저번 글에서 CAVOK님이 비대칭 추력 상황에서 양 날개의 양력 차이에 의해 롤링이 일어난다는 내용의 리플을 달아주셨는데요, 제가 생각하는 바와 달라서 질문합니다.
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일반적인 항공기, 즉 날개 밑에 엔진이 달린 항공기들의 경우 엔진이 무게중심의 아랫쪽에 달려 있기 때문에 추력이 걸리면 기수를 들어올리는 성질이 발생한다고 들었습니다.
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즉, 양쪽의 추력 차이가 생기게 될 경우 요잉은 물론 피칭, 롤링까지 일어나는 걸로 알고 있습니다. PCA(Propulsion Controlled Aircraft)도 조종면 없이 추력만으로 롤링, 피칭, 요잉 모두 해내더군요. PCA의 설명에서도 "추력 발생지점이 무게중심보다 아래에 있기 때문에 추력만으로 롤링, 피칭, 요잉이 가능하다"고 설명하고 있지, 비대칭 추력에 의한 양력 차이는 언급하지 않고 있습니다.
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그래서 기체 중심선에서 그다지 떨어져 있지 않으며, 무게 중심보다 위에 엔진이 장착된 T-Tail항공기는 추력만으로 3축 조작은 거의 불가능하며, DC-10이나 MD-11의 2번 엔진도 방향전환에는 효력이 없고 추력만 제공한다는 설명이 붙어있습니다.
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이와 같은 설명에서 "비대칭 추력에서의 롤링/요잉은 양 날개의 양력차라기보다는 추력차이에서 오는 모멘트 때문"이라는 결론을 내렸는데, 잘못된 것인지요?
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첫댓글순전히 개인적인 견해이고 신뢰성을 가질만한 답변이 아님을 먼저 밝혀둡니다... 쌍발 프롭기의 경우 대부분 양쪽 주익에 달려있는 엔진및 프로펠러에 의해 추력이 발생합니다. 정지된엔진에서는 프로펠러 후류가 발생하지 않고 가동되는 엔진에는 후류가 발행하며 여기서 베르누이정리에 의해 발생하는 양력만큼은 차이가 생긴다고 생각합니다.
개인적으로 별자리님의 생각이 맞는듯합니다. 엔진이 정지했다고해서 해당 엔진이 마운트되어있는 날개쪽 양력발생에 차이가 발생할 만큼 해당날개면 대기속도가 차이가 난다고 생각되진 않네요. 비대칭 추력에 의한 모멘트차가 롤링과 요잉을 동시에 발생시키는 가장 큰 이유일 겁니다(플레임아웃된 엔진에 의한 저항,요잉에 의해 기체축이 틀어지면서 발생하는 약간의 양력편차등도 있겠지만 모멘트 차이에 비하면 값이 작겠죠)
반론을 제기하는 건아닙니다...기본적으로 추력의 차이에의한 모멘트가 가장 큰 원인이다라는 전제에 대해 전적으로 공감합니다. 저는 약간의 양역차는 발생할거 같다는 말씀을 드린거고, TOTO 님은 무시할 만큼 그 값이 작다는 말씀이시니 결국 비슷한 생각을 가지고 있는것 같습니다.
여기서 제 경험을 하나 말씀드리려 합니다. 제가 RC 를 합니다... 얼마전 Dual Ace 라는 쌍발기를 가지고 비행을 시도했습니다.(비행을 시도했다고 표현한건 결국 비행을 못했다는 말입니다 ㅠㅠ). C-310 과 비슷한 모양을 가진 비행기 였습니다... 원래 모형은 실기에 비해 곡예기동이 아주 자유롭게 되도록 설계되었습니다. 세스나의 경우 실기는 60도를 넘는 뱅크기동을 못하도록 되어있는걸로 아는데 모형 세스나는 롤이나 루프를 자유롭게 합니다. 즉 모형은 실기에 비해 훨신 큰 운동성과 작은 안정성을 가지고 있다는 전제를 말씀드립니다.
Dual Ace 를 가지고 풀스로틀로 이륙하려고 엘리베이터를 당기는 순간 기수가 약간 들리려는 지점에서 오른쪽 엔진이 시동이 꺼지고 말았습니다... 그리고는 홰까닥 하며 오른쪽으로 180도 롤하여 그대로 땅바닥에 들이 박았습니다..피칭의 변화는 이륙을 위해 상승중이었으니 별로 알수 없고, 요잉도 별로 느끼지 못했으나 순식간에 롤링을 하면서 추락하고 말았습니다... 이륙 순간이었으니 기체의 절대속도는 그리 높지 않았으나 풀파워로 엔진을 가동한 순간이어서 주익에 작용하는 프로펠러 후류는 상당한 양이 양력발생에 영향을 미쳤다고 생각됩니다. 이 때 한쪽엔진이 꺼지면서 양력차가 제법 많이 난 게 아닌가 생각하고 있습니다...
