KR101629302B1 - 항공기용 마그네토 성능 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 관한 것으로서, 본 개시의 일 태양에 따르면(According to one aspect of the present disclosure), 영구자석의 회전에 의해 불꽃방전을 위한 고전압 펄스를 출력하는 마그네토; 상기 영구자석을 회전구동하는 서보모터 및 상기 모터 제어부로부터 회전수를 검출하는 회전수 검출부; 상기 마그네토의 출력단에 착탈 가능하게 연결되는 시험용 케이블; 상기 케이블의 말단에 구비되며, 상기 마그네토의 회전에 따라 불꽃방전이 발생되는 간격만큼 떨어져 배치되는 적어도 한 쌍의 시험용 전극; 상기 시험용 케이블에 직렬로 연결되어 전류의 변화를 계측하는 계기용 변류기(CT); 상기 계기용 변류기에 의해 감지된 전류 정보를 바탕으로 상기 적어도 한 쌍의 시험용 전극 사이에 발생 되는 불꽃방전의 발생 횟수를 검출하는 횟수 검출부; 및 상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수로부터 산출되는 정상 불꽃방전 발생 횟수와 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전의 발생 횟수를 비교하여 상기 마그네토의 정상 작동 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치가 제공된다.

Description

항공기용 마그네토 성능 검사 장치{PERFORMANCE TESTING APPARATUS FOR MAGNETO OF AIRCRAFT}

본 개시(Disclosure)는, 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 마그네토의 정확한 불꽃방전 횟수를 검출하고, 그것을 바탕으로 마그네토의 정상 작동 여부를 판단하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

일반적으로, 소형 항공기용 엔진은 불꽃 점화식의 왕복엔진을 사용하고 있으며, 이러한 점화 계통의 핵심은 마그네토(magneto)라 불리는 소형 발전기이다.

항공기용 마그네토는 매 500 운영시간마다 분해 및 수리를 실시 한 후 검사장치에 물려 정상 동작 여부를 시험 검증하기 위해 매뉴얼에 지정된 절차대로 시운전하여 검사하도록 규정되어 있다.

따라서, 항공기를 안전하게 지속적으로 운영하기 위해서는 마그네토를 유지 보수할 검사장치가 반드시 필요한데, 국산 검사장비의 부재로 인해 전량 외국의 정비업체에 검사를 의뢰하고 있는 실정이다.

외국의 정비업체는, 검사장비를 보유하고 있으나, 검사장비는, 지정된 회전수로 마그네토를 운전시켜주는 모터와 제어기로 구성되는 단순한 장비이다.

이러한 장비를 이용하여, 정비사는 모든 검사 단계에서 매우 신중하게 장비의 작동 상태와 점화불꽃의 생성 여부를 인지된 소리를 바탕으로 감시 기록하여 마그네토 성능의 합격/불합격 여부를 판단한다.

즉, 사람이 각 검사 단계에서 일일이 수동으로 소리를 통해 마그네토의 이상 유무를 판별한다.

이러한 검사방법은, 검사시간이 보통 3~4시간에 이를 정도의 장시간으로 정비사가 긴 시간 동안 집중력을 유지하여 검사하기는 매우 어렵고, 가장 중요한 검사항목인 점화 불꽃 발생 이벤트는 1/1000초 정도의 짧은 시간 간격으로 진행되므로 이를 사람이 정확히 판별하는 것 또한 매우 어려운 부분이다.

따라서, 인간의 실수를 사전에 예방하고, 실제로 발생하는 점화 이벤트 즉 불꽃방전의 생성 여부를 정확히 감지할 수 있는 마그네토 성능 검사 장치의 개발이 필요하다.

