헬리콥터 베어링 건전성 감시
헬리콥터에는 많은 수량의 베어링이 사용되고 있으며, 그중에서 특히 중요한 베어링은 진동센서를 이용하여 그 상태를 감시하는 것이 권고됩니다. 윌콕슨사에서는 극심한 환경에서 안정적으로 운전될 수 있는 진동 센서를 공급하고 있으며, 본 문서는 그 활용 예를 설명한 것입니다.Category: wilcoxon_applicationPosted by: incosys
주요 헬리콥터 제작사에서는 환경조건이 좋지 않은 헬리콥터에서도 그리스유로 윤활 되는 동력전달 장치의 베어링 건전성을 감시할 수 있는 가속도 센서가 필요합니다. 가속도계는 로터 회전경사판과 꼬리 날개 구동용 베어링 하우징에 설치됩니다. 회전경사판에 설치되는 센서는 헬리콥터가 운항할 때 매우 강한 바람에 노출됩니다. 또한, 꼬리 날개로의 동력 전달 계통에 설치되는 센서들은 그리스유의 온도와 유압 작동유에 노출됩니다.
솔루션
초기에는 진동을 측정하고자 하는 경우에 한해서 센서를 설치하고 일반적인 경우에는 취외하여 운영하였습니다. 이런 과정의 목적은 센서의 손상을 방지하고 양호한 신호 취득을 보장하기 위함이었습니다.
헬리콥터 제작사의 시험 엔지니어는 다음과 같이 언급하고 있습니다. “측정된 진동 신호는 매우 강하며, 실제 사용할 진동 신호는 헬리콥터가 가지고 있는 강한 노이즈의 영향을 제외하여야 하였습니다. 처음으로 선정된 윌콕슨사의 센서를 진동 가진 장치에 설치하고, 고온과 저온 상태를 반복적으로 가하면서 가진 하였습니다. 이러한 극한 상황에서도 센서는 정상적으로 동작하였습니다.” 이 시험 후에 헬리콥터 제작사는 더 이상 센서 영구적으로 설치하도록 하였으며, 이후로는 센서의 외부적인 손상도 감소하게 되었습니다.
베어링이 설치된 곳은 청결한 환경이 아닙니다. 베어링은 그리스유나 다른 형태의 액체 또는 습기에 노출됩니다. 센서를 영구적으로 설치하기 전에 헬리콥터 제작사의 엔지니어는 이러한 환경이 센서에 미치는 영향을 시험하였습니다. 먼저 그리스유와 유압 작동유 등을 혼합한 용기에 센서를 설치하고, 온도 시험용 챔버에서 1주일간 시험을 진행하였습니다. 센서는 외부 색깔만 변하였을 뿐 진동의 측정은 정상이었습니다.
윌콕슨사의 908TS-1과 908TS-2 케이블 일체형 진동 센서는 특별히 헬리콥터 제작사의 규격을 만족하도록 개발되고 제작되었습니다. 이후 윌콕슨 연구소에서는 모든 센서를 극한의 환경에서 사용할 수 있도록 개발하였습니다. 이러한 센서들은 매우 가혹한 설계 규격을 만족시킵니다.
다른 헬리콥터 제작사에서는 자체적으로 개발한 센서를 사용하였는데 이는 전자기파에 대한 보호 (Electromagnetic Interference, EMI) 기능이 없었습니다. 공중에서 감지되는 전파들은 잘못된 진동 값을 측정하는 원인이 되었습니다. 윌콕슨사의 908TS-1과 908TS-2 센서는 EMI에 대한 보호 기능을 내장하고 있어, 전파에 의한 노이즈 영향이 없습니다.
장점
- EMI에 의한 노이즈 영향이 없음
- 화학물질이나 유체에 대한 강건한 구조
- 센서를 영구 설치 하여 중요한 측정치를 항상 이용 가능
- 전기적, 기계적 적용 목적에 부합하는 센서 설계