W W
W W W
W = + + +
) /
( ) /
(
0
1
o e
o f
payload crew
W W
W W
W
W = − W + −
3.1.2 공허 중량 추정
설계 이륙총중량에 대한 공허 중량비의 값(We/W0): 통계적인 식
vs C o
e
W AW K
W /
0=
(3.4)여기에서
K
vs= 1.04 if variable sweep, 1.00 if fixed sweep그림 3.1 공허 중량비의 경향
경험식의 매개변수(A, C):
- 지수 C 는 음의 값, 이륙 총중량이 증가하는 경우 공허 중량비 감소 - 가변익의 경우 표 3.1 에 주어진 값에서 설계이륙총중량이 대략 4%정도
증가
- 그라파이트-에폭시와 복합소재 채택 항공기의 경우, 전통적인 알루미늄 합금재 항공기 대비 공허 중량비의 통계치의 0.95
- 유리섬유와 같은 일반적인 복합소재 자작(Home-Built) 값을 사용하면 된다. 항공기의 경우 알루미늄 합금재에 비해 공허 중량비의 0.85
-
표 3.1 설계 이륙총중량비에 대한 공허 중량비의 통계적인 경향
A C
Saiplane-unpowered 0.86 -0.05 Sailplane-powered 0.91 -0.05 Homebuilt-metal/wood 1.19 -0.09 Homebuilt-composite 0.99 -0.09 General Aviation-single
engine 2.36 -0.18
General Aviation-twin engine 1.51 -0.10 Agricutural aircraft 0.74 -0.03 Twin turboprop 0.96 -0.05 Flying Boat 1.09 -0.05 Jet Trainer 1.59 -0.10 Jet Fighter 2.34 -0.13 Military cargo/bomber 0.93 -0.07 Jet Transport 1.02 -0.06
3.2.3 연료 무게 추정
- 각 임무를 수행에 필요한 임무연료 무게: 수행되어야 할 설계임무, 항공 기의 공기역학적 특성, 엔진의 비연료소비율
- 민간 또는 군용 규격에 따른 예비연료: 안전상 20-30 분의 로이터링 (Loitering) 연료, 인접공항으로 기착하기 위하여 순항속도로 일정시간 비행할 수 있는 연료, 미연방 항공규정 범용항공기의 경우 30 분 순항용 추가연료 의무
- 연료탱크에서 빼낼 수 없는 갇힌 연료무게(Trapped Fuel) 등을 합산
1. 설계임무 형상
그림 3.2 초기 사이징을 위한 임무 형상의 예
z 단순한 순항:
- 기착예정 공항의 폐쇄 고려, 안전상 20-30 분의 로이터링(Loitering) 연 료 추가
- 인접공항으로 기착하기 위하여 순항속도로 일정시간 추가비행 연료 - 미연방 항공규정, 범용항공기의 경우 30 분의 순항용 추가연료 의무적
z 제공권 확보 임무 형상:
- 순항 후 수회의 선회, 수분의 최대가속, 기총 또는 미사일의 발사로 이 루어지는 무장투하, 발진기지로의 귀환을 위한 순항, 그리고 로이터 - 무장을 투하하지 않은 경우를 가정하여 연료 무게를 추정, 그 이유는 유
리한 경우보다 불리한 경우를 고려 z 저공침투 항공기 임무 형상:
- 목표점에 접근하면 생존성 고려, 지상에서 수백 피트 고도로 돌진비행 - 이 경우 공기역학적 효율 및 엔진의 효율 저하로 연료소비 증대
z 전략폭격기의 임무 형상:
- 초기 순항 후 “ R” 로 표현되는 공중재급유 후 이차 순항
2. 단위임무의 무게비:
Wi / Wi-1: 각 단위임무 수행시 (임무수행 후의 무게) / (임무초기의 무게)
전형적인 임무 형상: (1)이륙, (2)상승, (3)순항, (4)로이터(Roiter) (5) 착륙 초기 중량(Wo): 이륙 총중량, W1: 이륙후의 총중량,
W2: 순항고도까지의 상승 후의 총 중량, W3: 순항 후의 총 중량 W4:로이터 후의 총중량, W5 : 착륙 후의 총 중량
- 모든 임무를 수행한 x 번째 단위임무의 무게비(Wx/Wo)가 계산되면 필요 한 전체 연료가 구해진다.
- 웜업 및 이륙, 상승, 그리고 착륙의 단위임무에 대한 무게비(Wi/Wi-1) 대
한 전통적인 통계치 (표 3.3)
-
(Wi/Wi-1) 웜업 및 이륙 0.970
상승 0.985
착륙 0.995
z 순항임무 무게비: Breguet 의 항속거리 공식
) / exp (
1
V L RC D
W W
i
i
= −
− (3.5)
여기서
R
= 순항거리,C
= 비연료소모율 (Specific Fuel Consumption), V = 대기속도, L/D = 양항비z 로이터 무게비: Breguet 의 항속시간 공식 이용