Heatblur DCS F-14 Tomcat — Heatblur F-14 Tomcat 1.0 documentation
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목차
● General Design and Systems Overview
○ Engines and Throttle Controls
● 일반 설계와 체계의 개요
○ 엔진과 쓰로틀 조작
F-14A는 두 개의 프랫 & 휘트니 (Pratt & Whitney) TF30-P-414A로 동력을 얻는 반면 F-14B는 두 개의 제네럴 일렉트릭스 (General Electrics) F110-GE-400 엔진으로 동력을 얻는다. 이 둘은 모두 후기연소 터보팬 엔진(Afterburning Trubofan Engines)이다.
엔진에 아음속 기류를 공급하기 위해서 F-14는 AICS, 공기 흡입구 조작 체계를 가지고 있다. 이 체계는 공기 흐름을 느리게 하기 위해 가변 형상 흡입구에 장착된 가변 램프를 움직이는 것으로 가변 형상 흡입구를 조작한다. 이는 램프의 위치를 결정하는 미리 설정된 일정을 사용하여 계산을 하고, 그 계산을 통해 작동하는 다양한 감지기의 입력들을 사용하는 것으로 완수된다.
게다가 TF30은 운용 신뢰성을 향상시키기 위해 중앙 공기 압축 우회 체계 (Mid Compression Bypass System, MCB)와 마하 레버 (Mach Lever)이라는 두 가지 체계를 사용한다.
MCB는 엔진 정지의 위험을 줄이기 위해 압축 팬 안에 고받음각 공기 흐름을 완화시키는 것을 돕는다. 이 체계는 이후의 압축 단계에서 공기 흐름을 안정화시키기 위해서 압축 구역에서 우회관(Bypass duct)으로 공기를 배출한다. 보통 이 체계는 받음각과 음속 숫자 감지기 정보를 사용하여 작동한다. 하지만 착륙 장치 손잡이가 내리는 위치에 있을 때 이것은 오직 zone 5 후기 연소(Afterburner)일 때에만 활성화 된다. 추가로 WCS(Weapon Control System, 무장 통제 체계)는 재급유관이 확장 될 때, AIM-7 혹은 AIM-9 미사일을 발사할 때, 공대지 로켓 혹은 M61 Vulcan 기총을 사용할 때 활성화하도록 MCB에 명령한다.
마하 레버 (Mach Lever) 또한 음속 숫자의 함수로 허용된 최소와 최대 RPM을 제어하여 엔진 정지의 위험을 완화한다. 게다가 이것은 아음속인 동 고받음각 상황에서 최소 RPM을 증가시킨다.
반면에 F-14가 가진 두 개의 F110 엔진은 AFTC(Augmenter Fan Temperature Control Unit, 증폭기 팬 온도 제어 장치)에 제어된다. AFTC는 최신 터빈 엔진에서 사용되는 FADEC (Full Authority Digital Engine Control, 전자식 통합 엔진 제어)의 초기형과 유사한 초기 엔진 제어 컴퓨터이다. 이 체계는 F110에서 엔진 배기 기체를 제어하는 가변 배기구뿐만 아니라 엔진 자체를 모두 제어하고, F110에서 MCB와 마하 레버 (Mach Lever)의 필요를 없앤다. TF30 자체를 제어하는 F-14A에서 이러한 체계의 부재는 F110보다 신뢰성이 부족하다고 여겨지는 이유이다.
AFTC에서 결함이 생길 경우 MEC (Main Engine Control, 주요 엔진 제어)는 fall-back, 기계적인 통제를 제공하기 위해 엔진의 제어를 맡을 수 있다. 일반 모드인 AFTC는 기본 모드(PRI, primary)이고 그렇게 불리지만, fall-back MEC는 보조 모드 (SEC, secondary)이다. AFTC에서 겨함이 있는 경우 기본(primary) 혹은 보조(secondary)의 선택은 자동이지만 수동으로 선택할 수도 있다. 중요한 점은 보조 모드에서 엔진 노즐은 완전히 닫히고, 사용할 수 없으며 그에 상응 하는 엔진 성능의 손실로 후기 연소(afterburner)도 사용할 수 없게 된다.