사실 이 비행기는 이전에 다른분이 추락시킨걸 제가 수리해서 재생한건데 그 당시에도 이륙후 선회해서 고도를 확보하기 전에 한쪽엔진이 꺼지면서 스핀이 걸리면서 추락했었습니다... 프로펠러 효율이 아주 좋게 설계된 실기가 순항중에 한쪽엔진이 꺼졌다면 양쪽 주익의 에어스피드는 차이가 그리 많지는 않을것 같습니다...
프로펠러 후류가 항공기에 끼치는 영향은 지대하죠. Single prop항공기가 프로펠러 선회 반대방향으로 롤링하려는 요인 중 하나가 프로펠러에 의해 발생하는 나선형 후류 때문이기도 하니까요. 하지만 제가 기준 삼은 항공기는 제트엔진을 장착한 비행기입니다. 글에다가 적는 걸 깜빡했네요. 어쨌건 단발 프롭이든 다발 프롭이든 프롭에 의해 발생한 후류가 날개를 거치게 되는 형상이 대부분이므로 이 경우 후류에 의한 운동 특성이 나오겠지만, 제트기의 경우 배기가스가 날개 위를 지나지 않기 때문에, 프롭과는 특성이 다를 거라고 생각합니다.
(제트엔진을 기준으로)양쪽 추력이 다르기 때문에 양 날개의 속도가 다소 다르게 되어 양력차이가 발생할 수는 있겠지만, 러더로 Direction을 보정, 즉 양쪽 날개의 속도를 거의 동일하게 맞춘 상황에서도 지속적으로 추력이 걸린 엔진쪽이 상승하려고 하는 경향을 보이는 것을 보면 양력차이 보다는 추력에 의한 움직임이 아닐까 하는 추측입니다.
조학래님 말씀 처럼 실제 rc의 경우 실제 항공기와 비교해 보았을때 상대적으로 기체를 기동하는데 있어서 훨씬 더 큰 추력을 가지고 있습니다. 그래서 한쪽 엔진이 꺼졌을때 추락한 것과 비교하기에는 무리가 있을듯 합니다. 실제 기체에서도 물론 차이에 의한 롤링이 있음은 확실합니다 특이 이전의 논의에서 cavok님이 말씀해 주신것처럼 순항이외에 이륙이나 터치앤 고에서 그런 상황이 발생하면 상당히 어려운 상황에 직면한다고 하셨던 것 처럼 실기에서도 분명 큰 차이가 발생하는 듯 합니다.
cavok님 말씀에서도 엔진과 양력이 관련이 없는것은 아니다라고 말씀하셨습니다. 오준환님 말씀이나 조학래님 말씀처럼 실제 비행에서는 아주 많은 factor에 의해서 다양한 결과가 나타나리라 생각합니다. 분명 추력의 차이에 의한 기체의 롤링뿐만 아니라 추력으로 인한 양력의 차이에서 오는 결과도 있지 않을까 하네요. 어느 하나에 의한 것이라고 보기는 어렵겠지요..
추력의 차이에서 요(yaw)가 발생하고 요로 인해 양 날개의 상대 속도가 달라지고 여기서 오는 양력의 차이가 롤을 발생시킵니다. 심 타고 추력에 변화를 주지 말고 러더를 차보세요. 롤이 생깁니다. 측풍 착륙시에 기수가 활주로와 정대되지 않고 착륙해도 같은 현상이 생깁니다.
앗..잠시 못보던 사이에 좋은 글들이 많이 올라왔네요^^ 음...날개면의 양력차에 의해 어느정도 롤이 생긴다는건 이해가되는데 그것이 엔진아웃시 아웃된 쪽으로 빠르고 크게 나타나는 롤의 주된 원인인지는 궁금하네요. 편향된 모멘트차가 크고 빠른 롤과 요를 동시에 발생시킨다고 생각되는데요.
하지만 비대칭 추력 상황에서 러더로 요잉을 잡아 Straight로 보정을 해도 지속적으로 롤링하려는 특성을 보이는 걸로 알고 있습니다. 이때는 기산님 말씀대로 추력이 적을수록 피칭하려는 특성 때문에 꺼진 엔진쪽이 가라앉고 작동중인 엔진쪽이 상승하려는 경향 때문에 롤링이 발생한다고 이해하고 있습니다. 물론 요잉에 의한 상대속도 차이 때문에 양 날개에 걸리는 양력이 다르다는 것을 부정하는건 아닙니다.
