Re: 익형과 전익기에 대하여...주저리 주저리

[snaproll]

비행기가 나는 것은 양력이 발생하기 때문이죠.

그 양력은 어디서 나올까요?

익형이 어쩌구 저쩌구...합니다만 사실 양력에서 가장 중요한 요소는 날개의 면적과 받음각과 속도입니다.

이것이 양력의 세가지 중요한 요소라고 할수 있습니다.

물론 공기밀도등 다른 중요한 요소도 있지만 지면고도와 상온에서의 같은 조건이라 보고요.

받음각이 커지면 양력도 커지지만 항력도 늘어납니다.

여기서 익형은 이 양항비와 밀접한 연관이 있죠.

결국 익형은 양력의 절대적인 요소라기 보다는 '효율'과 연관이 있게 됩니다.

익형을 거꾸로 해도 받음각을 조금 늘리면 상응하는 양력을 충분히 얻을수 있습니다.

다만 받음각이 커지면서 항력도 늘어나기 때문에 효율이 나빠지겠죠.(속도저하. 즉,동력손실)

'날개를 뒤집은 듯 한 모양 - 위 아래면이 다 불룩하지만 아랫면이 더 불룩한 그런 형태'' 라고 했는데

그런 느낌이 들뿐이지 실제로 역캠버는 아닐겁니다.

만일 완전한 역캠버라면 비행은 하겠지만 효율이 많이 떨어지겠죠.

모든 일정면적을 가진 (날개를 가진) 기체는 균형만 잘 맞추면 모두 날수 있습니다.

얼마나 잘 나느냐? 얼마나 효율적으로 나느냐? 의 차이만 있을 뿐입니다.

Zagi10 익형입니다.

인터넷을 통해 Zagi 10 과 Zagi 12 익형을 구했는데 캠버두께가 각각 10%, 12% 입니다.

Mini Swift에도 이 Zagi10 익형을 사용했습니다.

전익기(全翼機, Flying wing)는 꼬리날개가 없으므로 무게중심위치가 많이 달라집니다.

일반적인 비행기는 주익 MAC(평균익현)의 25%가 날개의 양력중심이고 꼬리날개의 역할로 MAC의 45% 부근이

전체기체의 중립점이 됩니다.

따라서 무게중심은 MAC의 25~35%에 설정하게 됩니다.

중립점과의 거리를 기체의 안정을 위한 정적여유(Static Margin) 라고 합니다.

전익기는 대강 날개의 3/4은 양력을 발생시키는 주날개의 역할을 하고 뒷부분 1/4은 균형을 유지하는

역할(Stabilizer, 일반적인 수평꼬리날개)을 합니다.

따라서 전익기의 무게중심은 MAC의 12~20% 위치에 오게됩니다.

(Stablizer역할을 하는 엘레본을 제외하고 MAC를 구해서 무게중심을 20~25% 부근으로 해도 됩니다.)

전익기는 결국 날개 뒷부분이 살짝들린 모양으로(또는 엘레본을 들어주는 트림으로) Stablizer를

대신하여 기체의 핏치 안정성을 확보하게 됩니다.

그래도 짧은 Tail moment로 인해 핏치축의 안정성을 확보하기가 어렵기 때문에 큰 후퇴각을 갖도록 설계합니다.

그러면 익단쪽은 중립점에서 뒤쪽으로 멀어지게 되죠. 여기에 워시아웃을 주고 넓은 익단 엘레본을

붙여서 Stablizer 역할을 하도록 합니다.

이 사진의 엘레본은 익단으로 가면서 넓어집니다.

민감한 롤을 위한 에일러론의 기능도 하지만 중립점에서 뒤로 멀어진 익단쪽을 넓혀 수평안정판 역할을

하기 위함으로 해석됩니다.

또한 익형에 별도로 워시아웃을 주지 않아도 이부분이 워시아웃 기능을 하게 됩니다.

Zagi 보다 훨씬 작은 날개길이 50cm의 Miniswift 입니다.

작은 모터로(적은 동력으로) 비행속도가 떨어지기 때문에 익면적을 최대한으로 하기 위해 익현(Chord)를 최대한 늘렸습니다.

익현을 늘린 결과, Stablizer 역할을 하는 엘레본과 중립점과의 거리도 충분히 늘어나 핏치축의 안정성도 확보가 됩니다.

짧은 날개로 인한 롤축의 안정성 확보를 위해 Washout을 2도 주었습니다.

결과적으로 Zagi보다 저속 비행시의 안정성이 훨씬 좋습니다.

위의 Zagi 사진에서의 앞에서부터 올라가는 Vertical은 모양을 위해서이지 실제로 앞부분은 별로

효과가 없는 부분이라는 생각으로 Vertical은 최대한 뒤로 붙였습니다. (무게를 줄이기 위해서 이기도 합니다.)

큰 뱅크각으로 선회시에 옆으로 미끌어지는 사이드슬립 발생시 날개길이가 긴 Zagi에서는 덜하지만

날개길이가 짧은 Mini Swift는 이 앞부분은 더 불리하게 작용할 것입니다.

뒷부분에만 있는 vertical은 사이드슬립시에 기수를 슬립하는 방향으로 향하게 하여 조종면이 곧바로 작용하도록 해 줄것입니다.

풀트로틀시에 기수들림을 방지하기 위해 Down Thrust는 5도 가까이 준 결과 저속과 고속에서의

엘리베이터 트림변화가 거의 없게 되었습니다.

주저리 주저리 길게 늘어놓았습니다.

전익기 설계시 참고하세요.

[청천고운]

두 분 조언 감사합니다. 공부가 많이 되네요. 근데 미니 스위프트에서 다운 스러스트를 준다는 것은 이해가 좀 안 가네요. 더군다나 5까지나... 제가 잘못 알고 있는지 몰라도 푸셔식의 기체는 업 스러스트를 약간 주는 것으로 알고 있거든요.

[snaproll]

저는 푸셔모터가 향한 방향이 아랫쪽이고 기수숙임 모멘트를 발생시키는 쪽이라 다운트러스트로 표현했는데요. 이경우 다운이라 불러야 할지 업이라 불러야 할지. 무엇이 맞는 표현인지는 모르겠네요.

[청천고운]

네. 기수숙임 모멘트가 있도록 아랫쪽을 향하게 했다면 다운이라고 하는게 맞는 것 같네요. 저는 재기에서 반대로 업을 주는 걸로 잘못 알고 있었습니다. 근데 사이드는 줄 필요 없나요? 그건 반동토크나 비행을 보고 결정해야 합니까?