질문의 요지는 동체의 옆모습이 나타나는 측면도의 도면상의 기준선(Water Line, WL)에 대한 것 같습니다.
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흔히 비행기의 평면도(위에서 내려다 본 모습)는 좌우 대칭형이 대부분이라 중심선이라는 것이 쉽게 연상이 됩니다만 (엔진붙임각 같은 작은 비대칭을 제외하고서라도, 좌우대칭이 아닌 비행기도 더러 있지요), 동체 측면도에서 기준선을 어떻게 긋는지는 헷갈리는 것이 당연합니다.
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항공기의 3차원 도면을 작성하기 위해서는 우선 좌표축 3 개의 기준을 먼저 잡아주어야 합니다.
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제가 여태까지 보아 온 항공기류를 기준한다면, FS(Fuselage Station), BL(Buttock Line), WL(Water Line)의 3 축이 있습니다.
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비행기를 위에서 내려다 본 평면도만 가지고 두 가지 축을 연상해 보시지요.
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FS(Fuselage Station) : 기체의 길이방향 축이고, 보통 시작 기준점(FS 0.0)을 기수 맨 앞끝보다 약간 더 앞으로 떨어지게 여유를 두어서 정합니다. 나중에 설계 수정이나 후속 변형기를 만들 때 동체가 길어지든가 하더라도 station에 (-) 숫자 좌표가 들어가지 않도록 하기위한 배려입니다. 보통 FS110 이라고 하면 기체의 길이방향으로 기준점에서 110 mm 떨어진 위치를 말합니다. 동체의 벌크헤드나 동체 단면의 모양을 보여주는 도면이 FS xxx 위치의 단면도가 됩니다. 기수부에서 후미로 갈수록 숫자가 늘어납니다.
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BL(Buttock Line) : 기체를 위에서 내려다 보았을때 날개의 좌우 길이 방향으로 FS와 수직인 방향이고, 통상적인 기체의 좌우 중심선 위치가 BL의 기준점(선, 면, BL0.0)이 됩니다. 오른쪽 날개 방향으로 (+) 숫자가 들어갑니다. 이 축은 비행기의 좌우 대칭성이 많기 때문에 (-) 위치가 있을 수 있도록 중간을 기준으로 잡습니다. 좌우 대칭이어서 좌우의 부품이 같은 모양일 경우 오른쪽 부품 하나만 그리면 되지요.
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이제 남은 축 하나가 질문하신 문제의 축입니다. 위에 나온 두 축에 90도로 교차하는 축이 되는데, 이 축은 역시 측면도 상에서 어떻게 세울것인가가 문제입니다. 이 남은 WL 축을 어떻게 정하느냐에 따라 동체 길이방향의 축이 측면도 상에서 스피너를 대칭으로 자르느냐 마느냐를 볼 수 있습니다. 이 축은 결국 비행기의 제작공정과 치공구 제작의 용이성, 도면으로 비행기의 설계상의 특징을 표현하기가 편리한 방향이 무엇일까에 따라 설계자의 의도에 따라 결정되는 것입니다.
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예를 들어 무스탕이나 스핏파이어 등의 Tail Dragger 비행기는 활주로 위에 서 있을 때 동체가 수평선에 대하여 기울어 있는데, 그 모양에서 수평선으로 동체축을 놓아도 도면을 그리거나 비행기를 만들 수는 있겠지만, 동체 프레임을 도면상에 표시하기 위해서는 애로 사항이 좀 있을 것이 예상되지 않습니까?
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여객기 같은 경우는 객실 바닥면이 수평으로 놓이게 배치하는 것 같습니다.
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아직 안나온 것이 이 Water Line의 기준선입니다. 결론이 맨 나중에...??? FS와 마찬가지로 어중간한 음수(-)가 나오지 않게 랜딩기어가 공중에서 다 펼쳐진 상태(쇽 업소버가 다 나오고, 타이어 변형도 없이 부풀러진 상태)에서도 아래로 여유가 있을 정도로 간격을 주어서 0.0 위치를 정하는 것이 도면작업에 편리합니다. 그리고 위로 올라갈수록 숫자가 커집니다. 이 Waterline은 선박에서 선체와 수면의 경계선(이걸 '흘수선'이라 하던가요?)같은 것입니다. 아마도 비행기보다도 역사가 훨씬 더 오래 된 선박 설계에서 따온 이름 아닐까 추측하고 있습니다만, 박홍순님 같으신 건설 전문가 분들이나 우리 방장님처럼 건축공학을 공부하신 분들이 사실 더 오랜 역사를 가진 도면 공부를 하신 분들이실 것이라 더 상세한 유래에 대한 강좌를 기대합니다.
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그러면, 우리들이 흔히 보는 뱅기들의 스피너 중심선은 WL 몇십 mm 정도가 되겠습니다.
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날개의 인시던스(붙임각), 수평꼬리날개의 붙임각, 프로펠러 축의 다운 드러스트 각 등은 모두 다 이 WL xxx 선을 기준으로 표기되면 혼동이 없습니다. 그 선이 동체의 중간쯤을 지나가든, 바퀴 중앙을 지나가든 간에 서로 평행한 WL xxx 선이므로 각도를 정의하는 데에는 전혀 문제가 없습니다.
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정리하자면, "그 선은 도면작업에서부터 제작 공정, 프레임 제작, 치구 작업 등이 편하게 될 수 있는 임의의 선으로서 설계자가 정하면 된다"입니다.
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뱅기의 수평비행 자세의 선은 비행속도에 따라 계속 변할수밖에 없는 고정되지 않은 선입니다. 여객기도 이륙한 초기의 자세와 목적지 다다랐을 때의 자세가 다르지요? 연료를 엄청 쓰고 나면 몸무게가 줄어서 고개가 좀 숙어지지요(너무 과장되었나요?). L-1011 여객기는 설계자들이 실수해서 ...
첫댓글 앗! 구박사님께서 먼저 글을 올리신 것도 모르고 제가 또 답글을 올렸군요. 지울수도 없고....
그럼 비행기가 수평비행할 때 이 WL 기준선이 반드시 수평이라는 이야긴 아닐 수도 있겠네요. 물론 기체의 비행시 트림상태에 따라 수평비행자세가 항상 일정하지는 않을 것입니다만....
뱅기의 수평비행 자세의 선은 비행속도에 따라 계속 변할수밖에 없는 고정되지 않은 선입니다. 여객기도 이륙한 초기의 자세와 목적지 다다랐을 때의 자세가 다르지요? 연료를 엄청 쓰고 나면 몸무게가 줄어서 고개가 좀 숙어지지요(너무 과장되었나요?). L-1011 여객기는 설계자들이 실수해서 ...
(계속) 객실 바닥이 뒤로 약간 기울었다고 합니다. 스튜어디스들이 통로로 밥수레 밀고 다닐 때 왕짜증스러웠었다는 후문입니다.
좋은 게시물이네요. 스크랩 해갈게요~^^