두 엔진은 또한 분리된 기름, 유압과 발전기를 돌려서 불필요한 중복을 만든다.
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TF30과 F110 엔진 사이의 (TF30에서 더 적은 추력을 제외한) 차이점은 TF30 이 공기압축기 면으로 들어오는 기류의 질에 더 민감하다는 것이다. 보통 방향타 입력을 크게하거나 비대칭 엔진 쓰로틀 설정, 고받음각 기동 중에서 최대 추력(Mil Power) 혹은 후기 연소 (Afterburner)보다 낮게 하는 것을 피하는 것이 현명하다. 그 말은 HB(heatblur)의 F-14A에서 TF30은 이용가능한 정보와 SME 전문 지식을 사용하여 광범위하게 조정되었고, 나쁜 평가를 받지 않아도 되는 엔진의 정확한 구현이 되었다. TF30의 기계적인 연료 통제에서 하나의 장점은 고속 추력으로 F110이 달성할 수 있는 것보다 높은 최대 속력이 되었다. 만약 정상 범위 안에서 비행한다면 TF30 엔진은 F110과 비교하여 출력이 조금 낮다면 잘 작동할 것이다.
■ Throttle Controls
■ 쓰로틀 조작
F-14 쓰로틀은 의도하지 않은 엔진 시동과 정지, 후기 연소의 선택을 막기 위해 멈춤쇠들을 갖고 있다. 또 쓰로틀은 위 도형에 보여지는 쓰로틀 위치에 따라 각각 다른 체계들을 제어한다. 이것들 중 가장 중요한 것은 각각 엔진에서 연료 차단과 점화 체계이다.
쓰로틀 운용에는 3가지의 모드가 있다:
수동 모드는 쓰로틀에서 엔진까지 직접적인 기계적 연결로 엔진이 제어되는 기계적인 모드이다. 수동 모드는 보조 모드로 설계되었고, 조작의 기계적 특성 때문에 정밀하지 않을 수 있다.
부스트 모드는 전기로 연결된 통로로 장치를 조작하여 기계적 연결로 엔진을 조작하는 것과 똑같지만, 더욱 정밀하고 힘이 덜 필요한 기본 운용 모드이다.
세 번째 모드는 접근 동력 보조 모드 혹은 자동 쓰로틀 모드이다. 이것은 착륙 접근 시 최적의 받음각을 위해 자동으로 쓰로틀 제어를 하게 해주는 체계이다.
쓰로틀 모드 조작 장치는 쓰로틀 옆에 있는 흡입 램프/쓰로틀 제어반 (inlet ramps/throttle control panel)에 있고, 세 개의 모드를 모두 선택할 수 있다. 자동 쓰로틀 모드는 원통형 코일로 유지되고, 자동 제어 기준을 충족하지 못할 경우 부스트 모드로 되돌아갈 것이다.
자동 모드의 선택을 가능하게 하기 위해서는 75%에서 90% 사이의 RPM을 유지해야 하고, 착륙 장치 손잡이가 아래로 내려가있으며 지상에 있지 않아야 한다. (with no weight on the wheels.) 만약 이 기준이 더 이상 충족되지 않으면 쓰로틀은 힘을 이용하여 수동으로 우선시하거나 쓰로틀 왼쪽에 있는 Cage/SEAM 단추를 눌러 원통형 코일이 스위치를 해제하고 부스트 모드로 되돌아간다.
(원문 To allow selection of auto mode the throttles need to be between 75 to 90% rpm, the gear handle needs to be down and with no weight on the wheels. If these criteria are no longer met, the throttles are manually overriden with force or the Cage/SEAM button on the left throttle is depressed the solenoid releases the switch and it reverts to boost.)
추가적인 자동 쓰로틀 조정을 위해 체계의 입력은 흡임 램프/쓰로틀 조작반에서 설정될 수 있다. 설정은 쓰로틀 입력 (그리고 효과적인 추력)을 증가시키는 HOT, 이것을 감소시키는 COLD 그리고 정상이 있다. 이 설정들은 차갑거나 뜨거운 외부 온도에 해당하지만 관찰된 쓰로틀 조작에 따라 설정되어야만 한다.
