QUIZ - 005 - 엔진 세척 후 DRY

엔진 건조는 세척액에 의한 방빙 솔레노이드 밸브의 부식을 방지하기 위해 매우 중요한 단계입니다.
이 세척절차와 관련해서 최근 받은 질문은,
해상비행을 많이하는 환경이다 보니 엔진세척 후 드라이 시간또한 만만치 않아서 어떻게 하면 OH를 줄일까에 초점을 맞춘 질문이었습니다.
핵심은 요즘과 같이 더운 날씨에는 두엔진 Fly 상태에서 flat pitch라해도 NG가 90% 넘기때문에 두엔진 동시에 엔진 Dry를 할 수 있지 않냐는 질문이었습니다.
여기에 대한 개인 생각을 답글에 달아주시면
최종 제가 생각하는 내용을 첨부하겠습니다.


아래는 실제 실시하고 있는 교범에 명시된 절차입니다.
1. 건조 절차 수행 시간 제한
  - 수행 기준: 엔진 세척 및 헹굼 완료 후 최대 2시간 이내에 반드시 건조 절차를 수행해야 합니다.
  - 주의 사항: 만약 2시간 이내에 건조 절차를 수행할 수 없는 상황이라면 세척 작업 자체를 연기해야 합니다.
2. 건조 전 준비 및 모터링
  - 점검 사항: PCD - OFF, ENGINE IGNITION 스위치 - OFF, 엔진 방빙(ANTI ICE) 스위치 - OFF 상태를 확인합니다.
  - 모터링(Motoring): 엔진 내부의 잔류 수분을 배출하기 위해 30초 동안 엔진 모터링을 수행합니다.
3. 엔진 가동 건조 절차 (주요 기준치)
엔진을 시동하여 실제 열기를 통해 내부를 건조시키는 과정입니다.
  1) 엔진 시동: 표준 절차에 따라 엔진을 시동합니다.
  2) 동력 설정: 가스발생기 회전수(NG) 90% 또는 토크(TQ) 60% 중 먼저 도달하는 조건까지 동력을 증가시킵니다.
  3) 방빙 밸브 작동(건조): 해당 조건에서 엔진 방빙(ENG ANTI ICE) 스위치를 'ON' 위치로 하여 최소 2분 동안 유지합니다.
    * 이 과정에서 방빙/시동 밸브(AISBV)가 완전히 개방되어 뜨거운 공기가 통과하며 밸브와 라인을 건조시킵니다.
  4) 안정화: 방빙 스위치를 다시 'OFF'로 위치시키고 최소 2분 동안 엔진을 정상 작동시켜 안정화합니다.
4. 엔진 정지
  * 냉각 운전: 건조 가동이 끝난 후, NG 90% 이하에서 2분 이상 냉각 운전을 실시한 뒤 엔진을 정지합니다.
건조 절차를 생략하거나 지체할 경우, 방빙 솔레노이드 밸브(AISBV) 부식으로 인해 실제 결빙 상황에서 방빙 장치가 작동하지 않을 수 있으므로 기준치를 반드시 준수해야 합니다








아래에는 위 주제에 관련한 제 생각을 정리 해 보았습니다.
일반적인 Dry 절차의 시간소요를 예를들어 설명한다면
  - 시동 2분
  - IDLE 에서 FLY 조건까지 Run up(해경 기준 EOP 70이하) 약 1분 이하
  - Single Engine PCD Fly T/Q 60 또는 NG가 90% Anti-Ice On Dry 2분
  - Anti-Ice Off Dry 2분
  - PCD Fly & 다른쪽 엔진 IDLE 약 1분 이하
  - Single Engine PCD Fly T/Q 60 또는 NG가 90% Anti-Ice On Dry 2분
  - Anti-Ice Off Dry 2분
  - IDLE NG 90% 이하 2분 Cooling & Shutdown
  - 총 14분 예상

이제 두엔진 동시 절차를 예를들어 설명한다면
  - 시동 2분
  - IDLE 에서 FLY 조건까지 Run up(해경 기준 EOP 70이하) 1분 이하
  - PCD Fly & Flat pitch 상태에서 NG가 90% 이상이라면(외부기온이 30도 전후라면) Anti-Ice는 외부기온이 12도씨 이상이지만 지상에서는 작동가능하기에 두엔진 Fly 상태에서 Anti-Ice ON 두엔진 동시 Dry2분, Anti-Ice Off  두엔진 동시 Dry 2분
  - IDLE NG 90% 이하 2분 Cooling & Shutdown
  - 총 9분 예상

약 5분정도 OH를 절약할 수 있다고 생각하기에 이런 의문들이 생기기 마련이라고 생각합니다.

하지만 실제 동시 드라이가 가능한 환경조건이라 하더라도 아래와 같은 절차를 거쳐야 합니다.
  - 시동 2분
  - IDLE 에서 FLY 조건까지 Run up(해경 기준 EOP 70이하) 1분 이하
  - PCD Fly & Flat pitch 상태에서 NG가 90% 이상이라면(외부기온이 30도 전후라면) Anti-Ice는 외부기온이 12도씨 이상이지만 지상에서는 작동가능하기에 두엔진 Fly 상태에서 Anti-Ice ON 두엔진 동시 Dry2분
  - PCD 한쪽엔진 IDLE 약 1분 이하
  - Anti-Ice Off Dry 2분
  - PCD Fly & 다른쪽 엔진 IDLE 약 1분 이하
  - Anti-Ice Off Dry 2분
  - IDLE NG 90% 이하 2분 Cooling & Shutdown
  - 총 13분 예상

