스크랩 민간 STOL 경량 항공기의 이해Charon

[서눙이]

STOL 항공기의 이해:
현대 단거리 이착륙 항공기의 설계

"Form follows function"
By Chris Heintz

현대 사회는 항공 덕분에 점점 좁아지고 있다. 항공산업의 발전은 목적지에 빠르게 도달하는것 뿐만이 아니라 우리 주위에 새로운 흥미거리들을 만들어 주었다. 고성능의 항공기도 항공에서의 하나의 흥밋거리이겠지만 나는 자신의 항공기를 날리면서 얻는 재미와 자유, 흥분이 항공분야에 사람들이 흥미를 갖는 이유라고 생각한다. 사람들은 항공기가 대륙을 넘나드는 능력은 원하지만 또한 하늘을 날면서 경치를 즐기기도 원한다.

Piper Cub와 같은 유명한 항공기는 단지 과거의 유산이 아닌 현재도 계속 성장하고 있지만 이러한 기체들은 단지 과거의 향수를 자극하는 것이 아닌 평범함 재미와 쉬운 비행, 잔디밭에서의 운용능력 때문이다. 그러나 이러한 오래된 항공기들은 낡은 설계 때문에 전자시스템, 복좌형 좌석, 전 금속제 구조, 조향 앞바퀴등과 같은 현대의 새로운 장비들을 적용 할 수 없다. 또한 당연히 고전적인 항공기들은 감항성을 유지하기 위한 많은 정비와 희귀성을 가지고 있다.

대부분의 개인 파일럿들은 언제 어디서든 원하는 때에 비행하기를 원하고 더 재미있는 비행과 쉽고 즐거운 비행, 편의성, 넓은 시야, 낮은 운용비용은 원한다. 장거리 비행을 할 때에는 목적지가 중요한 요소이다. 그러나 STOL(단거리 이착륙 : Short-Take-Off and Landing)항공기는 전세계 어디든 활주로만 있다면 어디든지 이동할 수 있는 능력이 있다. 또한 짐을 실을 수 있다면 우리가 원하는 캠핑 도구 같은 짐들은 운반할 수 있고 수륙양용의 플로트를 장착한다면 물이 있는곳 어디서든 항공기를 운용 할 수 있는 자유가 생기게 된다. 물론 STOL 항공기는 또한 집 뒤뜰에서 항공기를 운용 할 수도 있게 할 수 있다. 자동차 분야에서 SUV(다목적 차량 : Sport Utility Vehicles)가 점점 더 인기 있어지는 만큼 개인 파일럿들은 그들의 항공기에서 최대의 다목적성을 찾는다.

S T O L C H 8 0 1

초경량 항공기나 소형 조립 항공기는 쉽고 싼 비용으로 비싼 STOL 항공기의 성능을 발휘 할 수 있어서 저속, 저고도 비행에 많이 사용되고 있지만 초경량 항공기는 타고난 많은 제약 - 속도의 한계, 적은 탑재용량, 낮은 편의성, 비행 풍속제한 - 때문에 성장에 한계를 가지고 있다.

오늘날 항공역학, 구조역학 분야에서 얻어진 지식들과 항공기의 공탄성적인 관계, 최근 발전하고 있는 인간공학, 효율성과 신뢰성 높은 경량의 엔진들로 인해 이러한 분야의 진지한 연구에 관심이 있는 누구나 2~4인승의 소형 항공기를 제작하는 것이 쉬워 졌다.

전문적인 경량 항공기 설계자가 매우 적던 80년대 중반 나는 현대 항공기의 특성을 갖으면서 초경량항공기의 장점을 살린 소형 조립 항공기를 개발 하기로 하였다. 이렇게 개발된 STOL CH 701은 짧고 거친 활주에서 운용 할 수 있는 능력과 만족할 만한 순항성능, 높은 측풍성능, 우수한 가시성, Side by Side 방식의 편안한 좌석, 견고한 전 금속제의 기체를 갖으면서 제작과 정비가 쉽도록 요구되었다. CH 701의 설계는 매우 성공적이었고(400대 이상의 CH 701이 비행중이다.)그 뒤 나는 4인승의 다목적 버전인 STOL CH 801(1998년 소개)를 개발 하였다.