RATS 혹은 감속 정지 추력 체계(Reduced Arrestment Thrust System)는 항공모함 환경에서 착륙 후 적절한 수준으로 엔진 추력을 제한하기 위한 체계이다. 이 체계는 지상에 있을 때 (주요 착륙 장치 어디든 무게가 실릴 때) 사용할 수 있고, 쓰로틀에서 후기 연소를 선택하면 사용 할 수 없다.
마지막으로, F110-GE-400을 위해서만 시행되는 비대칭 제한 장치는 후기 연소기 하나에서만 불이 붙을 경우 다른 후기 연소도 불이 붙을 때까지 최소 후기 연소 추력을 유지하는 것으로 비대칭 후기 연소 활성화를 방지한다.
■ Engine and Throttle Control Switches and Indicators
■ 엔진과 쓰로틀 조작 스위치와 표시계
흡입 램프/쓰로틀 제어반은 대부분의 엔진과 관련된 조작 장치를 갖고 있다.
THROTTLE MODE (1) 스위치는 각각 쓰로틀 모드를 AUTO, BOOST, 혹은 MAN 모드로 설정 한다. AUTO는 용수철 압력이 BOOST로 작용하지만 위에서 언급한 것처럼 전기적으로 해당 위치를 고수할 수 있다.
THROTTLE TEMP (2) 스위치도 위에서 설명한 자동 쓰로틀 체계의 입력(gain)을 제어한다.
INLET RAMPS (3) 스위치들은 가변 흡입 램프를 사용하거나(AUTO) 혹은 사용하지 않고 수납(STOW)한다.
엔진 시동기(Engine crank, 4) 스위치는 각각 쓰로틀을 연료 차단(cut-off)에서 유휴 상태(idle)로 움직여 엔진 시동을 시작할 수 있도록 20% RPM까지 엔진을 돌리기 위해 사용한다. 만약 외부 공기 공급이 연결되었다면 외부 공기 공급으로, 외부 공급이 없다면 다른 엔진에서 엔진 시동을 걸기 위한 공기를 제공받는다. 50% RPM에서 엔진 시동기 스위치는 자동으로 R꺼짐/중앙 위치로 돌아온다. 만약 이게 되돌아오지 않는다면 공기 터빈 시동기 (Air Turbine Starter)에 손상을 막기 위해 수동으로 꺼짐 설정을 해야 한다.
BACK UP IGNITION (5) 스위치는 보통 쓰로틀을 차단(cut-off) 위치 밖으로 움직이는 것으로 사용하는 주요 점화 전자 회로에서 결함이 있을 때 보조 점화 체계를 활성화한다.
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F-14B 한정.
ASYM 제한/엔진 모드 선택반에 있는 ASYM LIMITER (1)는 비대칭 후기 연소 추력 제한을 활성화하거나 비활성화할 수 있다. 기본 위치는 ON이고 스위치는 해당 위치를 유지하도록 막아주는 덮개가 있다.
같은 판에 있는 다른 것은 ENG (엔진) MODE SELECT 스위치들로 (2)과 왼쪽 (L ENG) 오른쪽 (R ENG)를 각각 기본 모드인 PRI 혹은 보조 모드인 SEC로 설정한다.
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F-14A 한정.
RIO 조종석 오른쪽 수평 제어반에 위치한 MBC 작동 시험반은 MCB 체계가 작동하는지 점검하기 위해 사용한다. TEST 위치로 설정된 TEST 스위치 (2)는 MCB 전자 회로가 작동한다면, 왼쪽과 오른쪽 엔진용 두 개의 작동 시험등을 각각 켜는 작동 시험 전자 회로를 활성화한다.
외부 환경 조작반에 있는 ENG/PROBE ANTI-ICE (2) 스위치는 엔진 방빙과 흡입 램프 방빙 모드, 그리고 다양한 배관 난방기를 활성화할 수 있다. ORIDE 위치는 체계를 활성화하고, AUTO 위치는 결빙이 탐지되면 체계를 활성화시킨다. 그리고 OFF 위치는 기능들을 비활성화한다.
