무게중심-1 (중립점과 무게중심)

[snaproll 이종헌]

익형이 대칭익이고 직선익일 경우에는 날개의 25% 지점이 양력중심이 됩니다.
그러나 테이퍼 후퇴익의 경우는 평균익현(평균익폭 이라고도 함. MAC:Mean
Aerodynamic Chord)를 먼저 구해야만 양력중심을 알수가 있죠.

무게중심을 구하려면 수평미익의 MAC를 구하고 수평미익의 양력중심을 구한다음
주익과 미익의 양력계수와 익면적을 이용하여 평형방정식을 만들어 풀면 기체전체의
중립점(Neutral Point)를 찾을수 있습니다.

수평미익에 의해 기체의 중립점은 날개의 양력중심(MAC의 25%지점)에서 뒤로 이동하여
일반적으로 MAC의 45% 부근에 위치하게 됩니다.
테일모멘트볼륨(테일면적x테일모멘트암)이 크면 더 뒤로 가고 테일볼륨이 적으면 더 적게 되고요.

무게중심은 다시 중립점에서 앞으로 보내 MAC의 15~25% 에 두게 됩니다. (패턴, 3D 기체는 25~35%)
이 차이(중립점과 무게중심간의 거리)를 정적여유(Static margin)이라하며 기체의 안정성에
매우 중요한 역할을 합니다.
중립점이 MAC의 45%이고 무게중심이 MAC의 20%라면 차이 25%가 Static Margin이 됩니다.

안정성을 중시하는 연습기, 스케일기등은 보통 20~25%의 Static Margin을 주며,
운동성을 중시하는 패턴기, 3D기체는 보통 10~15%의 Static Margin을 줍니다.

중림점을 구하는 방법은 여기에 있습니다.

중립점 계산기 (Neutral Point Calculator)

이 공식은 Canard 기체에도 적용시킬수 있습니다. 주익 미익간의 거리(D)를 마이너스 값으로 입력하면 됩니다.

이상 언급한 내용은 모두 정안정(Static Stability)에 관한 것입니다.
너무 큰 정안정은 동안정(Dynamic Stability)을 해칠수도 있습니다.
점점 커지는 Oscillation 에 의해 동적 불안정(Unstable Dynamic Stability)를 가져와 조종불능

 상태가 될수도 있습니다.
특히 모형은 적은 Reynolds Number와 Stick Fixed(고정조종면, 실기는 조종면이 쳐저 있다가
바람에 의해 중립을 찾지만 모형은 서보가 강제로 중립을 유지) 방식으로 너무 큰 Static margin은
동적 불안정 요소가 될수도 있습니다.

[김경호]

좋은 게시물이네요. 스크랩 해갈게요~^^

[플로피 김형석]

너무 너무 정리가 잘되어 있으며 요긴한 자료들이네요.. 두고 두고 도움받겠습니다. 감사합니다.