비행 조종 계통

안녕하세요? '세로토닌'입니다~^^

 

오늘은 '비행조종계통'에 대해서 알아볼게요~

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비행조종계통 개요

 

 

비행조종계통은 항공기가 비행 중 운동을 제어하고 정해진 항로를 따라 안전하게 비행하도록 하는 장치입니다.

B737 항공기 비행 조종면 위치

일반적으로 항공기의 비행조종계통은 주 조종면(Primary Control Surface)과 보조 조종면(Secondary Control Surface)으로 구분되며 도움날개(Aileron), 승강키(Elevator), 방향키(Rudder)는 주 조종면으로, 뒷전 플랩(Trailing Edge Flap)과 앞전 플립(Leading Edge Flap) 그리고 스포일러(Spoiler)와 각종 탭(Tab) 등은 보조 조종면으로 구분합니다.

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Primary Flight Control Surface

 

옆놀이(Roll), 키놀이(Pitch), 빗놀이(Yaw)의 3축 운동을 담당하는 주요 조종장치에 대해 알아볼게요.

Aileron	● 세로축을 중심으로 Rolling 운동 ● 항공기를 좌측으로 Bank하면 좌측 Wing은 Up, 우측 Wing은 Down ● Trim Centering & Feel Unit (TCF)로 Air Load를 인위적으로 감지 ● 지행방향과 반대방향으로 생기는 힘이 발생하는 Adverse Yaw라는 현상 발생 ● 1)Turn Coordination 2)Differential Aileron 3)Roll Spoiler의 3가지 방법으로 Adverse Yaw 현상 방지
Elevator	● 가로축을 중심으로 Pitching 운동 ● 수평안정판 자체가 승강키의 역할을 하여 Elevator의 작동 범위를 증가시키고 항력을 감소 ● 날개 굽힘 진동과 비틀림 진동이 종합되어 조종면에 부르르 떠는 진동 Flutter 현상 발생 ● 1)진동이 발생되지 않도록 날개의 구조 강성을 크게 2)조종면을 가볍게 하여 관성력을 감소 3)Hinge 축에 조종면 무게중심이 오도록 Mass Blance를 장착해 위치를 조정해 Flutter 현상 방지
Rudder	● 수직축을 중심으로 Yawing 운동

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Secondary Flight Control Surface

 

뒷전 플랩(Trailing Edge Flap)과 앞전 플립(Leading Edge Flap) 그리고 스포일로(Spoiler)와 각종 탭(Tab)에 대해 알아볼게요.

 

◈ Flap

 

Flap은 항공기가 이륙하거나 착륙시에 날개 Cambe와 날개 면적을 증가시킴으로써 고양력이 발생해 항공기의 이착륙 거리를 단축시키나 항력이 증가되어 대부분의 저속 경항공기에서는 T/E Flap만 장착하였으나 대형 상업용항공기와 초음속 전투기에서는 양력 증가를 극대화 시키기 위해 L/E Flap도 장착합니다.

L/E Flap
Slat / Slot	● Slat은 일반적으로 L/E에 장착 되어 있어 양력계수를 증가시키는 역할 수행 ● Slot은 Slat과 L/E 사이의 공간으로 공기 흐름을 제어해 박리를 지연 시켜 양력을 증가시키는 역할 수행
Krueger Flap	● L/E 아래에 접혀있다 펴지며 Camber를 증가시키고 L/E 반경을 증가 시킴
Droop Flap	● L/E의 일부를 아래로 꺾어 L/E 반경을 증가시킴
T/E Flap
Plain Flap	● Hinge로 연결된 날개 T/E를 아래로 내료 Camber를 증가시킴
Split Flap	● T/E를 내료 Camber를 증가시킴
Fowler Flap	● 날개 면적 증가 + Chamber 증가 + Slot 발생 → 양력 계수 값이 가장 크게 증가 ● Double 또는 Triple Slotted Fowler Flap을 주로 사용

 

L/E Flap 종류

T/E Flap의 종류

 

 

◈ Spoiler

 

Spoiler는 Aileron이 항공기의 옆놀이 운동과 가로안정성을 돕기 위해 작동될 때 인위적으로 올라가며 속도 제동기의 기능을 수행하기 위해 양쪽 동시에 완전히 펼쳐지기도 합니다.

Flight Spoiler	● 급강하 필요시 사용 ● Wing to Body Fairing 쪽 Spoiler만 작동 ● 지상(GRD)에서의 반 정도만 올라옴
Ground Spoiler	● 모든 Spoiler가 최대 각도로 작동 ● Landing Rejected Takeoff 시, Auto로 작동 (조건 : GRD Mode & T/L Flap이 Idle 상태)
Roll Spoiler	● Rolling Assist의 역할로 사용

Spoiler

 

 

◈ Tab

 

항공기가 고속 비행 중 조종면에 대한 공기의 힘은 조종면을 움직이는데 그리고 편향된 위치에서 조종면을 유지하는데 어렵게 만듭니다. 조종면도 유사한 이유로 너무 민감하게 되므로 여러 형태의 Tab이 이들의 문제점을 보조하기 위해 사용됩니다.

 

Tab의 작동은 대부분 Primary Flight Control Surface와 반대로 작동하는 조종력 경감 장치라고 생각하시면 됩니다.

 

참고로 Trim Tab만 조종력을 0으로 만들고 나머지 Tab은 조종력을 경감시킵니다.

Trim Tab	● 조종사에 의해 작동되며 독립된 연결 장치 사용 ● 비행 중 움직임 없는 균형 상태 ● Elevator를 이용햐 기수 조종할 때 조종사가 힘을 주지 않아도 기수를 고정시킬 수 있는 것으로 Hinge의 모멘트를 감소시켜 조종력을 0으로 조정하는 장치
Balance Tab	● 조종면을 작동시킬 때 작동되며 조종면 연결 장치에 결합 ● 1차 조종면이 움직이는 방향과 반대로 움직이도록 기계적으로 연결되어 조종력을 향상시켜 주는 장치
Servo Tab	● 1차 조종면이 아닌 Tab에 연결되어 있으며 조종면 보다 작은 Tab을 이용하기 때문에 좀 더 세밀한 조종이 가능하게 조종력을 경감시켜주는 장치
Spring Tab	● Servo Tab에 직접 연결되어 스프링 장력을 이용해 조종력을 경감시키는 장치 ● 저속 비행 시, 작동하지 않음

Tab의 종류

 

◈ Stabilizer

 

Stablizer는 Horizontal Stabilizer와 Vertical Stabilizer가 있습니다.

Horizontal Stabilizer	● Elevator와 같이 날개의 붙임각 조절 ● 항공기의 Pitching 안정성을 증가
Vertical Stabilizer	● 항공기의 방향 안정성에 영향 ● 전방에 Dorsal Fin, 후방에 Rudder가 위치

 

Horizontal Stabilizer 및 Vertical Stabilizer

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여기까지 '비행조종계통'에 대해서 알아보았습니다.

 

위의 내용은 가장 기본적인 내용만 있을뿐 자세한 내용은 표준서를 참고하시면 좋을 것 같아요.

 

혹시나 틀린 부분이 있다면 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.

 

다음에는 '연료계통'에 대해서 알아볼게요~ 그럼 안녕~~~