Engine Instrument Group (EIG), Related Indicators and Caution Lights
엔진 계기 모음은 엔진을 관찰할 수 있도록 하기 위해 엔진의 RPM, TIT (F-14A에서 Turbine Inlet Temperature) 혹은 EGT (F-14B에서 배기 기체 온도) 그리고 FF (연료 흐름)를 조종사에게 보여준다.
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위 사진은 TF30 엔진 계기이다. F110 EIG는 곧 공개할 예정. (인데 업데이트를 안 하는 모양.)
배기구 위치 표시계는 각 엔진의 현재 엔진 배기구 위치를 보여준다. 0은 완전히 닫힌 것이고, 시계 방향으로 완전히 회전한 것은 완전히 열린 것이다. F-14A는 0에서 6 단위로 표시하는 반면에 F-14B는 0에서 100 백분율로 열림을 나타낸다. (측정기에 표시된 10대? / 원문: Tens indicaed on gauge).
유압 표시계는 조종사가 엔진 유압이 허용가능한 정도인지 점검할 수 있도록 각 엔진의 유압을 보여준다.
엔진 운용 관련 경고등은 조종사 의 주의-경고판, 그리고 HUD 측면에 위치해있다.
HUD의 측면에 있는 주의등은 엔진 정지가 탐지되었을 때 3 Hz 속도로 빛이 나는 엔진 정지 경고등이다. UHD 왼쪽에 있는 경고등은 왼쪽 엔진에서 엔진 정지를 나타내고, 반대쪽은 오른쪽 엔진을 나타내는 것이다. 또한 320 Hz로 변조된 톤인 경보와 결합되어있다.
그 중에서도 왼쪽 엔진 정지 경고등 아래, 쓰로틀 모드 스위치 이외에 다른 방법으로 자동 쓰로틀이 비활성화될 때 10초 동안 빛이 나는 AUTO THROT (자동 쓰로틀) 경고등이 있다.
주요 주의-경고판에서 엔진과 주의 경고등 관련은 다음과 같다.
● INLET ICE - 왼쪽 엔진 흡입구의 탐지기에서 얼음이 탐지됨을 나타내는 주의등.
● L&R INLET - 각각 가변 흡입 체계를 위한 AICS에서 결함을 나타내는 주의등.
● OIL PRESS - 두 개의 엔진에서 유압이 낮음을 나타내는 주의등.
● BLEED DUCT - 두 개의 엔진에서 뜨거운 공기의 누출을 나타내는 주의등.
● L&R RAMPS - 각 엔진 흡입 램프가 해야 할 때 제 위치로 고정되지 않음을 나타내는 주의등.
● L&R GEN - 각 엔진 발전기가 작동하지 않음을 나타내는 주의등.
● L&R OIL HOT - 각 기관유 (Engine Oil)이 너무 뜨거움을 나타내는 주의등.
● L&R FUEL PRES - 각 엔진 연료 부스트 펌프에서 엔진 유압이 9 psi 아래임을 나타내는 주의등.
F-14A TF30-P-414A 한정 경고등:
● L&R OVSP/VAVLE - 각 엔진에서 엔진 시동기(Engine Starter) 체계 작동 불량 혹은 N1 회전자 (rotor) 과속을 나타내는 주의등.
F-14B F110-GE-400 한정 경고등.
● START VALVE - 시동기 밸브(Starter valve)가 열림을 나타내는 주의등. 엔진 시동 완성 후 빛이 난다면 엔진 시동기(Engine Crank) 위치를 제어한다.
● L&R ENG SEC - 각 엔진이 보조 모드(Secondary mode)로 운용 중임을 알려주는 주의등.
● RATS - RATS (감속 정지 추력 체계, Reduced Arrestment Thrust System)가 활성화됨을 알려주는 주의등.
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F-14A의 구체적인 등화는 아직 구현되지 않았다.