내가 설계한 STOL 디자인은 비정상적인 형상 때문에 때때로 'Ugly'(추녀 -역자주)라고 불리기도 하지만 몇몇의 관점에서 아름답게 보이는 독특한 형상이나 고 효율성의 공기역학적 설계 특성등을 가지고 있다. 이제부터 내가 STOL 항공기를 설계할 때 적용한 기본적인 설계 개념에 대하여 설명 하겠다. :

POWER

현재 존재하는 항공기 엔진중 가장 강력한 엔진을 사용하는 것이 단거리 이륙 성능을 얻는데 가장 간단한 방법이다.(충분한 엔진 출력은 짧은 거리에서 이륙을 가능하게 한다.) 그러나 이러한 엔진은 원하는 출력을 얻기 위해서는 매우 많은 양의 연료를 소비하고 가격도 비싸며 또한 STOL 능력이나 저속 비행능력을 얻기 힘들다 또한 무거운 엔진과 연료를 탑재하기 때문에 충분한 탑재 능력을 얻을 수 없다. 나의 경험으로서는 2인승 항공기에는60~100HP정도의 엔진을 탑재하고 4인승의 1000파운드 정도의 탑재 능력을 가진 항공기에는 150~200HP정도의 엔진을 탑재하는 것이 가장 효율적이다. 엔진 제작자가 아닌 나 같은 항공기 설계나 제작자는 주위에 존재하는 이용하기 편한 엔진을 사용해서 항공기를 제작하는 것이 일반적이다. 조립 항공기의 유연성과 저 비용을 유지하기 위해서는 설계자는 제작자가 주변에서 쉽게 구할 수 있는 엔진을 사용 할 수 있도록 엔진 탑재의 유연성이 있도록 설계 하여야 한다.

WING

실제의 STOL 항공기는 매우 저속에서 비행이 가능해야 한다. 또한 동시에 장거리 순항 비행이 가능하도록 일정한 속도도 얻을 수 있어야 한다. 엔진 다음의 거대한 난관은 큰 양력계수로 가능한 적은 날개를 사용하고 가능한 낮은 속도로 이착륙을 할 수 있도록 설계 하는 것이다. 비교적 짧은 날개는 항공기가 장애물이 많은 교외의 공항에서 보다 쉽게 Taxi 할 수 있고 격납고의 공간도 적게 차지하며 제작과 강도유지에도 더 용이하다.

에어포일에서 양력계수가 최대가 되었을 때 날개에서의 공기의 흐름이 더 이상 앞전을 돌지 않고 날개 상면에서 박리가 발생하는 실속이라는 현상이 발생한다.

그림 1 –에어포일의 실속

고 받음각시 날개의 실속을 지연 시키고 낮은 실속 속도를 얻기 위해 많은 항공기들은 날개 뒷전에 고양력 장치의 일종인 플랩을 장착하고 소수의 항공기는 날개 앞전에 슬랫을 장착한다. 아래의 그림은 플랩과 앞전 슬랫을 사용했을 때의 날개 양력 계수의 증가를 보여준다.

그림 2 – 받음각에 따른 양력계수

T만약 날개 전체에 비교적 간단한 장치인 플랩이나 슬랫은 장착한다면 양력계수는 두배정도 커질 수 있다.

Leading Edge Slats

앞전 슬랫은 하부의 공기를 넓은 입구로 흡입하여 깔대기 모양의 터널로 통과 시켜 벤츄리 효과로 인해 빨라진 공기를 날개 상면의 좁은 출구로 배출하여 공기의 흐름을 날개 상면으로 끌어들여 30도 이상의 받음각에서 실속을 방지하는 효과를 갖는다. 이러한 앞전에서의 흡입은 높은 양력계수와 고 받음각에서의 실속을 방지 해준다. 그러나 슬랫에서 공기를 가속시키는데 필요한 에너지로 인해 항력을 발생 시키는 단점이 있다. 이러한 요소 때문에 항공기 설계자들은 실축성이 있는 장치를 사용하여 저속이 필요할 때(이륙 시나 최초 상승, 착륙 시)만 사용하고 고속 시에는 슬랫을 닫아 항력을 줄이는 방식으로 설계한다.

그림 3 – 앞전 슬랫

슬랫의 작동에는 여러 방법이 있는데 한 가지는 슬랫을 롤러 레일에 장착하여 고 받음각 시에는 앞전 주위의 공기력에 의해 슬랫이 개방되고 순항 시(저 받음각 시에)는 슬랫이 닫히는 방식을 사용하기도 한다. 이러한 방식은 상대적으로 간단하고 경량화 시킬 수 있지만 돌풍이 부는 날씨에서는 돌풍에 의해 한쪽의 날개에 슬랫만이 개방될 수 도 있다. …!

