날개의 분류기준을 작성하고 그 분류기준에 따른 날개의 종류를 기술하여라

소개글

날개의 분류기준을 작성하고 그 분류기준에 따른 날개의 종류를 기술하여라에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 날개의 장착 위치에 따른 분류
ⅰ. 고익기(Hight Wing)
ⅱ. 저익기(Low Wing)
ⅲ. 중익기(Mid Wing)

Ⅱ. 날개의 모양에 의한 분류
ⅰ. 직사각형 날개
ⅱ. 타원형 날개
ⅲ. 테이퍼형 날개
ⅳ. 뒤젖힘형 날개(후퇴익)
ⅴ. 앞젖힘형 날개(전진익)
ⅵ. 삼각형 날개(델타익)
ⅶ. 가변형 날개

본문내용

러나 기동성과 양력 특성면에서는 괜찮지만, 동체 중앙에 날개가 연결되어 날개 뿌리 부분을 더욱 튼튼하게 보강하여 무거워진다는 단점이 있다.
[그림1] 날개의 장착위치에 따른 분류
Ⅱ. 날개의 모양에 의한 분류
[그림2] 날개의 모양
ⅰ. 직사각형 날개
직선익은 저속에서 안정성이 우수하고, 날개 끝부분에 실속이 잘 걸리지 않는 특성이 있다. 하지만 날개 끝 내리흐름이 커서 구조적 안정성이 낮고, 유도항력이 커서 1차 대전 이후에는 자취를 감추었다. 하지만 직사각형 모양이라서 쉽고 값싸게 재작할 수 있기 때문에 속도가 빠르지 않은 저속 항공기, 특히 경비행기의 날개로 주로 사용하기도 한다.
ⅱ. 타원형 날개
타원익은 직선익과 특성이 유사한데, 날개에서 발생되는 이상적 양력 분포에 맞춰 날개를 설계했기 때문에 직선익보다 전체적으로 더 양력효율이 높다. 그리고 내리흐름의 크기가 전 날개에 걸쳐서 일정하기 때문에 실속 성능과 유도항력제어 성능이 우수하다. 하지만 타원형이라서 구조적으로 제작이 어렵기 때문에 거의 사용하지 않는다.
ⅲ. 테이퍼형 날개
직선익의 단순한 구조와 타원익의 공기역학적인 특성을 절충한 날개가 테이퍼익(taper wing)이다. 테이퍼익은 날개가 끝으로 갈수록 좁아진다. 날개 뿌리와 날개 끝 시위의 비는 테이퍼비(taper ratio)라고 한다. 테이퍼익은 2차대전 중 많은 전투기가 채택하여 그 성능을 입증했다.
날개 끝으로 갈수록 시위가 작은 테이퍼익을 사용하는 이유는 양력 특성에 따른 구조적인 이유 때문이다. 만약 날개와 동체의 연결 부분이 날개 끝보다 좁으면 무게가 집중되는 연결 부위의 강도를 크게 높여야하기 때문에 구조상의 문제가 발생하게 된다.
테이퍼익은 초음속에서 성능이 우수한 편이기 때문에 현대 제트전투기에서 다시 재평가되고 있다.
ⅳ. 뒤젖힘형 날개(후퇴익)
후퇴익(swept wing)은 직선익에 비해 직진비행에서 안정성이 우수하며, 항력이 적게 발생한다는 특성이 있다. 특히 음속 돌파 시 충격파 발생을 지연 시켜주기 때문에 다른 형태의 주익보다 더 쉽고 더 빠르게 항공기를 음속에 도달할 수 있게 해준다.
후퇴익을 기체 진행 방향으로 자르게 되면 에이포일의 두께는 더욱 얇아지는 효과를 갖게 된다. 이렇게 되면 초음속 비행에 더욱 유리하게 되기 때문에, 후퇴익은 초음속 성능이 요구되는 전투기에 주로 적용되어왔다.
하지만 후퇴익은 고유의 단점을 갖고 있다. 후퇴익의 특성상 날개 위를 흐르는 공기는 날개의 바깥쪽으로 흐른다(out flow). 따라서 날개 뿌리에서 와류가 계속 합쳐져 날개 끝 부분에 이르러서는 양력이 거의 발생하지 않는 상태에 빠지게 된다. 즉, 날개 뿌리 부분을 상승시켜 기수가 갑자기 들리는(pitch up) 현상이 일어난다. 또한 날개 끝 실속은 날개 끝에 위치한 에일러론의 작동도 방해한다. 그래서 이러한 후퇴익의 단점을 보완하고자 초기의 후퇴익 전투기들은 날개에 경계층판을 붙이기도 했다.
