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조종면 사이징(Control Surface Sizing)

문서에서 제 1 장 항공기 설계란 ? (페이지 167-170)

z 뒷전 플랩과 앞전 플랩의 공력 특성:

- Plain Fflap, Split Flap, Slotted Flap: 캠버를 증가시키고 영양력 받음각(Zero-Lift Angle of Attack)과 최대 양력계수값 증가, 실속각은 감소.

- Fowler Flap 같은 확장 플랩(Extending Flap): Plain Flap 등과 같은 비확장 플랩 (Non-Extending Flap) 특성에 추가하여 양력계수 기울기를 증가시킴.

- Leading Edge Slot: 실속을 지연시켜 실속각을 증가시킴.

- Leading Edge Flap 과 Slat: 실속을 지연시키고 주어진 받음각에서 양력 감소, 양력계수 기울기 증가. 앞전 고양력 장치는 단독으로는 이착륙 시에 양력의 증가에 크게 기여하지 못함. 왜냐하면 앞전 고양력 장치는 높은 받음각에서만 효과가 크기 때문. 그러나 앞전 고양력 장치는 뒷전 플랩과 병행하여 사용될 때 매우 유용한 결과, 대형 여객기 및 수송기, 기동성이 요구되는 전투기 등에 서 매우 보편적으로 사용되는 고양력 장치.

부여하는 “ Rolling Tail” 을 채택.

z 플랩: 에일러론의 안쪽, 최대 양력계수 값을 크게 하기 위해서는 플랩의 면적이 가능한 커야 함. 이를 위하여 에일러론을 없애고 대신 스포일러 를 채택. 스포일러는 날개 윗면에 플랩보다 앞부분에 위치, 스포일러가 작동된 날개는 양력은 감소하고 항력은 증가하여 롤링 모멘트를 발생시 킴. 스포일러는 공기역학적 반응 특성이 매우 비선형적, 인력 조종방식의 항공기는 롤 조종성의 확보에 어려움.

z 승강타와 방향타: 동체에서 시작하여 꼬리날개 끝까지 또는 90%까지 위 치. 인력 조종방식의 항공기에서는 승강타의 힌지선은 대부분 동체 중 심선에 수직하게 설계되어야 하는데 이는 하나의 Torque Tube 로 좌우의 승강타 동시 구동과 승강타의 플러터 현상 억제. 혹은 수평 꼬리 날개 전체가 구동되는 전동익으로 수평 꼬리날개의 받음각을 직접 변화조종.

그림 7.13 에일러론 크기의 통계적 경향

z 플러터 : 공기력에 의해 조종면이 빠르게 진동하는 현상. 조종면 파괴 또 는 전체날개의 파괴를 초래. 플러터 현상은 질량 균형(Mass Balancing) 이나 공기역학적 균형(Aerodynamic Balancing)으로 완화시킬 수 있음.

z 질량 균형 : 힌지선 후방의 질량에 맞대응하는 질량을 힌지선 전방에 부 착하는 매우 효과적인 플러터 감소 방법. 이 방법은 중량 증가를 가져오 므로 중량 증가를 최소화하기 위해서는 균형 질량이 가능한 힌지선에서 멀리 위치하도록 설계, 형상의 제약으로 한계.

z 공기역학적 균형 : 돌출된 부분으로 부여하는 방식(그림 7.14(a)), 힌지선 전방의 부분으로 부여하는 방식(그림 7.14(b)).

z 에일러론의 경우 또는 고속기의 모든 조종면: (a)방식은 부적절,, (b) 방 식에서는 힌지선이 전방에서 전체 조종면의 20% 이내.

그림 7.14 수직꼬리날개의 공기역학적 균형

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