[비행동역학] Roll Stability에 영향을 주는 요인

목차

●Roll Stability에 영향을 주는 요인

1. 상반각(Dihedral, )
2. 후퇴각(Sweepback)
3. 고익기, 저익기(Wing location on a fuselage)
4. 보조날개(Aileron)
5. 테이퍼 비(Taper ratio)
6. 윙렛(Winglet)
7. 프롭워시(Propwash)
8. 스포일러(Spoiler)
9. 플랩(Flap)
10. 수직 안정판(Vertical Tail)
11. 착륙 장치(Landing Gear)

본문내용

도심의 위치에 영향을 받기 때문이다. 즉, 날개 끝에 추가되는 면적은 큰 Moment arm을 만들고 그로인해 상반각의 효과는 더욱 커지기 때문이다.
6. 윙렛(Winglet)
Figure 9에서 보듯 항공기 날개 끝을 올려주는 윙렛을 통해서도 상반각 효과에 긍정적인 영향을 만들 수 있다.
윙렛을 장착한 날개는 다음과 같은 관계를 만족한다.
여기서, EDA=equivalent dihedral angle
=the height of the winglet
s=, the semi-span
위 식에서 알 수 있듯이 윗렛은 그 높이가 클수록, 날개의 Span이 클수록 큰 상반각의 효과를 만들어 낸다.
7. 프롭워시(Propwash)
프로펠러에서 발생하는 Propwash는 Sideslip의 방향에 의존한다. 프로펠러가 돌기 시작하면, Figure 10에서 보는 바와 같이, 왼쪽 날개 뿌리부분엔 Upwash가 발생하고 오른쪽엔 Downwash가 발생한다. 따라서 양 날개의 받음각의 차이가 발생하고 이로 인한 양력 차이로 Rolling Moment가 발생한다.
시계 방향의 프로펠러 회전은 오른쪽으로 회전하는 Rolling Moment를 만든다.
8. 스포일러(Spoiler)
Spoiler와 Flap을 이용해서도 Roll 방향을 안정적으로 만들 수 있다.
Figure 11에서 보는 바와 같이 Spoiler는 Spoiler 방향으로 회전을 일으키는 변형을 일으킨다. 이러한 Spoiler는 양력을 줄이고 항력을 높이는 역할을 하는데, Yaw Moment 방향과 같은 방향이다.
9. 플랩(Flap)
고양력 장치인 Flap의 변화도 Roll Stability에 영향을 미친다. 특히 Flap effect는 Propwash에 영향을 받는다. 제트기에서는 발생하지 않는다.
항공기 날개 좌·우에 Figure 12처럼 양력 불균형이 발생하였다. 이로 인해 Roll Moment가 발생하였다. 이 때, Flap의 역할로 날개의 양력 중심이 날개 중심부로 모이게 된 것을 알 수 있다. 이는 날개에서 발생한 Moment arm을 줄여 최종적으로 Roll Moment를 감소시키는 역할을 한다.
10. 수직 안정판(Vertical Tail)
가로 방향 안정성에 결정적인 역할을 하는 수직 안정판 또한 Roll Stability에 영향을 미친다.
Figure 10에서 보는 것과 같이 수직 안정판은 항공기에 옆 미끄러짐이 발생하는 동안 Side force를 제공하는 역할을 한다. 만약 수직 안정판이 충분히 크고 공력 중심과 적당한 거리를 가지고 있다면, Rolling 현상에 대해 안정적인 현상을 만들 것이다. 따라서
여기서, =수직 안정판의 공력 중심으로부터 항공기 무게중심까지의 거리
위 식을 다시 쓰면 다음과 같다.
따라서 낮은 받음각 일 때, 수직 안정판은 상반각에 안정적인 영향을 끼친다.
11. 착륙 장치(Landing Gear)
반면 착륙 장치는 Figure 11에서 보는 바와 같이 측풍에 대해 저항을 일으키는 존재로 Roll Stability에 부정적인 영향을 끼친다.

키워드

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