본 개시는 마그네토의 정확한 불꽃방전 횟수를 검출하고, 그것을 바탕으로 마그네토의 정상 작동 여부를 판단하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시의 일 태양에 따르면(According to one aspect of the present disclosure), 영구자석의 회전에 의해 불꽃방전을 위한 고전압 펄스를 출력하는 마그네토; 상기 영구자석을 회전구동하는 서보모터 및 상기 모터 제어부로부터 회전수를 검출하는 회전수 검출부; 상기 마그네토의 출력단에 착탈 가능하게 연결되는 시험용 케이블; 상기 케이블의 말단에 구비되며, 상기 마그네토의 회전에 따라 불꽃방전이 발생되는 간격만큼 떨어져 배치되는 적어도 한 쌍의 시험용 전극; 상기 시험용 케이블에 직렬로 연결되어 전류의 변화를 계측하는 계기용 변류기(CT); 상기 계기용 변류기에 의해 감지된 전류 정보를 바탕으로 상기 적어도 한 쌍의 시험용 전극 사이에 발생 되는 불꽃방전의 발생 횟수를 검출하는 횟수 검출부; 및 상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수로부터 산출되는 정상 불꽃방전 발생 횟수와 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전의 발생 횟수를 비교하여 상기 마그네토의 정상 작동 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치가 제공된다.

이에 의하면, 회전수 검출부, 시험용 케이블, 시험용 전극 및 그 사이에 발생되는 불꽃방전에 의한 시험용 케이블에 흐르는 전류의 흐름을 계측하는 계기용 변류기(CT)를 통해, 영구자석의 회전수에 대한 불꽃방전의 정상 발생 여부를 확인할 수 있으므로, 마그네토 성능 검사의 정확도가 향상된다.

본 개시의 일 태양에 있어서, 상기 시험용 케이블에 병렬로 연결되어 상기 적어도 한 쌍의 시험용 전극 사이의 전압의 변화를 계측하는 계기용 변압기(PT);를 더 포함하며, 상기 횟수 검출부는, 상기 계기용 변압기에 의해 감지된 전압 정보를 바탕으로 검출된 불꽃방전의 발생 횟수와, 상기 계기용 변류기에 의해 감지된 미세전류 정보를 바탕으로 검출된 불꽃방전의 발생 횟수 중 어느 하나를 바탕으로 불꽃방전의 발생 횟수를 검출하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 정확한 불꽃방전 발생 횟수의 검출을 위해, 계기용 변류기(CT) 뿐만 아니라, 불꽃방전 발생시 한 쌍의 전극 사이의 전압이 강하되는 것을 감지하는 계기용 변압기(PT)를 함께 사용함으로써, 어느 하나에 의해 발생 될 수 있는 에러를 보완할 수 있게 된다.

본 개시의 일 태양에 있어서, 상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수, 상기 정상 불꽃방전 발생 횟수, 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수 및 상기 마그네토의 정상 작동 여부를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 표시부를 통해, 성능 검사자가 마그네토의 성능 파라미터를 시각적으로 확인할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되는 이점을 가진다.

본 개시의 일 태양에 있어서, 상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수, 상기 정상 불꽃방전 발생 횟수, 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수 및 상기 마그네토의 정상 작동 여부에 대한 정보를 표시하고, 외부로부터 상기 제어부에 필요한 명령 및 정보를 입력받는 표시 단말을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부와 상기 표시단말은, 직렬 통신 방식에 통해 정보를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 성능 검사자가 표시단말을 통해, 성능 검사 장치의 동작 제어 및 결과 확인을 할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되는 이점을 가진다.

본 개시의 일 태양에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 의하면, 회전수 검출부, 시험용 케이블, 시험용 전극 및 그 사이에 발생되는 불꽃방전에 의한 시험용 케이블에 흐르는 전류의 흐름을 계측하는 계기용 변류기(CT)를 통해, 영구자석의 회전수에 대한 불꽃방전의 정상 발생 여부를 확인할 수 있으므로, 마그네토 성능 검사의 정확도가 향상된다.

본 개시의 일 태양에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 의하면, 정확한 불꽃방전 발생 횟수의 검출을 위해, 계기용 변류기(CT) 뿐만 아니라, 불꽃방전 발생시 한 쌍의 전극 사이의 전압이 강하되는 것을 감지하는 계기용 변압기(PT)를 함께 사용함으로써, 어느 하나에 의해 발생 될 수 있는 에러를 보완할 수 있게 된다.

본 개시의 일 태양에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 의하면, 표시부를 통해, 성능 검사자가 마그네토의 성능 파라미터를 시각적으로 확인할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되는 이점을 가진다.

본 개시의 일 태양에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치에 의하면, 성능 검사자가 표시 단말을 통해, 성능 검사 장치의 동작 제어 및 결과 확인을 할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되는 이점을 가진다.