진작에 눈치 채셨던 분들도 있겠지만
저도 처음에는 외부기온 12도씨 이상에서는 Anti-Ice작동이 제한될거라고만 생각했었는데, 항공기의 로직상 지면에서 HIT check을 위해 그부분은 해결이 되나, 오히려 Anti-Ice가 Off가 되지 않는상황으로 인해 동력을 사용할 수 밖에 없다는것을 알 수 있었습니다.
외부 기온으로 인해 Flat Pitch에서도 NG가 90%가 넘더라도 Ground 상태에서 NGR 87%를 넘기기 위해서는 토크를 사용하여하 하기 때문에 AEO상태에서 토크 30~45%정도를 사용하여야 하고,  Bleeding을 위한 Anti-Ice 시스템이 off된다고 하더라도 Conbine T/Q는 60~90%정도로 평소 hit check시 사용하는 60%의 1~1.5배 많은 컬렉티브가 사용되고 있는 상태라 항공기가 더 불안정하게 되기때문에 표준화 절차로 권장되지 않았다고 생각됩니다.


Engine Anti-Ice는 언제 작동하는가? 라는 의문을 해소하기 위해 전제되어야할 지식은 아래와 같습니다.

1.  지상 운용: ENG ANTI ICE 스위치를 ON으로 위치하면 외기온도와 관계없이 항상 작동함.
    - 여름철에도 Anti-Ice를 켜서 Dry 절차 수행이나, HIT check을 할 수 있는 이유기도 함.

2.  비행 중 수동 작동: 외기온도(OAT)가 12℃ 미만일 때 조종사가 스위치를 ON으로 하면 작동함

3.  비행 중 자동 차단: 비행 중 OAT가 15℃를 초과하거나 계산된 엔진 흡입구 온도(T1)가 13℃ 이상이면 FADEC에 의해 작동이 중지됨

4.  저동력 상태(자동): 스위치 위치와 상관없이 NGR 약 87% 미만 시 엔진 실속 방지를 위해 방빙/시동 밸브(AISBV)가 자동으로 개방됨

5.  엔진 시동 단계: 엔진 시동 시 압축기 보호를 위해 밸브가 기계적으로 열린 상태를 유지함

6.  시스템 연동: 하나의 스위치 조작으로 엔진 방빙(추출 공기 방식)과 공기 흡입구 방빙(전기 히터 방식)이 동시에 제어됨

7.  제어 로직: FADEC이 NG(가스발생기 회전수)와 T2(흡입구 온도) 데이터를 기반으로 밸브 개폐를 결정함

8.  작동 확인: 시스템이 정상 작동하여 밸브가 열리면 CAS 창에 #1(2) ENG A/I ON 조언 메시지가 시현됨

9. 흰수리(KUH-1CG) 항공기 엔진의 방빙/시동 밸브(AISBV: Anti-Ice & Start Bleed Valve)는 저동력 시 엔진 압축기의 실속을 방지하기 위해 블리딩(Bleeding) 기능을 수행하며, 교범상 이 밸브는 특정 범위로 조절되는 것이 아니라 엔진 상태에 따라 완전히 개방되거나 완전히 닫히는(Open/Closed) 방식으로 작동합니다.

10. Engine Anti-Ice ON으로 인한 밸브 개방과 저동력 상태(NGR 87%미만) 실속을 방지하기 위해 밸브가 개방된 상태의 밸브 개방되는 상태 자체는 동일한 '완전 개방' 구조
  - 단지, 저동력 상태(NGR 87% 미만)에서의 개방은 VG와 기계적 링케이지로 연동된 기계적 연동
  - 방빙 스위치 'ON'에 의한 개방: 솔레노이드 전기적 작동
흰수리(KUH-1CG) 항공기 엔진의 방빙 계통은 고장 시에도 비행 안전을 확보하기 위한 **Fail-Safe(고장 시 안전 확보)** 설계가 반영되어 있으며, 관련 내용은 다음과 같습니다.

11. 방빙/시동 밸브(AISBV)의 Fail-Safe 설계
방빙/시동 밸브가 전원이 공급되지 않거나 차단된 상황에서 개방(Open) 상태를 유지하도록 설계되었음
  - 설계 의도: 이는 조종사가 ENG ANTI ICE 스위치를 ON으로 위치시켜 솔레노이드 전원을 차단하거나, 시스템 결함으로 인해 전원 공급이 중단되는 경우에도 밸브가 자동으로 열려 엔진에 뜨거운 공기를 공급함으로써 결빙으로 인한 엔진 정지를 방지하기 위함

12. 엔진 발전기(PMA) 결함 대비
엔진의 전자엔진제어기(EECU)와 관련 구성품은 엔진 구동 영구자석 교류 발전기(PMA)로부터 우선적으로 전원을 공급받습니다.
  - 전원 상실 시: 만약 PMA(Alternate/Alternator)에 결함이 발생하더라도 백업용으로 항공기 28V DC 전원을 사용하지만, 만약 EECU 전원이 완전히 상실되는 극단적인 상황에서도 AISBV는 전기가 없는 상태(De-energized)에서 열림 상태가 기본값이 되므로 방빙 기능은 유지

13. 고장 시 상태 (성능저하 모드)
  - 엔진 동력제한(ENG PWR LIMIT): 이 모드가 발생하는 조건 중 하나로 "엔진 방빙/시동 밸브가 개방된 상태에서 고정된 경우"를 언급하고 있습니다. 이는 시스템이 결함 발생 시 밸브를 닫힌 상태가 아닌 안전한 열림 상태로 유지하려 함을 알 수 있습니다.