최근 몇 십 년간 국내의 항공산업은 다양한 종류의 항공기 개발 사업을 바탕으로 눈부신 발전을 이루어왔다 . 처음엔 항공기 창정비를 시작으로 항공기 기술도입 면허생산 사업인 F-5 제공호,KF-16, MD-500을 거쳐 KT-1 기본 훈련기, T-50 고등훈련기, FA-50 경공격기, 무인항공기 같은 고정익 항공기의 국내 개발뿐만 아니라 회전익 항공기인 KUH 수리온 다목적 헬기 등 주로 한국공군이 필요로 하는 군용 항공기 위주의 개발이 그 밑거름이 되었다. 그 동안 세계시장 규모로 볼때 군용 항공기보다 더 큰 민수 항공기의 개발 경험은 상대적으로 부족했던 게 아쉬움으로 남아 있었다. 그러나 다행히도 최근에 KC-100 민수 항공기를 개발하였고, 이 사업을 통해 국내 최초의 민간 항공기 형식증명을 획득한 것뿐만 아니라 미국 연방항공청(FAA)의 형식증명까지 획득하여 급기야 미국으로의 민수 항공기 수출까지 바라보게 되었다. 이러한 개발과정을 통해 국내의 항공기개발 기술 수준은 독자개발을 할 수 있는 수준에 도달하게 되었고, 그 과정에서 국내의 항공 엔지니어들은 정말 눈물겨울 정도의 노력을 아끼지 않았다는 사실을 잊어서는 안 될 것이다.

본 저자도 T-50의 계통분야 설계업무를 탐색개발부터 기본설계, 상세설계를 거쳐 지상 및 비행시험단계의 모든 개발과정을 경험했단 사실에 항공을 전공한 사람으로서 행운아이면서 나름 뿌듯한 감정을 숨길 수 없다. 본 책은 13년간의 T-50 개발 경험과 각종 참고문헌을 통해 항공기에 탑재된 여러 가지 항공기 서브시스템에 대한 내용을 정리한 것이다. 본 책은 그 동안 경험한 내용을 정리하고 나름 저에게는 항공기 서브시스템에 대한 새로운 공부를 더 할 수 있는 계기가 되었으며, 혹시나 항공을 전공하는 대학생이나 항공기 개발 업무를 시작하는 엔지니어들에게 입문서 정도의 역할을 할 수 있으면 하는 바람으로 작성하게 되었다. 

책의 주요 내용은 항공기에 탑재된 대부분의 주요 계통에 대해 기술하였으며, 각 계통별로 주요 설계요구조건, 계통의 구성, 계통의 구성품, 계통의 주요 기능, 작동 원리에 대한 기본 설명과 함께 몇 가지 항공기들의 사례들을 제시하여 전체 시스템에 대한 이해를 돕고자 하였다. 특히나 각 계통별로 제시한 항공기 사례는 가장 최근에 개발된 B787, A380 항공기를 주로 제시하여 최신 기술에 대한 설명을 하였다. 비록 민수 항공기 사례를 중심으로 기술하였으나 그 내용은 군용 항공기에도 그대로 적용할 수 있으리라 본다. 마지막 장에서는 전기비행기에 대한 내용을 별도로 기술하였다. 항공기는 전기자동차의 경우처럼 최근의 항공기는 전기에 의해 구동되는 장비들이 대폭 채용되기 시작하였다. 이러한 항공기를 흔히 MEA(More-Electric Aircraft) 혹은 AEA(All-Electric Aircraft) 라고 하며, 민간 항공기로서는 A380, B787이 그 기술들을 대폭 적용하기 시작한 항공기로서 그 의미가 크다고 볼 수 있다. 최근의 항공기는 주요 이차동력원인 유압 hydraulic power)계통이 점차 사라지고, 공압(pneumatic power)의 원천인 엔진 블리드 공기를 사용하지 않고 전기로 구동되는 장비로 대체되고 있는 추세이다. 이렇게 함으로써 항공기 설계가 간단해지고 무게가 절감될 뿐만 아니라 엔진의 효율이 좋아져 연료소비율이 좋아지고 오염물질 배출이 줄어드는 친환경적인 항공기로 가고 있다. 그런 면에서 B787은 기존의 항공기와는 달리 엔진 블리드 공기를 이차동력원으로 사용하지 않는 최초의 항공기이면서 전기 구동 장비들의 적용이 기존의 항공기들에 비해 많아졌다. 따라서 이런 전기비행기의 추세는 항공기 서브시스템의 패러다임을 바꾸고 있기 때문에 그 분야에 대한 설명을 별도로 언급하였다. 또한 아직 부족하거나 향후 새로운 기술 내용은 나중에 추가적으로 추가나 개정을 통해 다듬어 나갈 계획으로 있다.

