참고 - 013 - 시동종료를 위한 엔진냉각

예전 춘천 샘밭기지에서 근무할 때 강원경찰, 강원소방과 같은 기지 내에 있다 보니까 군용기외에 다른 기종의 항공기를 볼 수 있는 환경이었다.

기존 UH-60과 500MD를 운용해 본 입장에서 강원소방 AS-365를 봤을 때 충격적이었던 것은
헬기가 임무종료 후 계류장에 들어가 얼마 되지 않아 Idle로 줄이지도 않고 엔진을 종료하는 것이었다.

해경에 입사해서 AS-565 항공기를 운용해 보니 팬더 항공기도
최초 절차가 Fly에서  OFF로 운용되다가
Fly - Idle - OFF로 절차가 변경되었고
19년도 이후에는
Fly - Idle(30초 냉각) - OFF로 운용절차가 변경되었다.
관련해서 내려온 기술회보는 아래와 같고,

위에 덧붙여 대해 해병대 근무시절 정비교관에게 들은 내용을 요약하면 다음과 같다.

항공기 엔진(특히 제트 엔진이나 터보프롭 같은 가스터빈 엔진)을 착륙 후 바로 끄지 않고, 일정 시간 동안 공전(Idle) 상태로 두며 냉각 시간(Cool-down period)을 갖는 것은 엔진의 수명과 안전을 위해 매우 중요한 절차입니다.
그 이유는 크게 3가지로 설명할 수 있습니다.
1. 열 변형 및 고착(Seizure) 방지
제트 엔진 내부의 터빈 부품들은 비행 중 최고 1,000°C에 달하는 엄청난 고온을 견뎌냅니다.
* 문제 발생: 비행을 마치고 엔진을 갑자기 꺼버리면, 외부의 차가운 공기 유입이 뚝 끊깁니다. 이때 엔진 중심부의 축(Shaft)과 외곽의 케이싱(Casing)은 두께와 재질이 달라 식는 속도(열수축 속도)가 다릅니다.
* 결과: 얇은 케이싱이 먼저 빠르게 수축하면서, 아직 뜨겁고 팽창해 있는 내부 터빈 블레이드나 축과 부딪히거나 끼이는 '로터 보잉(Rotor Bowing)'이나 고착 현상이 발생해 엔진이 영구적으로 손상될 수 있습니다.

2. 베어링 및 오일 탄화(Carbonization) 방지
엔진의 회전축을 받쳐주는 베어링에는 윤활과 냉각을 위해 항상 엔진 오일이 흐르고 있습니다.
* 문제 발생: 엔진을 즉시 종료하면 오일펌프도 함께 멈추기 때문에 오일의 흐름이 끊깁니다. 하지만 터빈 주변의 잔열은 그대로 베어링에 전달됩니다.
* 결과 고여 있는 오일이 고온의 잔열을 버티지 못하고 타버리면서 끈적한 찌꺼기(탄화물/Coking)로 변합니다. 이 찌꺼기가 오일 공급관을 막으면 다음 비행 시 베어링에 오일이 가지 않아 엔진이 공중에서 박살 나는 대형 사고로 이어질 수 있습니다.

3. 구성 부품의 균일한 열 방출
엔진 내부의 압축기, 연소실, 터빈 등은 각기 다른 온도 환경에서 작동합니다. 공전 상태를 유지하면 엔진이 스스로 공기를 빨아들이면서 내부 전체를 급격한 충격 없이 완만하고 균일하게 식혀줄 수 있습니다. 이는 금속 재료의 열 피로(Thermal Fatigue)를 최소화하여 엔진 부품의 수명을 늘려줍니다.

요약하면,
항공기의 엔진도 마치 사람의 신체처럼 엄청나게 전속력으로 달리기를 한 직후에 숨을 고르지 않고 그 자리에 딱 멈춰 서면 심장과 근육에 무리가 가는 것처럼 무리한 운동 이후 천천히 걸으며 호흡을 가다듬듯, 엔진도 남은 열을 서서히 밖으로 빼내는 '정리 운동' 시간이 필요합니다.

보통 항공기나 엔진 종류, 비행 조건에 따라 다르지만, 대개 착륙 후 약 1분에서 3분 정도의 냉각 시간을 가진 뒤 엔진을 완전히 종료하게 됩니다.

끝으로
CT7엔진 또는 T700계열 엔진의 경우 NG 90% 이하에서 2분 냉각 후 시동종료를 하며
냉각시간 없이 시동을 종료하게 되면
5분 이내 재시동 후 2분 냉각 후 시동을 종료하든지
4시간 동안 항공기 자연냉각을 위해 운용이 금지됩니다.