바다위도 문제없이 기동하는 해상헬기의 비밀
조회수 2018. 3. 14. 17:23 수정
육상용 헬리콥터와 해상용 헬리콥터의 차이점!
내해수처리(부식방지 처리)에 관하여
항공기는 크게 날개가 고정되어 있는 고정익 항공기, 날개가 회전하는 회전익 항공기로 분류 된다. 회전익 항공기는 우리가 흔히 말하는 헬리콥터(Helicopter)를 의미한다.
이러한 헬리콥터는 목적에 따라 공격용 헬리콥터, 수송용 헬리콥터 등으로 구분할 수 있다. 또한 운용 환경에 따라서는 육상 환경에 주로 운용되는 육상용 헬리콥터, 해상 환경에서 운용되는 해상용 헬리콥터로 구분된다.
이번 글에서는 육상용 헬리콥터(그림. 1)와 해상용 헬리콥터(그림. 2)의 차이점인 내해수처리에 관해 설명한다.
그림1. 육상용 헬리콥터
수리온
치누크
그림2. 해상용 헬리콥터
링스
와일드캣
우리나라 육군에서 운용하는 육상용 헬리콥터로는 수리온(KUH-1), 치누크(CH-47), 코브라(AS-1S) 등이 있으며, 해군(해병대)에서 운용하는 해상용 헬리콥터로는 와일드 캣(AW-159), 링스(MK99), 상륙기동헬기(수리온 파생형 헬리콥터, MUH-1) 등이 있다. 상륙기동헬기는 육상용 헬리콥터인 수리온을 해상용으로 개조하여 만든 항공기로 수리온 항공기에 각종 추가 장비 및 내해수처리를 추가하였다.
상륙기동헬기 마린온
① 내해수처리란?
내해수처리는 일종의 부식방지 처리라 할 수 있다. 자동차에서도 표면의 부식을 방지하기 위해서 강판에 아연 도금을 하거나 Paint 처리를 하고 차량 하부도 언더커버 등을 사용하여 수분 및 이물질의 침투를 막는다. 해상용 헬리콥터는 차량보다 더 가혹한 환경에서 운용된다. 주로 바다에서 운용되므로 염분과 수분이 높은 환경에 노출 되고 부식이 발생 될 확률이 높아진다. 실제로 해상 작전을 주로 수행하는 해상초계기(P3-C)의 전방착륙장치에서도 그림. 3과 같은 부식이 발생했다.
P3-C 착륙장치 부식 사진
이러한 부식은 항공기의 구조건전성에 치명적인 결함을 야기하는 원인이며, 항공기의 안전성을 저해하는 요소이다. 그러므로 내해수처리는 부식의 발생 요건을 제거해주는 방식으로 수행된다. 내해수처리에는 내식성 페인트의 사용, 리벳 작업 시 Sealant 처리, 외부 돌출 부위 돔형태의 Sealant 처리 등이 있으며, 항공기 기체에 수분 및 염분의 영향이 최소화되도록 한다.
② 내해수처리 방법
육상용 헬리콥터와 해상용 헬리콥터의 내해수처리 방법 차이를 수리온과 상륙기동헬기의 사례로 간단하게 살펴보면 다음과 같다. 수리온은 외부 돌출 볼트 및 너트에 대해 Topcoat(Paint)만 적용되어 있으나, 상륙기동헬기는 Overcoat를 추가하고 그 위에 Topcoat가 적용돼 있다. 또한 정비를 위한 탈착이 잦은 Fastener에 대해서 수리온은 부식방지 컴파운드만 적용되지만, 상륙기동헬기는 Hole에 프라이머를 적용한 후 부식방지 컴파운드를 적용한다. 전기적 연결을 위한 커넥터, 와이어에도 상륙기동헬기는 전기 부식방지 컴파운드가 추가로 적용된다. 이렇게 해상용 헬리콥터에는 내해수처리가 추가로 적용 된다. 아래 4가지는 내해수처리의 대표적인 방법이다.