- 머리말 중에서 -

1장 유압 시스템

1.1 개요· 2 

1.2 유압 시스템의 설계 요구조건 · 4 

1.3 유압의 원리 · 7 

1.4 유압 시스템의 구성(system architectures) · 9 

1.5 유압 시스템의 구성품 · 12 

1.6 유압유(hydraulic fluids) · 37 

1.7 유압 시스템의 비상동력 · 40 

1.8 항공기 유압 시스템 사례· 41 

2장 공압 시스템 

2.1 개요 · 46 

2.2 공압 압력(pneumatic pressure) ·47 

2.3 블리드 공기(bleed air) 공급원· 48 

2.4 블리드 공기의 사용분야· 51 

2.5 피토 정압 측정시스템(pitot-static systems) · 55 

2.6 항공기 공압 시스템의 사례· 59 

3장 비행제어 시스템 

3.1 개요 · 62 

3.2 비행제어 시스템 설계요구조건 · 63 

3.3 비행제어 시스템 구성(system architectures) · 68 

3.4 비행조종면 작동기 · 80 

3.5 항공기 비행제어 시스템의 사례 · 88 

4장 연료 시스템 

4.1 개요 · 94 

4.2 연료 시스템의 주요기능 · 94 

4.3 연료 시스템의 설계 요구조건 · 95 

4.4 항공기 연료의 종류 및 특성 · 99 

4.5 항공기 연료 시스템의 구성 · 107 

4.6 연료 시스템의 구성품(fuel system components) · 112 

4.7 연료량 측정 장치(fuel quantity measurement system) · 126 

4.8 연료 시스템의 기능 · 135 

4.9 연료관리 및 제어(fuel management and control) · 159 

4.10 연료 탱크의 안전설계 · 164 

4.11 민간 항공기 연료 시스템 사례 · 175 

5장 환경제어 시스템 

5.1 개요 · 182 

5.2 환경제어시스템 설계 요구조건 · 183 

5.3 난방장치(heating systems) · 185 

5.4 냉방장치(cooling systems) · 187 

5.5 객실/조종실 여압(cabin/cockpit pressurization) · 209 

5.6 습도 조절 · 218 

5.7 항공기 환경제어시스템의 사례 · 219 

6장 전기 시스템 

6.1 개요 · 224 

6.2 항공 전기시스템 설계요구조건 · 225 

6.3 항공기 전원 시스템(aircraft electric power generation system) · 230 

6.4 전원 제어(power generation control) · 257 

6.5 전원 변환장치(power conversion devices) · 265 

6.6 전원 배분시스템(power distribution system) · 267 

6.7 전기부하(electrical loads) · 276 

6.8 항공기 전기시스템 사례 · 285 

7장 방빙, 제빙 및 제우시스템 

7.1 개요 · 294 

7.2 결빙의 영향 · 295 

7.3 방빙, 제빙시스템의 설계 요구조건 · 296 

7.4 결빙의 방지 · 298 

7.5 방/제빙 시스템(anti/de-icing systems) · 299 

7.6 결빙감지장치(ice detector) · 305 

7.7 제우장치(rain dispersal systems) · 309 

7.8 김서림 방지장치(anti-misting & de-misting system) · 311 

7.9 항공기 방/제빙 시스템 사례 · 311 

8장 화재/과열 감지 및 소화시스템 

8.1 개요 · 314 

8.2 화재등급(classes of fire) · 315 

8.3 화재 및 과열감지장치의 설계 요구조건 · 315 

8.4 화재 및 과열감지시스템의 종류 · 317 

8.5 소화제 및 소화기 · 323 

8.6 항공기 화재/과열 시스템 사례 · 328 

9장 산소공급시스템 

9.1 개요 · 332 

9.2 산소 시스템의 설계요구조건 · 333 

9.3 기체 산소 계통 · 336 

9.4 액체 산소 계통 · 337 

9.5 고체 산소 계통 · 338 

9.6 OBOGS(On-Board Oxygen Generation Systems) · 339 

9.7 산소 공급방법 · 341 

9.8 항공기 산소 시스템 사례 · 343 

10장 비상시스템 

10.1 개요 · 346 

10.2 비상동력(emergency power) · 346 

10.3 승객대피 시스템· 348 

10.4 조종사 탈출장치 · 349 

10.5 경고시스템(warning system) · 350 

10.6 비행기록 장치(flight data recorder) · 355 

10.7 충돌 스위치 · 356 

11장 전기비행기 

11.1 개요· 358 

11.2 친환경 항공기 개발 프로그램· 359 

11.3 MEA/AEA(More Electric Aircraft/All Electric Aircraft) 개념 · 362 

11.4 MEA/AEA 개념의 항공기 · 364 

11.5 MEA/AEA 개념의 서브 시스템· 367 

11.6 MEA/AEA 제어시스템의 통합 · 374 

11.7 MEA/AEA의 장점 · 374 

■ 참고문헌 / 377 

■ 찾아보기 / 381

지은이: 이부일

KAIST 항공공학과(박사)

KAI T-50 계통팀 근무(1993~2005)

항공기체기술사

현재 한국 폴리텍 항공대학 항공정비과 교수

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