도 1은 본 개시의 일 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치를 개략적으로 보인 도면,
도 2는 본 개시의 다른 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치를 개략적으로 보인 도면 및
도 3은 본 개시에 다른 일 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치를 보인 도면이다.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).

다만, 이하에서 개시되는 기술적 사상의 명료한 이해를 위해 제한된 실시형태를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하고 특허청구범위에 개시된 기술적 사상으로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 도출할 수 있는 실시형태도 본 명세서에 개시된 실시형태로 이해되어야 함을 밝혀둔다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어는 본 발명자가 설명의 편의를 위하여 선택한 개념으로, 그 의미를 파악함에 있어서 사전적 의미에 한정되지 않고 본 개시의 기술적 사상에 부합되도록 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 일 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치를 보인 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치(110)는, 마그네토(130), 회전수 검출부(111), 횟수 검출부(115), 제어부(117)를 포함한다. 또한 횟수 검출부(115)는, 시험용 케이블(114), 시험용 전극(112), 계기용 변류기(Current Transformer; CT)(113)를 포함한다.

마그네토(130)는, 영구 자석을 사용하여 고전압 교류 전기를 발전하는 기구이다.

마그네토(130)는, 점화 장치를 구성하는 부품 중 하나로 점화 플러그의 점화 전압을 공급하는 기능을 한다. 이를 위해 마그네토(130)는 고전압 펄스를 출력한다.

고전압 펄스는, 영구자석(131)을 포함하는 교류 발전기(133), 변압기(135), 배전기(137)를 통하여 출력된다.

마그네토(130)는, 고압 점화 계통(High Tension Magneto System)과 저압 점화 계통(Low Tension Magneto System)으로 나누어지며, 전자는, 발전 된 낮은 전압(약500V)을 자체에 장치되어 있는 변압기의 2차 코일로 보내 승압(20,000~25,000V)시켜 배전기를 통해 실린더의 점화 플러그로 전달하는 방식이고, 후자는 발전 된 약 500V의 낮은 전압을 각 실린더로 보내고 실린더마다 독립 설치된 변압기에서 각각 승압시켜 해당 점화 플러그로 전달하는 방식이다.

후자는 전자에 비해, 고공에서 전기누설이 없어 고공비행에 적합하다.

회전수 검출부(111)는, 영구자석(131)의 회전구동하는 서보모터(139) 및 모터 제어부(139c)로부터 영구자석(131)의 회전수를 검출한다.

회전수의 검출 방법은, 서보모터(139)의 회전축에 계측용 발전기를 연결하여 발전되는 전압을 기준으로 검출하거나, 서보모터(139)의 회전축에 명암(明暗)의 표지(標識)를 해두고 이 표지의 회전을 전자관(電子管)에 관측시켜, 매초 변화하는 명암의 수를 이용하는 방법을 예로 들 수 있다.

횟수 검출부(115)는, 마그네토(130)의 출력단(136)에 연결되는 시험용 케이블(114), 시험용 케이블(114)의 끝단에 구비되는 시험용 전극(112), 시험용 케이블(114)에 직렬로 연결되어 시험용 전극(112)에서 불꽃방전이 발생 될 때 시험용 케이블(114)에 흐르는 전류를 검출하는 계기용 변류기(Current Transformer; CT)(113)를 포함한다.

시험용 케이블(114)은, 일 단에 시험용 전극(112)이 구비되며, 타 단에는 마그네토(130)의 출력단(136)과 결합을 위한 결합 단자가 구비된다. 따라서, 시험용 케이블(114)은 마그네토(130)의 출력단(136)에 착탈 가능하게 구비된다.

이에 의해 성능시험이 필요할 때, 마그네토(130)의 출력단(136)에 연결된 점화 플러그 케이블을 분리하고, 시험용 케이블(114)을 연결하여 성능시험을 수행할 수 있게 된다.

시험용 전극(112)은, 마그네토(130)의 출력단(136), 즉 두 개의 단자와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전극(112a,112b)으로 구비된다.