한 쪽 엔진이 꺼졌을 때 롤이 급격하게 들어가는 것으로 보인다고 해서 뭔가 수수께끼가 있는 것으로 생각하는 분들이 계시네요. 추력의 차이가 너무 크다 보니 급격한 요가 생기는 것이고 요가 큰 만큼 롤도 커진겁니다. 엔진이 죽었을 때는 칵핏에 앉아있지 않으면 초기에 상황 파악을 할 수 없고 불과 1,2초 차이로 회복 불능 상태로 들어갑니다.
요잉이 생기면 무게 중심 축을 기준으로 살아있는 엔진 쪽 날개는 앞으로 전진하고 죽은 쪽 날개는 뒤로 후진합니다. 요가 크면 클 수록 한 쪽 날개의 전진 속도와 다른 쪽 날개의 후진 속도가 크고 그 속도의 차이가 커지면 커질수록 롤링이 커집니다. 양력은 그냥 속도에 비례하는 것이 아니라 속도의 제곱에 비례합니다.
기체축(기수와 꼬리를 연결하는)이 기체의 진행방향과 일치하지 않는 경우. 즉 요잉이 생긴 경우는 날개의 상반각 때문에 앞으로 전진한 날개가 뒤로 빠진 날개의 경우 보다 더 많은 양력을 발생시키기 때문에(공기 흐름이 날개 아랫면에 미치는 영향) 양력의 차이가 발생하고 그래서 롤링이 생기는 것 아닌가요? 에일러론이 없는 간단한 구조의 RC기(러더기 라고도 하지요)의 경우 러더만 조작해서 요잉이 생기고 이어서 롤링이 생기는 이유가 상반각 때문이라고 들었는데요
그래서 실기 곡예기의 경우로 스냅롤에 들어갈 때는 기수를 약간 들어준 상태에서 러더페달을 강하게 차 줍니다. 그러면 양쪽 날개에 발생하는 양력이 비대칭이 되고 순간적으로 뒤로 빠진 날개에 실속이 발생하여 아주 빠른 롤을 하게 되지요. RC는 이렇게 잘 되지 않아 스냅롤을 할 때 에일러론과 러더를 동시에 확 제쳐 주어야 합니다. 즉 제대로 된 스냅롤은 아닌 셈이지요.
첫댓글 순전히 개인적인 견해이고 신뢰성을 가질만한 답변이 아님을 먼저 밝혀둡니다... 쌍발 프롭기의 경우 대부분 양쪽 주익에 달려있는 엔진및 프로펠러에 의해 추력이 발생합니다. 정지된엔진에서는 프로펠러 후류가 발생하지 않고 가동되는 엔진에는 후류가 발행하며 여기서 베르누이정리에 의해 발생하는 양력만큼은 차이가 생긴다고 생각합니다.
개인적으로 별자리님의 생각이 맞는듯합니다. 엔진이 정지했다고해서 해당 엔진이 마운트되어있는 날개쪽 양력발생에 차이가 발생할 만큼 해당날개면 대기속도가 차이가 난다고 생각되진 않네요. 비대칭 추력에 의한 모멘트차가 롤링과 요잉을 동시에 발생시키는 가장 큰 이유일 겁니다(플레임아웃된 엔진에 의한 저항,요잉에 의해 기체축이 틀어지면서 발생하는 약간의 양력편차등도 있겠지만 모멘트 차이에 비하면 값이 작겠죠)
수준 높은 질문이 많이 올라오는 군요.. 항상 공부를 열심히 해야 겠다는 생각이 드네요.. 많은 논의가 오가기를 기대합니다..
반론을 제기하는 건아닙니다...기본적으로 추력의 차이에의한 모멘트가 가장 큰 원인이다라는 전제에 대해 전적으로 공감합니다. 저는 약간의 양역차는 발생할거 같다는 말씀을 드린거고, TOTO 님은 무시할 만큼 그 값이 작다는 말씀이시니 결국 비슷한 생각을 가지고 있는것 같습니다.
여기서 제 경험을 하나 말씀드리려 합니다. 제가 RC 를 합니다... 얼마전 Dual Ace 라는 쌍발기를 가지고 비행을 시도했습니다.(비행을 시도했다고 표현한건 결국 비행을 못했다는 말입니다 ㅠㅠ). C-310 과 비슷한 모양을 가진 비행기 였습니다... 원래 모형은 실기에 비해 곡예기동이 아주 자유롭게 되도록 설계되었습니다. 세스나의 경우 실기는 60도를 넘는 뱅크기동을 못하도록 되어있는걸로 아는데 모형 세스나는 롤이나 루프를 자유롭게 합니다. 즉 모형은 실기에 비해 훨신 큰 운동성과 작은 안정성을 가지고 있다는 전제를 말씀드립니다.