그래서 양쪽 날개의 슬랫을 기계적으로 연결하여 비대칭적인 슬랫의 개방을 방지하기도 한다. 그러나 슬랫을 기계적으로 연결하면 무겁고 기계적으로 복잡해진다. 슬랫의 설치를 고려할 때는 슬랫을 설치함으로서 얻는 양력의 증가폭이 장치를 설치하는데 들어가는 무게보다(추가 비용이나 복잡성은 제외하고)커야만 한다. 파일럿이 슬랫의 작동을 조종하는 시스템은 위에 언급된 시스템과는 다른 방식의 접근이다. 그러나 똑같이 무게와 복잡성의 증가라는 결점이 있다.

그림 4 – 고정앞전과 슬랫의 항력비교

그러나 간단한 해결책이 있다. 비행중에 발생하는 항력의 양은 슬랫을 통과하는 공기의 양에 비례하여 증가한다. 이착륙시에는 최대의 양력이 필요하고 순항시에는 최소의 항력이 요구된다. 주익의 뒷전에 위쪽으로 꺽인 작은 플랫을 만들어 준다면 순항 비행시에는 앞전에서의 날개의 상, 하면의 공기의 압력의 차이가 발생하지 않아 공기는 슬랫을 통과하지 못하고 이에따라 항력이 발생하지 않는다. 그림4는 날개 디자인에 따른 양력계수와 항력에 대한 도표를 보여준다.

그림에서는 슬랫과 플랩을 사용하는 것이 저속 시 필요한 고 양력과 순항 시 적은 항력이 발생함을 보여준다. 이러한 방법은 앞전 슬랫을 움직이는 기계적 구동장치 없이 가볍고 고효율의 주익을 만들 수 있다. 그러나 이러한 방법의 단점은 경제 순항 속도의 범위가 좁다는 단점이 잇지만 STOL 항공기에 사용하는 가장 효율적인 날개 설계 방법이다.

그래서 나는 CH 701과 CH 801에 이러한 고정식 슬랫을 장치해서 신뢰성 높고 저렴하고 가벼운 고효율의 날개를 만들 수 있었다.

또한 두께가 두껍고 짧은 날개를 적용해서 무게에 비해 가장 강한 형태의 날개를 만들 수 있었고 테이퍼 각이 없는 직선익으로 제작과 조립을 편하게 만들었다.

Wing Tips

Hoerner형 윙팁이 추가적인 무게 증가 없이 8‘에서 1ft정도의 날개 효율 증가를 가져오기 때문에 대부분의 경량 항공기에 사용되어 왔었다. 우리가 잘 아는 것과 같이 날개의 아래부분은 압력이 높고 날개의 위쪽이 압력이 낮기 때문에 양력이 발생하고 항공기의 비행이 가능하다. 날개의 끝쪽에서는 날개 아래쪽의 높은 압력이 날개 위쪽의 낮은 압력쪽으로 진행하기 때문에 날개 아래의 공기가 날개 위쪽으로 불어 들어가는 현상이 생긴다. 이러한 현상은 날개의 뒤쪽에 아래의 그림과 같은 와류(공기의 회전운동)를 만들게 된다.

그림 5 – Wing Tip Vortices

직각과 곡선의 윙팁에 따른 와류의 영향

그러나 아래로 처지거나 위로 올라간 윙팁은 와류의 영향을 줄여준다. 드랍 윙팁은 STOL 항공기에 종종 사용되지만 무게가 무거운 단점이 있다.

그림 6 – Drooped / Raised Wing Tips

만약 윙팁을 45도 정도의 각도로 부드럽게 자른다면 2차 흐름은 잘린 곡면을 따라 흐르며 날개 위쪽으로 넘지 못하고 바깥쪽으로 흐르게 될 것이다.

그림 7 – Hoerner Wing Tips

항공기의 성능은 실제 측정된 날개의 길이에 따른 성능이 아니라 날개 끝에서 날개 끝 와류의 회전 중심까지의 거리(효율 날개 길이)로 측정된다. Hoerner형 윙팁은 넓은 실효 날개 길이로 날개를 짧게 설계하거나 무게를 줄이는데 도움을 준다.