- 페인트 처리: Primer 처리만 수행 된 곳에 Paint 작업 수행
* Primer : 원자재의 보호 및 Paint의 접착력을 높이기 위해서 사용하는 도료
- Fillet 밀봉 : 접합면의 가장자리를 Sealant를 사용하여 둘러주는 방법
- Wet 장착 : Fastener 체결 시, Fastener 표면에 Sealant를 도포하여 체결
- Overcoat 장착 : 주로 외부로 돌출된 Fastener에 적용하며, Fastener 전체에 Sealant를 도포하여 돔형태로 만들어주는 방법
이 중에서도 특히 도장(Paint)과 밀봉(Sealing)이 중요하다. 도장의 방법으로는 Primer 처리, Topcoat (Paint) 처리, 고체윤활제, 테프론 도장 등이 있으며(그림.4), 이중 Primer와 Topcoat가 주요한 도장의 방법이다.
그림4. 내해수처리 방법(도장)
Primer 처리
내식성 Paint 처리
Primer는 주로 Topcoat 도장 전에 적용하며, 내식성이 매우 강한 것이 특징이다. Primer를 0.0006 inch 두께로 적용 시 5% 염수에 2,000시간 이상을 견딜 수 있는 내식성을 가진다. Topcoat는 환경(비/자외선/윤활유 등)에 대한 내성이 강하며, 가장 바깥쪽 부위에 적용된다.
고체윤활제는 액체 윤활을 하기 힘든 부분에 적용되며, 테프론 도장은 페인트의 마모가 우려되는 부위에 적용한다. 밀봉은 우리가 일상에서 창틀이나 틈새에 실리콘 작업을 하는 것과 유사하다. 항공기에 적용되는 밀봉의 방법으로는 Fillet, Wet, Overcoat 등이 있다(그림. 5).
그림5. 내해수처리 방법
Fillet 밀봉
Wet 장착
Overcoat
Fillet 밀봉방법은 해상용 헬리콥터에만 적용되는 것은 아니며, 육상용 헬리콥터에도 동일하게 적용된다. 다만, 해상용 헬리콥터에서는 적용 부위가 육상용보다 넓다. Wet, Overcoat 장착법 역시 Fillet과 동일하게 육상, 해상 모두 사용되지만 해상용 헬리콥터에서는 거의 모든 외부의 Fastener에 적용된다.
③ 실제 내해수처리 후 검증(그림. 6)
상륙기동헬기는 국내에서 최초로 개발된 해상용 헬리콥터로 미국방성 내해수처리 규격서, 해상용 헬기 실제 사례 등을 참조하여 내해수처리를 적용했다. 이에 대한 실제 검증은 ASTM 규격에 따라 이루어졌다. 시험은 내해수처리 적용방법에 따른 각각의 시편을 만들어서 수행하였으며, Fillet 밀봉, Wet 장착 및 Overcoat, 우레탄 페인트 등을 적용하였다. 최종 시험 결과는 규격에서 요구하는 조건을 모두 통과하였다. 그리고 실제 항공기 기체에서 부식취약부위를 선정한 후 해당부위에 모두 내해수처리를 적용했다.
그림6. 내해수처리의 검증 시험과정
< ①시편준비 단계 >
< ②완성된 시편 >
< ③시편 장착 >
< ④염수분무 시험 >
이번 글에서는 해상용 헬리콥터에 적용되는 내해수처리에 대해서 알아보았다. 상륙기동헬기는 위에서 언급했던 모든 내해수처리가 적용된 최초의 해상 작전용 국산 헬리콥터로, 군에서 원활한 작전을 수행 중이다. 국내 최초로 연구·적용한 내해수처리 사례는 향후 해상용 헬리콥터 개발에 중요한 자료가 될 것이며 회전익 항공기 개발의 밑거름이 될 것이다.
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