[항공우주공학]3장(비행성능, 안정성 및 조종성) 연습문제 풀이

소개

사단법인 한국항공우주학회의 항공우주학개론 3장 연습문제 입니다.
문제에서 해당하는 각종 그림 등을 첨가해 만점 받은 보고서 입니다.

목차

1. 안정성의 정의를 항공기의 안정성 예로써 설명하라.
(1) 정적 안정성
(2) 동적 안정성
2. 세로 안정성에 영향을 주는 형상인자를 설명하라.
3. 방향 안정성에 영향을 주는 형상인자를 설명하라.
4. 롤 조종성에 영향을 주는 형상인자를 설명하라.

본문내용

8. 세로 안정성에 영향을 주는 형상인자를 설명하라.

항공기의 세로 안정성은 횡축(lateral axis)을 중심으로 항공기의 기수 상하운동에 대한 안정성을 말한다. 종적 안정성은 항공기의 후방부의 수평 안정판에 의해서 안정을 이루며,
[그림-ⓑ]에서 보는 것과 같이 순항속도에서 수평 직진 비행 시에는 프로펠러에서 발생한 추력과 항력이 일치된다. 미부 수평 안정판을 흐르는 공기의 흐름은 상하균형을 이루게 되어 항공기는 동고도 수평 직진 비행을 하게 된다. 항공기의 무게중심점을 중심으로 전방부의 무게는 후방부의 수평 안정판에서 발생하는 음성 양력(negatce lift)에 의해 상호 상쇄되기 때문에 전후방부가 균형을 이루게 된다. 항공기의 추진력이 감소되었을 때에는 [그림-ⓑ]에서와 같이 수평 안정판 하부에 음성 양력(negative lift)이 증가하여 항공기 미부는 하향운동을 하면서 항공기는 상승하게 되나 수평 안정판 하부를 흐르는 공기의 기류는 새로운 양력을 발생하여 원상태로 되돌아가려는 힘이 발생하여 종적 안정을 이룬다. 항공기의 추진력이 증가하였을 때 항공기의 속도는 증가하게 되고 기수 숙여짐이 발생 한다. 수평 안정판 하부를 흐르는 공기의 기류는 [그림-ⓑ]에서와 같이 음성 양력이 감소되기 때문에 미부는 상향 운동을 하고 항공기 기수는 숙여진다. 이때 수평 안정판 상부에서 발생하는 양력에 의해 꼬리 날개를 아래로 밀어 내려 항공기 종적 안정을 이루려는 힘이 발생한다. 종적 안정은 무게 중심의 위치에 따라 영향을 받으며 무게 중심의 위치가 앞에 있을 때 종적 안정이 증가되고, 저속 비행 시는 보다 큰 영각이 요구되며 (stall)속도가 증가한다. 무게중심이 뒤에 있을 때는 종적 안정이 감소되고, 고속 비행 시는 보다 작은 영각으로 비행이 가능하며 실속속도가 감소한다. 때문에 항공기가 실속 및 회전(stall and spin)시 회복이 어렵다. 이와 같은 현상은 자동차의 뒷부분에 많은 짐을 싫었을 때 자동차 핸들이 가벼워지는 현상과 동일하다.

참고자료

· 없음