CONTROLS

STOL 항공기는 매우 저속으로 비행하기 때문에 기존에 활용하던 속도 영역이 아닌 돌발 상황이 많이 발생하는 상황에서 조종하기 때문에 높은 조종성이 꼭 필요하다. 많은 고양력 경량 항공기들이 이러한 조종성이 부족하여 낮은 실속속도에도 불구하고 기체의 제어를 유지하기 위해 빠른 속도로 비행을 한다.

Flaps, Ailerons, and Flaperons

플렙과 에일러론의 역할을 동시에 수행하는 플렙퍼론이 주익의 전체에 장치되있으면 날개 전체에 플렙에 의한 고양력이 작용하며 에일러론에 의해 높은 롤 조종력이 발생하고 하나의 조종면으로 두가지의 역할을 수행하므로 무게를 절감할 수 있다.

우리가 익히 아는바와 같이 날개를 지나는 공기는 익형과의 마찰에의해 속도가 감소한다. 이렇게 속도가 감소한 공기층을 경계층이라고 하며 경계층은 앞전에서 뒷전으로 갈수록 더두꺼워진다. 또다른 요소는 레이놀즈 효과라고 불리는 효과로 저속에서 경계층이 더 두꺼워지는 현상을 의미한다. 마찰과 레이놀즈 효과에 의해 1/2두께의 경계층이 뒤에서 4~5피트 거리까지 접근한다.

일반적인 모양의 플렙과 에일러론은 매우 낮은 조종효율에도 불구하고 경계층에서 조종면을 큰 각도로 움직이게 되면 공기역학적인 단점이 발생하기 때문에 1~2 〫정도 매우 적은 각만을 움직인다. 이러한 조종성의 손실을 막기위해 주익에서 분리된 소형의 조종면를 플렙퍼론으로 사용해서 주익의 경계층과 후류의 밖에서 가동하게 된다. 덧붙여서 이러한 플렙퍼론 시스템(종종 Junker 플렙퍼론이라 부린다.)은 주익의 아래부분에 있어서 극단적인 고 받음각에서 비행하더라도 주익에 의한 영향을 받지 않은 깨끗한 공기를 계속 공급받기 때문에 언제느 높은 효율의 조종성을 유지할 수 있다. (see 그림 8).

그림 8 – Boundary Layer

Horizontal Tail

또한 일반 항공기가 15~17도 정도의 받음각으로 비행하는데 비해 고양력 날개를 갖은 항공기는 30도정도의 비정상적인 고 받음각으로 비행하기 때문에 꼬리날개가 일반적인 항공기의 꼬리 날개 보다 더 많은 조종력을 내야만 한다. 짧고 매우 대형의 꼬리날개는 매우 큰 음의 양력계수가 필요하다. 이러한 음의 양력계수는 1차적으로 반전된 익형으로 얻어지고 2차적으로는 가상 벤츄리에 의해 얻어진다. 공기역학적 관점에서 벤츄리의 좁은 영역을 통과하는 공기의 압력은 낮아지고 속도는 증가하는 것을 알고 있다. 그림 9.

그림 9, 10 & 11 – Venturi

속도가 증가함에 따라 흐름이 편향될때 흐름이 떨어지지 않고 박리가 지연되는 경향이 있다. 또한 완전한 벤츄리 관이 아닌 절반의 벤츄리(그림 10)만 가지고도 공기의 흐름이 통과하면 완전한 모양의 벤츄리의 효과(그림 11)가 생기게 되고 벤츄리관의 효과에 의해 꼬리날개의 엘리베이터를 지나는 공기의 속도가 빨라지게 된다.

Rudder

내가 설계한 STOL 항공기에는 측풍에 대한 저항성을 높이기 위해 꼬리날개 전체가 움직여 러더의 작용을 하는 형태의 러더(All-Flying Type)를 장착하였다. STOL 항공기는 가끔씩 스톨 속도보다 빠른 측풍이 부는 경우(정말로 실제 일어난다.)가 있는데 이런 측풍을 항공기가 받을 경우 문자 그대로 수직으로 이륙하는 경우가 발생한다. 이러한 All-Flying 형태의 꼬리날개의 또다른 장점은 물리적으로 일반적인 항공기의 꼬리날개와 러더보다 더 작고 짧더라도 동일한 힘을 발생시킬 수 있어 더 작고 가벼운 꼬리날개를 만들 수 있고 일체형으로 제작하므로 제작이 용이하다. 또한 실제 러더로 가동하는 부위가 더 넓어서 스핀회복성능이 높다. 이 러더는 저속에서 효율과 신뢰성을 위해 평판이 아닌 대칭형 익형을 사용하여 만들어 졌다.