Dual Ace 를 가지고 풀스로틀로 이륙하려고 엘리베이터를 당기는 순간 기수가 약간 들리려는 지점에서 오른쪽 엔진이 시동이 꺼지고 말았습니다... 그리고는 홰까닥 하며 오른쪽으로 180도 롤하여 그대로 땅바닥에 들이 박았습니다..피칭의 변화는 이륙을 위해 상승중이었으니 별로 알수 없고, 요잉도 별로 느끼지 못했으나 순식간에 롤링을 하면서 추락하고 말았습니다... 이륙 순간이었으니 기체의 절대속도는 그리 높지 않았으나 풀파워로 엔진을 가동한 순간이어서 주익에 작용하는 프로펠러 후류는 상당한 양이 양력발생에 영향을 미쳤다고 생각됩니다. 이 때 한쪽엔진이 꺼지면서 양력차가 제법 많이 난 게 아닌가 생각하고 있습니다...
사실 이 비행기는 이전에 다른분이 추락시킨걸 제가 수리해서 재생한건데 그 당시에도 이륙후 선회해서 고도를 확보하기 전에 한쪽엔진이 꺼지면서 스핀이 걸리면서 추락했었습니다... 프로펠러 효율이 아주 좋게 설계된 실기가 순항중에 한쪽엔진이 꺼졌다면 양쪽 주익의 에어스피드는 차이가 그리 많지는 않을것 같습니다...
그래도 아주 약간이나마 양력차이는 발생할 거 같다고 다시한번 우겨 봅니다 ^^. 프로펠러 후류가 직접 주익에 작용하는 기체에 한해서 하는 얘깁니다 ... 글구 장황하게 너무 길게 적어서 죄송합니다.
프로펠러 후류가 항공기에 끼치는 영향은 지대하죠. Single prop항공기가 프로펠러 선회 반대방향으로 롤링하려는 요인 중 하나가 프로펠러에 의해 발생하는 나선형 후류 때문이기도 하니까요. 하지만 제가 기준 삼은 항공기는 제트엔진을 장착한 비행기입니다. 글에다가 적는 걸 깜빡했네요. 어쨌건 단발 프롭이든 다발 프롭이든 프롭에 의해 발생한 후류가 날개를 거치게 되는 형상이 대부분이므로 이 경우 후류에 의한 운동 특성이 나오겠지만, 제트기의 경우 배기가스가 날개 위를 지나지 않기 때문에, 프롭과는 특성이 다를 거라고 생각합니다.
(제트엔진을 기준으로)양쪽 추력이 다르기 때문에 양 날개의 속도가 다소 다르게 되어 양력차이가 발생할 수는 있겠지만, 러더로 Direction을 보정, 즉 양쪽 날개의 속도를 거의 동일하게 맞춘 상황에서도 지속적으로 추력이 걸린 엔진쪽이 상승하려고 하는 경향을 보이는 것을 보면 양력차이 보다는 추력에 의한 움직임이 아닐까 하는 추측입니다.
조학래님 말씀 처럼 실제 rc의 경우 실제 항공기와 비교해 보았을때 상대적으로 기체를 기동하는데 있어서 훨씬 더 큰 추력을 가지고 있습니다. 그래서 한쪽 엔진이 꺼졌을때 추락한 것과 비교하기에는 무리가 있을듯 합니다. 실제 기체에서도 물론 차이에 의한 롤링이 있음은 확실합니다 특이 이전의 논의에서 cavok님이 말씀해 주신것처럼 순항이외에 이륙이나 터치앤 고에서 그런 상황이 발생하면 상당히 어려운 상황에 직면한다고 하셨던 것 처럼 실기에서도 분명 큰 차이가 발생하는 듯 합니다.
cavok님 말씀에서도 엔진과 양력이 관련이 없는것은 아니다라고 말씀하셨습니다. 오준환님 말씀이나 조학래님 말씀처럼 실제 비행에서는 아주 많은 factor에 의해서 다양한 결과가 나타나리라 생각합니다. 분명 추력의 차이에 의한 기체의 롤링뿐만 아니라 추력으로 인한 양력의 차이에서 오는 결과도 있지 않을까 하네요. 어느 하나에 의한 것이라고 보기는 어렵겠지요..
