 단점으로는 플랩을 30도가량 펼친 채 착륙을 할 경우, 예기치 못한 측면이나 전면에서 불어오는 바람에 의해 더 많은 양력과 항력을 발생 시켜주어 결과적으로 기체가 롤링이나 요잉,피칭을 겪을 수 있고 심한 경우에는 조종성을 잃을 가능성도 있다.또 기어가 ㄸㆍㅇ에 닿아 활주를 할 시에는 플랩에 의한 양력으로 휠브레이크의 효율을 제대로 낼 수 없어 활주거리가 길어지는데, 랜딩 후 플랩을 올려주어 양력을 감소시켜 줌으로써 타이어에 무게를 실어주어 활주거리를 단축시킴.플랩은 비행기 보조조종계통중에 하나이다. 항공기에 일반적으로 사용되는 고양력장치로써, 날개뒷전에 위치하여 주어진 받음각에서 양력과 유도항력이 모두 증가되도록 해준다.플랩의 종류에는 크게 5가지가 있다. 플레인 플랩, 스플릿 플랩, 슬롯플랩, 파울러 플랩, 슬로트 파울러 플랩 등이다.1.뒷전플랩플레인 플랩은 5가지 종류 중 구조가 가장 간단하다. 플랩이 내려가면 에어포일의 캠버가 증가되고 그에 따라 일정한 받음각에서 양력계수가 매우 증가되도록 만단다. 동시에 항력도 매우 증가하며 에어포일의 압력중심이 뒤쪽으로 이동하여 결과적으로 항공기의 노즈가 아래로 내려가는 현상을 발생시킨다.스플릿 플랩은 에어포일의 아래쪽 면으로부터 접혀 나오며 플레인 플랩보다 조금 더 큰 양력을 발생시킴. 그러나 에어포일의 뒤쪽에 난류패턴이 형성되어 항력도 조금 덜 발생. 플랩이 완전히 아래로 내려갔을 EO에는 프레인 플랩이든 스플릿 플랩이든 추가 양력은 거의 발생하지 않으며 항력이 최대로 발생.오늘날 가장 일반적인 플랩이 슬롯 프랩임. 이 플랩은 소형항공기에서부터 대형 항공기까지 두루두루 사용되기 위해서 설계됨. 소형 항공기에는 힌지가 플랩의 아랫면에 위치하여 플랩이 내려갔을 경우 날개와 플랩의 앞전 사이에 일종의 틈인 덕트를 형성. 이때 높은 에너지를 가지고 있는 공기가 날개 아랫면을 지나 이 틈을 관통한 후 플랩의 윗면을 타고 흘러가게 됨. 이 높은 에너지의 공기는 플랩 윗면의 경계층을 가속시키면서 공기의 분리를 지연시키게 되고 결국 더 높은 양력계수를 생성. 이렇게 슬롯플랩은 앞서 언급한 플레인 플랩이나 스플릿 플랩보다 최대 양력계수가 더 증가하도록 해준다. 대형 항공기에서는 종종 2개 혹은 3개의 슬롯이 있는 플랩을 사용한다. 이로써 플랩을 위로 지나가는 공기흐름이 분리되거나, 그 공기흐름이 플랩위로 형성될 양력을 파괴하지 않도록 만들어서, 항력을 최대로 증가시킴.파울러 플랩은 슬롯 플랩의 한 종류이다. 이 플랩은 날개의 캐머를 변형시켜줄 뿐만 아니라 날개의 면적 또한 증가시켜준다. 플랩은 힌지를 중심으로 아래로 회전하는 대신, 뒤쪽으로 밀려 나가게 된다. 플랩이 1단계로 내려가면, 항력은 매우 조금만 늘어나고 양력은 매우 많이 증가된다. 플랩이 그 다음단계로 내려갈수록, 플랩은 점점 아래쪽으로 내려가는 모양이 되어 최종단계ㄲㆍ지 내려갔을 때에는 양력의 증가는 거의 없이 항력만 증가하게 됨.2단 혹은 3단 슬로트 파울러 플랩은 가장 흔하게 접하는 형태의 플랩이다. 이름 그대로 두 개의 플랩이 슬롳트 형태로 떨어져 있으며 파울러 형식으로 나온다. 이것은 날개와 플랩사이, 플랩과 플랩사이가 떨어져있어 보다 유연한 형태의 날개 형상을 만들며 이는 더욱 효과적인 공기흐름을 유도한다.위에서부터 순항-이륙-착륙을 나타낸 그림이다.위의 그림에서 보이듯이, 이-착률간 플랩의 각도가 차이를 알 수 있고, 안쪽과 바깥쪽에 따라서도 차이가 있음을 알 수 있다.(2)고항력장치(High Drag Device)1.스피드 브레이크: 날개 중앙부위에 부착된 일종의 평판으로 이것을 날개 윗면이나 밑면에 펼침으로써 흐름을 강제적으로 떨어지게 하여 양력을 감소시키고 향력을 증가시키는 장치.