STOL설계의 주익은 프로펠러 후류의 영향을 줄이기 위해 주익 뿌리부분의 코드길이를 줄여 설계를 하였다. 꼬리날개 역시 프로펠러 후류의 영향을 줄이기 위해 동체 상부에 장착해 저속에서 높은 성능과 빠른 응답성을 보인다.

Short take-off / Landing

높은 단거리 이착륙 능력을 위해서는 지상이나 지상 근처에서 날개가 높은 받음각을 가져야만 한다 또한 높은 받음각을 얻기위한 일반적인 항공기의 배치가 필요하다. 이러한 높은 받음각을 얻기 위해 착륙장치의 구성을 전방부위를 높게 하는 매우 긴 주 바퀴와 작은 꼬리바퀴 형태의 구성을 사용하거나 후방통체를 들어올리는 삼륜식의 구성을 사용할 수 있다.

그림 12 – Landing Gear Configuration

꼬리바퀴 형태는 지상에서 객실이 기울어져 탑승시 불편하고 긴 주 바퀴의 구조물이 약해지거나 무거워질 수 있고 텍싱이나 이륙시 조종사의 시계가 가려지는 문제가 있다.

그림 13 – Cabin Angle

오늘날 대부분의 항공기들은 좀더 편하고 안전한 삼륜식의 착륙장치를 많이 사용한다. 그리고 거의 대부분의 훈련기들은 삼륜식이다. 측풍 시 꼬리바퀴형이 끊임없는 조종이 필요한데 비해 삼륜식 착륙장치는 지상에서 매우 안정적으로 주행할 수 있고 항공기 보험에도 이런 착륙장치의 형태에 따라 비용이 달라진다.

지상에서 주익의 받음각은 꼬리바퀴식이 최대 양력 받음각을 취하고 있는데 비해 삼륜식은 0도에 가깝다.(그림 12) 따라서 꼬리바퀴형 항공기는 텍싱 시나 외부에 주기 할때 바람의 강도에 따라 매우 민감하게 반응하게 된다.

이런 삼륜식 착륙장치의 장점에도 불구하고 많은 낡은 항공기들의 설계(많은수의 현대 STOL 항공기들 역시)꼬리 바퀴형 착륙장치를 사용하는 가장 큰 이유는 가볍고 강한 앞바퀴의 제작 기술과 자료가 없기 때문이고 많은 제작자들이 착륙장치 구조물에 많은 관심을 기울이지 않기 때문이다.

비포장식의 공항에서 STOL 항공기를 운용할 때는 렌딩기어 시스템은 내구성과 수명이 고려되어져야한다. 단거리 이착륙 성능을 바람에도 불구하고 대부분의 항공기들이 포장된 활주로에서 운용해야야만 하기 때문에 렌딩기어 시스템이 경량항공기의 설계에서 가장 큰 문제점이라고 보여진다.

그림 14 – Landing Gear

내가 설계한 STOL 항공기에서는 간단한 일체형의 켄틸레버형 스프링을 주 착륙장치에 사용하였다. 켄틸레버형 스프링이 가장 가벼운 착륙장치는 아니지만 우수한 비포장 운용능력을 갖고 대형 타이어를 사용 했을 때 내구성도 우수하고 구조적으로 간단하고 정비도 필요없다. 앞 바퀴는 조향이 가능한 구조도 되어있고 러더 페달로 방향을 조절할 수 있고 1개의 고성능 고무를 이용해 충격을 흡수한다. STOL CH 801에 장착한 앞 바퀴는 ZENITH의 CH 2000을 사용했다. 주 착륙장치에는 Toe 브레이크 페달로 작동하는 유압 디스크 브레이크 장착되어 지상 주행시 사용한다. 실제 항공기에 적용해 본 결과 CH 801에 장착된 이러한 착륙장치 시스템은 비행시간이 적은 파일럿이 잔디밭에서의 운용에도 적합한 것으로 보여졌다. 또한 앞 바퀴는 공중에서의 항력을 줄이기위해 구성장치들의 크기를 최소화 하였다.