다만 지금의 논의에서 양력의 차이가 더 큰지 추력의 차이가 더 큰지가 궁금하네요.. 저 또한 전문가가 아니기에.. 좀더 많은 분들의 고견을 기다려 봅니다.
추력의 차이에서 요(yaw)가 발생하고 요로 인해 양 날개의 상대 속도가 달라지고 여기서 오는 양력의 차이가 롤을 발생시킵니다. 심 타고 추력에 변화를 주지 말고 러더를 차보세요. 롤이 생깁니다. 측풍 착륙시에 기수가 활주로와 정대되지 않고 착륙해도 같은 현상이 생깁니다.
747 부기장님 정확하게 설명해 주셨네요. Straight & level flight하는 젯트기에서 한쪽엔진이 정지했다면 추력에의한 요가 발생며 동시에 추력이 줄어들어 피칭도 발생합니다. 요에의해 기체는 선회하기 시작하며 양쪽날개의 양력은 변화하여 롤이 발생하고 이순간 피칭에의해 양쪽날개의 Angle of attack도 달라지게됩니다.
앗..잠시 못보던 사이에 좋은 글들이 많이 올라왔네요^^ 음...날개면의 양력차에 의해 어느정도 롤이 생긴다는건 이해가되는데 그것이 엔진아웃시 아웃된 쪽으로 빠르고 크게 나타나는 롤의 주된 원인인지는 궁금하네요. 편향된 모멘트차가 크고 빠른 롤과 요를 동시에 발생시킨다고 생각되는데요.
아무튼 윗분들의 고견을 참고해서 다시 검색 좀 해봐야겠습니다^^ 일반적인 선회나 747부기장님이 말씀하신 풍향계효과에서의 양력차에 대한 설명은 언젠가 보았던거 같은데 엔진아웃시에 롤의 주요발생원인은 못본것같네요.
하지만 비대칭 추력 상황에서 러더로 요잉을 잡아 Straight로 보정을 해도 지속적으로 롤링하려는 특성을 보이는 걸로 알고 있습니다. 이때는 기산님 말씀대로 추력이 적을수록 피칭하려는 특성 때문에 꺼진 엔진쪽이 가라앉고 작동중인 엔진쪽이 상승하려는 경향 때문에 롤링이 발생한다고 이해하고 있습니다. 물론 요잉에 의한 상대속도 차이 때문에 양 날개에 걸리는 양력이 다르다는 것을 부정하는건 아닙니다.
한 쪽 엔진이 꺼졌을 때 롤이 급격하게 들어가는 것으로 보인다고 해서 뭔가 수수께끼가 있는 것으로 생각하는 분들이 계시네요. 추력의 차이가 너무 크다 보니 급격한 요가 생기는 것이고 요가 큰 만큼 롤도 커진겁니다. 엔진이 죽었을 때는 칵핏에 앉아있지 않으면 초기에 상황 파악을 할 수 없고 불과 1,2초 차이로 회복 불능 상태로 들어갑니다.
요잉이 생기면 무게 중심 축을 기준으로 살아있는 엔진 쪽 날개는 앞으로 전진하고 죽은 쪽 날개는 뒤로 후진합니다. 요가 크면 클 수록 한 쪽 날개의 전진 속도와 다른 쪽 날개의 후진 속도가 크고 그 속도의 차이가 커지면 커질수록 롤링이 커집니다. 양력은 그냥 속도에 비례하는 것이 아니라 속도의 제곱에 비례합니다.
기체축(기수와 꼬리를 연결하는)이 기체의 진행방향과 일치하지 않는 경우. 즉 요잉이 생긴 경우는 날개의 상반각 때문에 앞으로 전진한 날개가 뒤로 빠진 날개의 경우 보다 더 많은 양력을 발생시키기 때문에(공기 흐름이 날개 아랫면에 미치는 영향) 양력의 차이가 발생하고 그래서 롤링이 생기는 것 아닌가요? 에일러론이 없는 간단한 구조의 RC기(러더기 라고도 하지요)의 경우 러더만 조작해서 요잉이 생기고 이어서 롤링이 생기는 이유가 상반각 때문이라고 들었는데요
그래서 실기 곡예기의 경우로 스냅롤에 들어갈 때는 기수를 약간 들어준 상태에서 러더페달을 강하게 차 줍니다. 그러면 양쪽 날개에 발생하는 양력이 비대칭이 되고 순간적으로 뒤로 빠진 날개에 실속이 발생하여 아주 빠른 롤을 하게 되지요. RC는 이렇게 잘 되지 않아 스냅롤을 할 때 에일러론과 러더를 동시에 확 제쳐 주어야 합니다. 즉 제대로 된 스냅롤은 아닌 셈이지요.