구체적으로, 일반적으로 소형 항공기 엔진은 4기통이나 6기통의 엔진이 사용되고, 마그네토도 4기통용 또는 6기통용이 사용되는데, 4기통 엔진의 경우, 마그네토 출력단이 4개이며, 이 경우 시험용 전극(112)은 네 쌍으로 필요하고, 6기통 엔진의 경우, 여섯 쌍의 시험용 전극(112)이 필요하다. 따라서 시험용 전극은, 4기통용 및 6기통용 마그네토의 성능 검사를 위해, 여섯 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다.

더하여, 시험용 전극(112)은, 마그네토(130)의 출력단(136)의 수에 따라 증감될 수 있음은 물론이다.

시험용 전극(112) 사이에서는, 영구자석(131)의 회전에 의해 마그네토(130)의 출력단(136)으로부터 출력되는 고전압 펄스에 의해 불꽃방전이 발생 되며, 불꽃방전 시 시험용 케이블(114)에 전류가 흐르게 된다.

본 실시형태는, 불꽃방전시 시험용 케이블(114)에 발생 되는 전류를 검출하여 마그네토의 성능시험 정확도 향상시키고자 하는 것이다.

제어부(117)는, 회전수 검출부(111)에 의해 검출된 회전수로부터 산출되는 정상 불꽃방전 발생 횟수와, 횟수 검출부(115)에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수를 비교하여 마그네토(130)의 정상 작동 여부를 판단한다.

이에 의하면, 적어도 한 쌍의 시험용 전극과 계기용 변류기를 통해, 불꽃방전의 발생 횟수를 정확히 검출하고, 이를 회전수 검출부에 의해 검출된 정상 불꽃방전 발생 횟수와 대비함으로써, 마그네토 성능 검사의 정확도가 향상된다.

도 2는 본 개시의 다른 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치를 개략적으로 보인 도면이다.

본 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치(110)는, 대부분의 구성에 있어서 앞서 설명한 실시형태와 동일하나, 계기용 변압기(Potential Transformer; PT)(116)가 더 구비되는 점에서 차이가 있다.

따라서, 중복을 피하기 위해, 공통된 구성에 대한 자세한 설명은, 앞서 설명한 것으로 갈음하기로 한다.

본 실시형태에 있어서, 계기용 변압기(116)는, 고전압을 측정하기 위해 사용하는 전압 변성기로서, 권선수가 많은 1차측 코일과 권선수가 적은 2차측 코일로 구성되며, 1차측 코일의 양단이 마그네토(130)의 출력단에 연결되어 출력전압을 감지하도록 구비된다.

본 실시형태에 있어서, 계기용 변압기(116)는, 앞서 설명한 계기용 변류기(113)와 유사하게, 시험용 케이블(114)에 병렬로 연결되어 시험용 전극(112)에서 불꽃방전이 발생 될 때 시험용 케이블(114)의 전압이 강하되는 것을 검출한다.

이때, 횟수 검출부(115)는, 계기용 변압기(116)에 의해 감지된 전압 정보를 바탕으로 검출된 불꽃방전의 발생 횟수와, 계기용 변류기(113)에 의해 감지된 전류 정보를 바탕으로 검출된 불꽃방전의 발생 횟수 중 어느 하나의 정보를 바탕으로 불꽃방전 발생횟수를 검출한다.

이에 의해, 계기용 변압기(116)는, 계기용 변류기(113)에 의한 불꽃방전 횟수 검출과정에서 에러가 발생 되었는지 여부를 판단하는 기능 및 정확한 불꽃방전 횟수를 검증하는 기능, 즉 계기용 변류기(113)에 의한 불꽃방전 횟수 검출과정 시 발생 될 수 있는 에러를 보완하게 된다.

즉, 센서의 이중화를 통해 상황에 따라 정확한 판단을 위한 센서 선택이 가능하게 된다.

한편, 본 개시에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치(110)는, 검사자에게 정상 작동 여부를 인지시키는 표시장치를 더 가진다.

도 3은 본 개시에 다른 일 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치를 보인 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 항공기용 마그네토 성능 검사 장치(110)는, 회전수 검출부(111)에 의해 검출된 회전수, 정상 불꽃방전 발생 횟수, 횟수 검출부(115)에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수 및 마그네토(130)의 정상 작동 여부를 표시하는 표시 장치(150)를 더 포함한다.