FUSELAGE

객실은 화물을 싣거나 승객이 탑승하기 위해 최대한의 공간을 확보하기 위해 직사각형의로 만들었고 4인승의 CH 801은 조종사와 한면의 승객이 탑승하거나 두 개의 50갤런 캔을 후방에 탑재할 수 있고 장거리 비행을 위한 충분한 내부 공간을 확보하고 있다. 2인승의 CH 701도 항공기의 크기와 무게에 비해 놀랄만한 내부 공간을 확보하고 있다.

대형의 출입문은 탑승자나 화물을 더 쉽게 객실에 넣을 수 있고 최대한의 시야와 야외의 느낌을 살리고 싶다면 문을 떼고 비행 할 수도 있다.

아마 직사각형의 동체는 그다지 예쁘거나 멋있게 보이지는 않을 것이다. 그러나 직사각형의 동체는 제작이 매우 간단하고 방향안정성과 스핀을 방지해주는 역할을 한다.

CABIN / VISIBILITY

조종사와 승객의 시야는 항공기 설계에서 중요한 요소이지만 설계자들은 종종 이 같은 사실을 관과한다. 특히 STOL 항공기에서 시야가 넓어 저고도 비행 시 제트 여객기 들과 같은 사이즈의 창문에서 볼수 없는 덤불과 같은 장애물을 피하기 쉽다.

개방 되어있는 조종석은 시야를 가리지도 않지만 벌레나 바람, 항공기 주변의 차가운 공기도 막지 않기 때문에 최소한도의 편의성을 위해 상식적인 수준정도로 조종석을 가릴 필요가 있다. 적절히 폐쇄된 객실은 적절한 환기와 난방이 가능하고 항공전자장비와 짐들을 보호해주고 대형의 출입구는 객실로의 접근을 용이하게 해준다.

고익기가 저속, 저고도 비행 시 에는 훌륭한 지상 시야를 제공하기 때문에 멋진 지상경치를 관람할 수 있고 조종사도 한 번도 가보지 않은 곳이라도 안전하게 비행 할 수 있다. 내가 설계한 STOL에서는 날개가 조종석 위에 위치하는 ‘above-cab‘형태의 날개 위치를 선정하였다. 이러한 디자인의 특징은 고익기의 특징인 최대한의 시야와 더불어 날개를 조종사 머리위로 올려 수평의 시야가 증가한다는 것, 객실과 만나는 부분의 날개 두께를 줄이고 조종석을 상부도 창으로 만들어 하늘쪽으로의 시야를 확보 할 수 있다는 점이다. 'skylight'는 고기동 항공기의 조종사에게 중요한 시계를 제공해준다.

그림 15 - Visibility
익근이 줄어드는 날개와 조종석 천장의 창은 선회시 우수한 시계를 제공하며 프로펠러 후류에 영향을 받는 주익의 면적을 최소화해 성능이 향상되고 또한 프로펠러 후류가 직접 꼬리날개에 접하므로 저속시 우수한 조종성을 발휘한다.

이러한 날개 끝을 줄인 ‘above cab’ 형태의 주익의 시계외의 장점은 전면면적을 줄여 항력을 줄이고 프로펠러에서의 후류를 방해하지 않아 꼬리날개에 직접 후류가 접하므로 저속에서 조종성이 증가한다.

대부분의 현대 항공기에서는 사이드-바이-사이드 방식의 좌석 배열을 사용해 파일럿과 승객이 안락함을 느끼도록 한다. CH 801에 적용된 인체공학적 설계로 파일럿의 생산성과 편의성, 융통성을 높였고 성인 남자 4명이 편안하게 여행을 즐길 수 있고 쉽게 화물실과 객실로 변환 할 수 있다. 동체 양 측면에 있는 대형 출입구를 통해 양쪽에서 쉽게 객실에 탈 수 있고 앞좌석을 졎혀 뒷좌석에 쉽게 탈 수 있다. 다양한 용도로 사용하기 위해 후방 객실을 50갤론 드럼통이 들어갈 수 있는 화물칸으로 변환하거나 오른쪽 좌석을 환자를 위한 침대를 놓을 수 있는 공간을 만들고 왼쪽 후방좌석에 간호사나 의사가 탑승할 수도 있다.

All-Metal Durability

민간에서 운용하는 항공기는 튼튼하고 신뢰성 있고 정비하기 쉬워야한다. ‘ 필드 정비‘의 의미는 문자 그대로 파일럿이 기본 정비와 수리를 손쉽게 수행할 수 있어야 한다는 것이다.

