항공기 조종계통의 부착 구조

항공기 조종계통의 부착 구조

안녕하세요 다시맘N파입니다.

열아홉 번째 시간으로 항공기 조종계통의 부착 구조에 대해서 알아볼게요

열여덜 번째 시간으로 항공기 조종계통의 개요 & 기본개념에 대해서 알아봤는데요

조종계통의 2번째 시간이에요.

저번시간은 개요 & 기본개념이기 때문에 이해하는 수준으로 넘어갔지만 오늘부터는 조종계통의 부착구조로서 모두 이해하셔야 합니다.

1.조종계통(Control System)의 부착 구조

 1) 항공기 날개

항공기 날개에는 여러 용도의 부착 장치가 설치되는데, 여기에는 공력 보조장치, 도움날개, 날개의 방빙 및 제빙장치, 연료탱크 등이 있어요. 공력 보조 장치란 양력이나 항력을 목적에 따라 변화시키기 위해서 날개 또는 동체에 부착된 장치를 말하며, 여기에는 고양력장치와 고항력장치(스포일러)가 있어요. 항공기 날개에 부착된 조종계통에 대한 것은 날개부차장치에서 다루고 있는 공력보조장치(고양력장치)에 대해서는 생략할게요

 2) 항공기 꼬리날개

꼬리날개는 항공기가 안정성과 조종성을 유지하고 비행하기 위한 중요한 구조 부분인데요. 꼬리날개는 그 일부를 조종면으로 이용하고 기체의 자세나 비행 방향을 변화시키는 역할을 해요

[그림 1-1] 꼬리날개의 구조

꼬리날개의 배치는 그 항공기의 항공역학상의 요구에 의해 정해지는데요. 초기의 항공기에는 수평, 수직꼬리날개가 직접 동체에 설치되어 있었으나 최근에는 T자형 꼬리날개나 십자형 꼬리날개도 다수 사용되요.

T형 꼬리날개는 수평꼬리날개가 기류의 혼란이 적은 곳에 있기 때문에 크기에 비해서 효과가 좋고 중량 경감에 도움이 되요

항공기의 꼬리 날개는 보통 그림 1-1과 같은 형태가 대부분이며, 수평과 수직꼬리날개의 2종류로 나누어지고 안정판 및 조종면으로 구성되어 있는데요 안정판에는 수평안정판 및 수직안정판이 있고, 여기에는 승강키(Elevator) 및 방향키(Rudder)라고 불리는 조종면이 설치되어 있어요. 어떤 항공기는 수평 및 수직의 꼬리날개를 겸한 V형 꼬리날개로 승강키와 방향키를 겸한 Ruddervator를 갖고 있는 것도 있어요. 즉 V형 꼬리날개는 꼬리날개 전체의 면적을 줄이기 위해 고안된 것이에요

 

꼬리날개의 크기는 작지만 보통 날개와 같은 구조로 만들어져 있다고 생각하면 좋은데요.

그러나 우포 구조로 만들어진 옛날 항공기의 꼬리날개 속에는 주위의 프레임(Frame)에 우포만 씌운 간단한 것도 있는데요. 꼬리 날개는 1개 또는 여러 개의 날개보(Spar), 리브(Rib)와 외피(Skin)로 구성된 세미모노코크구조로 되어 있어요

 

수직안정판(Vertical Stabilizer)은 동체의 일부로 만들어진 경우와 장탈 할 수 있는 독립된 구조 부재로 만들어진 경우가 있어요. 안정판 및 조종면을 포함한 항공기의 꼬리부분 전체를 보통 후방동체(Empennage)라고 부르는데요.

동체의 최후방을 Tail Cone 이라고 해요.

Tail Cone은 동체의 최후 단을 유선형으로 마무리하는 역할을 하고 있으나 동체로부터 받는 응력이 작기 때문에 일반적으로 경량 구조로 되어 있어요. 그러나 Tail Cone 내에 보조 동력 장치를 장착한 대형 여객기에서는 필요한 강도 외에 방화벽을 갖고 있죠

  (1) 수평꼬리날개

수평꼬리날개는 보통 수평안정판(Horizontal Stabilzer)과 승강키로 구성되며, 동체의 취부각은 날개의 Down Wash를 고려해서 수평보다도 조금 상향으로 하고 있어요.

소형항공기의 수평꼬리날개는 단일 날개로 하고 동체위에 얻는 방법을 하고 있으나 대형 항공기에서는 좌우로 분할해서 중심부분에 결합하고 있어요.

아음속 영역을 비행하는 제트 여객기는 마하수의 영향이 생기기 때문에 기체의 평형은 수평안정판의 취부각을 변경해서 얻어져요.

이 때문에 중심부분은 전방 날개보(Spar)부분을 유압모터로 움직일 수 있도록 한 것이 많아요

  (2) 수직꼬리날개(Vertical Stabilizer)

수직꼬리날개는 수직안정판과 방향키로 구성되며, 수직꼬리날개는 항공기의 방향 안정을 유지하고 방향을 조종하죠. 동체의 취부 각은 프로펠러의 후류를 고려해 항공기 축으로부터 어떤 각도만큼 치우치게 하는 것도 있어요.

수직꼬리날개는 날개나 수평꼬리날개와 같이 좌우의 날개를 결합시켜 굽힘 모멘트를 상쇄할 수가 없고 이 날개의 굽힘 모멘트는 모두 동체의 압축 모멘트로 작용하게 되죠.

이 때문에 대형 항공기에서는 수직안정판의 주요 구조는 동체 구조의 일부로서 만들어지는 경우가 많고 하중의 전달이 부자연스럽게 되지 않도록 날개보 결합 방식이 사용되요.

대형 항공기의 수직꼬리날개는 안정판의 일부를 전기적으로 절연하고 이 자체를 HF 혹은 VOR 안테나로 이용하고 있는 것이 많아요

 

오늘은 제동장치의 두번째 시간으로 간단하게 항공기 꼬리날개에 대해 알아봤는데요

수평꼬리날개, 수직꼬리날개 2개만 알고 넘어가시면 될거 같아요.

 

글 읽어주셔서 감사합니다.