ATA21 - 기내환경 (장비 쿨링 시스템,카고 컴파트먼트 히팅, 여압 시스템)

1. 장비 쿨링 시스템

 

항공기가 작동 중 열을 발생시키고 장시간 열에 노출될 경우 조기 결함이 발생되어 수명이 단축됩니다. 쿨링 에어플로우를 이용하여 장비에서 발생되는 열을 제거하고 장비에서 제거되는 더워진 공기는 히팅에 사용되거나 항공기 밖으로 배출됩니다. 이 시스템은 팬, 밸브, 클리너, 센서, 덕트로 구성되어 있고 쿨링 에어플로우는 두 개의 팬에 의해 공급됩니다. 입구 팬은 장비에서 쿨링 에어를 공급하지만 배출 팬은 장비로부터 뜨거워진 공기를 뽑아냅니다. 입구 팬을 지난 공기는  클리너에 의해 먼지가 걸러집니다. 공급되는 공기는 객실 내의 공기가 유입되고 밸브들은 시스템을 통해  공기흐름 방향을 조절해 주고 센서들은 로우 플로우, 오버히트, 스모크 컨디션, 외부 공기의 온도를 감지하도록 만들어져 있습니다.

 

● EQUIPMENT COOLING CONTROL

- NORM POSITION: 정상적으로 지상과 비행 중에 작동되어 사용합니다. 

- STBY POSITION: 노말 포지션일 때 지상 배기 밸브가 닫히지 않는 경우 밸브를 닫기 위해 사용합니다.

- OVRD POSITION: 장비 쿨링 시스템에서 연기 대피를 위하거나 팬이 모두 고장 날 때 사용합니다.

 

2. 카고 컴파트먼트 히팅

 

FWD 카고 컴파트먼트와 AFT 카고 컴파트먼트 두 부분으로 구분됩니다. FWD 카고 컴파트먼트의 히팅은 메인 장비 센터의 장비를 쿨링하고 난 후 데워진 공기가 FWD 카고 컴파트먼트로 보내져 히팅이 이루어지게 됩니다. AFT 카고 컴파트먼트 히팅은 공압 매니폴드 덕트의 공기가 직접 AFT 카고 컴파트먼트로 전달되고 히팅이 이루어지게 됩니다.

 

3. 여압 시스템

 

● 만약 주어진 속도에서 고공을 비행하는 항공기는 같은 속도에서 저공을 비행하는 항공기보자 연료 소모가 더 적습니다. 항공기는 높은 고도로 비행하는 것이 연료를 적게 소모시킵니다. 높은 고도로 비행하는 항공기는 폭풍 상부의 비교적 잔잔한 대기에서 비행해서 악천후나 난류를 피할 수 있습니다. 

 

인체가 생명을 유지하기 위해서는 공기 중의 산소를 취해야 하는 데 공기 중의 산소 함유량은 20% 정도입니다. 인체의 호흡 효과가 좋아지려면 공기 중의 산소 함유량도 중요하지만 기압이 적합해야 합니다. 고도가 높아짐에 따라 대기압이 감소하고 산소의 절대량도 감소합니다. 해면 고도에서 14.7 PSI 정도 하지만 10만 피트에서는 0에 가까워집니다. 고도 52000피트에서는 인체가 생명을 유지할 만한 산소가 혈액 내에서 흡수되지 못합니다.

 

만 피트 이상의 소도에서 오랜 시간 동안 머물게 되면 정신적, 육체적으로 권태 현상을 나타내다가 졸도까지 하는데 이 현상을 무산소증이라고 합니다. 그래서 건강한 사람이 무산소증을 일으키지 않고 오래 견딜 수 있는 고도는 만 피트로서 FAA에서는 높은 고도를 비행하는 항공기에 대해서 순항 고도에서 객실 내의 압력을 8000피트에 상당하는 기압을 주고 이를 객실고도라고 부릅니다. 객실은 이 압력을 유지할 수 있는 여압 계통을 구비할 것을 형식 증명의 조건으로 하고 있습니다.

 

불의의 사고로 여압 계통의 작동이 원활하지 못할 때라도 객실고도는 15000피트를 초과하지 못하도록 되어 있고 만약 그것이 불가능할 경우를 대비해서 승무원과 승객을 위해 100% 산소를 취할 수 있게 마스크가 배치해야 한다고 규정되어 있습니다.

 

● 대기압 - 대기 중의 공기는 보이지 않지만 고체가 무게를 가지고 있듯 공기도 무게를 갖고 있습니다. 지구 표면으로부터 공간으로 확장되는 무게를 대기압이라 부릅니다. 해면상에서의 공기 중량은 14.7 PSI여서 해면상의 대기압으로 말합니다. 고도가 증가하면 압력은 급격히 내려가게 됩니다. 고도 50만 피트에서의 대기압은 해면상에서의 압력의 1/10 정도로 떨어집니다. 그보다 더 높게 올라가면 공기밀도는 희박해져서 대기는 존재하지 않는다고 보지만 한계를 정하기는 막연하다.

 

● 표준 대기 - 지구를 둘러싸고 있는 대기는 78% 질소와 21% 산소로 구성되어 있고 고도 100킬로미터까지 거의 일정하게 분포되어 있습니다. 대기 중을 비행하는 항공기의 성능은 대기의 온도, 압력, 밀도와 같은 물리적 상태량에 따라 좌우되고 물리적 상태량은 장소와 고도에 따라 변화합니다. 그래서 항공기의 성능을 비교하기 위해 표준으로 정한 대기, 표준대기가 필요합니다.

 

● 동체 구조 - 항공기를 여압 하기 위해서는 동체구조에 작용하는 응력을 견딜 수 있도록 여압 되는 부위는 충분한 구조 강도를 가지고 있어야 합니다. 항공기가 얼마큼 높은 비행고도로 비행할 수 있느냐 하는 것은 최대 허용 객실차압을 얼마로 설계했냐에 따라 다릅니다. 

객실 차압은 동체 외부의 공기압과 동체내부의 공기압과의 차압을 말합니다. 허용되는 차압이 크면 클수록 기체구조의 강도 역시 강해야 합니다. 일반적인 제트엔진을 장착한 항공기는 9 PSI의 최대객실 차압을 견디도록 설계되어 있습니다.