ⅴ. 앞젖힘형 날개(전진익)
전진익(forward swept wing)은 양력을 발생시키는 주익의 좌우 끝이 동체에 붙어있는 날개 뿌리보다 앞쪽에 있는 날개를 말한다.
전진익은 후퇴익과 마찬가지로 고속비행에 유리하다. 그러나 후퇴익과 반대로 전진익은 불안정성이 높다. 따라서 전진익은 안정성을 우선시하는 항공기에는 적합하지 않지만, 기동성을 우선시하는 전투기에는 적합하다.
전진익은 고속으로 비행할 경우 날개에 걸리는 불안정한 하중이 지속적으로 증가하여 날개가 뒤틀리거나 끊어지는 발산현상(divergence)이 일어나기도 한다. 이처럼 전진익은 불안정한 하중의 증가로 날개가 뒤틀리거나 끊어질 수 있는 단점이 있다.
또한 전진익은 후퇴익과 반대로 날개 안쪽으로 기류가 흐르기(in flow) 때문에 날개에서 발생하는 충격파가 날개 뿌리로 모이게 된다. 이는 고속비행 시 날개 뿌리 근처의 구조 피로도를 증가시킨다.
ⅵ. 삼각형 날개(델타익)
델타익(delta wing)은 음속 이상의 고속비행에 사용할 목적으로 개발한 날개이다. 아음속 이하로 비행하는 항공기는 작은 후퇴각으로도 충분하지만, 마하 2급 이상의 고속비행을 목적으로 한다면 60도 이상의 후퇴각을 갖는 날개가 적합하다. 하지만 60도 이상의 후퇴각을 주면 구조적으로 날개를 제작하기가 어렵기 때문에 이러한 문제를 극복하기 위해서 델타익이 탄생하게 되었다.
델타익은 앞전의 후퇴각이 크면서도 날개의 중심 뼈대인 날개보(spar)가 날개의 뒷전을 동체와 직각으로 가로지를 수가 있기 때문에 날개를 매우 강하게 만들 수 있다는 장점이 있다. 하지만 주익의 가로세로비가 작기 때문에 저속 순항 시 유도항력이 크게 발생하여 안정성과 기동성이 떨어지는 단점이 있다.
그리고 플랩과 같은 일반적인 고양력장치를 쓸 수 없기 때문에 착륙시 부족한 양력을 보완하기 위해 고받음각 상태로 착륙해야만 한다는 것도 큰 단점이다.
ⅶ. 가변형 날개
가변익(swing wing/variable geometry wing)은 항공기의 속도에 따라서 날개의 모양을 바꾸어 각 날개의 장점을 최대한 활용한다는 개념의 날개이다. 가변익은 저속 시에는 양력 특성이 우수하고 안정된 비행 성능을 제공하는 직선익 형태를 갖추고, 천음속에서나 음속을 돌파할 때는 후퇴익을, 초음속일 때는 수평미익과 연계해 델타익과 같은 날개 형태를 유지한다. 따라서 전체 속도 대역에서 양호한 비행 특성을 보인다는 장점이 있다.
장점만 본다면 가변익은 이상적인 날개 형태라고 할 수 있으나, 실제로는 날개 연결 부위의 작동장치와 강도 문제로 기체의 무게가 증가되어, 고정익에 비해 성능 향상이 크다고 볼 수는 없다. 가변익은 날개를 움직이기 위한 복잡한 시스템이 필요하기 때문에 항공기 가격이 비싸고 유지비용이 많이 들어 일부 전투기 기종만 채용하고 있다.
[그림3] 가변형 날개
[출처]
http://heliblog.tistory.com/467
http://cafe.daum.net/_c21_/bbs_search_read?grpid=VRr&fldid=8KR1&datanum=235
http://scent.ndsl.kr/sctColDetail.do?seq=4282

키워드

날개의 분류기준,   날개의 종류,   타원형 날개,   날개의 분류기준을