표시 장치(150)는, 일체로 구성되는 LCD 등과 같은 화상표시장치 또는 독립적으로 구비되는 표시 단말로 구비될 수 있다.

여기서, 표시 장치(150)는, 마그네토(130)의 정상 작동 여부를 시각적인 것에 한정되지 않으며, 청각적으로 인지할 수 있도록 표시할 수 있다.

이에 의하면, 표시 장치를 통해, 성능 검사자가 마그네토의 성능 파라미터를 시각적으로 확인할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되는 이점을 가진다.

한편, 표시 장치(150)는, 회전수 검출부(111)에 의해 검출된 회전수, 정상 불꽃방전 발생 횟수, 횟수 검출부(115)에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수 및 마그네토(130)의 정상 작동 여부에 대한 정보를 표시하고, 외부로부터 제어부(117)에 필요한 명령 및 정보(영구자석의 기준 회전수, 불꽃방전 검출을 위한 기준 전류 및 기준 전압의 크기 등)를 입력받는 표시 단말로 구비될 수 있다.

여기서, 제어부(117)와 표시 단말은, 직렬 통신 방식에 통해 정보를 송수신하도록 구비될 수 있다.

이에 의하면, 성능 검사자가 표시 단말을 통해, 성능 검사 장치의 동작 제어 및 결과 확인을 할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되는 이점을 가진다.

이와 달리, 외부로부터 제어부(117)에 필요한 명령 및 정보(영구자석의 기준 회전수, 불꽃방전 검출을 위한 기준 전류 및 기준 전압의 크기 등)의 입력을 위한 키보드가 별도로 구비될 수 있음은 물론이다.

또한, 제어부(117)에 의한 성능 검사 데이터가 컴퓨터의 하드디스크와 같은 저장장치에 저장되도록 구비될 수 있다.

Claims (5)

1. 영구자석의 회전에 의해 불꽃방전을 위한 고전압 펄스를 출력하는 마그네토;
   상기 영구자석을 회전구동하는 서보모터 및 상기 모터 제어부로부터 회전수를 검출하는 회전수 검출부;
   상기 마그네토의 출력단에 착탈 가능하게 연결되는 시험용 케이블;
   상기 케이블의 말단에 구비되며, 상기 마그네토의 회전에 따라 불꽃방전이 발생되는 간격만큼 떨어져 배치되는 적어도 한 쌍의 시험용 전극;
   상기 시험용 케이블에 직렬로 연결되어 전류의 변화를 계측하는 계기용 변류기(CT);
   상기 계기용 변류기에 의해 감지된 전류 정보를 바탕으로 상기 적어도 한 쌍의 시험용 전극 사이에 발생 되는 불꽃방전의 발생 횟수를 검출하는 횟수 검출부;
   상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수로부터 산출되는 정상 불꽃방전 발생 횟수와 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전의 발생 횟수를 비교하여 상기 마그네토의 정상 작동 여부를 판단하는 제어부; 및
   상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수, 상기 정상 불꽃방전 발생 횟수, 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수 및 상기 마그네토의 정상 작동 여부를 표시하는 표시부;를 포함하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 시험용 케이블에 병렬로 연결되어 상기 적어도 한 쌍의 시험용 전극 사이의 전압의 변화를 계측하는 계기용 변압기(PT);를 더 포함하며,
   상기 횟수 검출부는, 상기 계기용 변압기에 의해 감지된 전압 정보를 바탕으로 검출된 불꽃방전의 발생 횟수와, 상기 계기용 변류기에 의해 감지된 미세전류 정보를 바탕으로 검출된 불꽃방전의 발생 횟수 중 어느 하나를 바탕으로 불꽃방전의 발생 횟수를 검출하는 것을 특징으로 하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 표시부는, 상기 회전수 검출부에 의해 검출된 회전수, 상기 정상 불꽃방전 발생 횟수, 상기 횟수 검출부에 의해 검출된 불꽃방전 발생 횟수 및 상기 마그네토의 정상 작동 여부에 대한 정보를 표시하고, 외부로부터 상기 제어부에 필요한 명령 및 정보를 입력받는 표시 단말로 구비되는 것을 특징으로 하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부와 상기 표시단말은, 직렬 통신 방식에 통해 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 항공기용 마그네토 성능 검사 장치.

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