STOL CH 701과 CH 801은 전 금속제 항공기로 나는 30년 이상의 전금속제 항공기를 설계하고 제작해왔던 경험이 있고 항공업계에서는 응력 스킨과 세미모노코크 구조를 60년 이상이나 사용해 왔다. 아직 항공산업에서는 금속(주로 알루미늄 합금)을 항공기 제작에 많이 사용하고 있다. 알루미늄 합금은 다음과 같은 장점이 있다.:

높은 강도에 비해 낮은 무게
특히 최근의 합금과 프라이머를 사용하면 부식이 되지않는다.
가격이 낮고 구하기 쉽다.
내구성이 높고 직사관선과 습기에 강하다.
실험에 의한 자료가 풍부하다.
복합소재와 같이 주변의 온도나 먼지를 관리할 필요가 없고 간단한 공구와 작업과정으로 제작을 할 수 있다. 블라인드 리벳을 사용하면 매우 간단하고 강도가 높은 항공기를 제작할 수 있다.
전성이 커서 다양한 모양으로 쉽게 제작할 수 있고 모양의 제한이 거의 없다.
환경친화적어서 작업자의 건강에 해를 주지 않고 대부분 재활용이 가능하다.
검사가 쉬워 구조물이나 재질의 결함, 결함이 발생한 부품이나 손상을 쉽게 발견할 수 있다.
수리가 간단해 전체 구조물의 제거나 수리 없이 리벳이나 패스너를 이용해 손상된 부분을 제거하고 각각의 부품을 교환할 수 있다.
이렇듯 알루미늄합금 구조물은 들판에서 운용하는 항공기를 만들때 최적의 소재이다. 1)실외에 주기하기에 적합하다. 2)내구성이 강하다. 3)검사나 수리가 간단해 손상된 부분을 제거하고 알루미늄 판을 덧붙이는 것만으로 수리가 끝난다.

또한 잘 설계된 금속소재 항공기는 충격에 강해 충격에너지를 구조물의 모양이 찌그러지면서 흡수해 구조물이 깨지거나 조각이 나지 않는다. CH 801에 사용된 렌딩기어는 손상없이 대부분의 충격에너지를 흡수한다. 또한 알루미늄 세로대와 응력외피구조물은 굽함, 비틀림이 발행하는데 매우 큰 에너지가 필요하다. 케빈 기골에 대한 실험에서 기체가 뒤집히더라도 탑승자들의 머리위에 있는 날개가 충격에너지를 흡수해 탑승자들을 보호해주는 것으로 나타났다. 또 다른 금속구조물의 장점은 가끔 일어나기는 하지만 번개에 대해 보호가 가능하다는 점이다.

나와 같은 항공공학자라면 단순한 항공기 보다는 단순한 항공기를 설계하기가 더 어려울 것이다. 성공적인 킷트 항공기를 개발하기 위해서는 제작이나 조립, 시스템이 단순해야만 하고 이뿐만 아니라 제작이 간단하고 비용도 적어야만 한다. 또한 아마추어 제작자가 제작을 하더라도 잘 작동해야만하고 필요한 제작시간, 제작공구, 제작기술이 적어야만 하지만 완전히 제작한 후 완성도는 높아야만 한다. 제작이 완료되더라도 비행이나 정비가 쉬워야만한다. 간단한 시스템은 신뢰성이 높고 파일럿의 부담을 줄여준다. 아마추어 제작자들을 위한 킷트 항공기를 개발하고 제작한 24년간의 경험에서 우리는 스포츠 파일럿들과 아마추어 제작자들을 위한 항공기를 개발하는 노하우를 습득했다.

STOL CH 701은 비포장 공항에서 우수한 성능을 내는 경제적인 경량 2인승 항공기로 쉽고 즐겁게 비행 할 수 있고 새로운 STOL CH 801은 1000파운드를 탑재할 수 있는 진정한 다목적 기체이다.

Actual photo of a short take-off

이 문서는 Zenith Aircraft Company의'lAnatomy of a STOL Aircraft'를 번역한 문서입니다. (사진 넣기 귀찬아서 원래 페이지 HTML 형태를 그대로 썻더니 약간 이상하네요...ㅜ.ㅜ)

[woosuhan]

좋은 자료 감사 합니다... 많은 도움 되네요..^^v