비행사의 다이어리

고정피치 프로펠러(Fixed-Pitch Propeller)의 한계 블레이드의 피치가 변하지 않고 고정되어있는 프로펠러를 '고정피치(Fixed-Pitch) 프로펠러'라고 합니다. 이러한 고정피치 프로펠러는 비단 비행기 뿐 아니라, 고무동력기 프로펠러부터 드론 프로펠러까지 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 단순한 형태의 프로펠러 입니다. 앞서 '프로펠러의 기본원리'에서 프로펠러의 RPM과 비행기의 속도가 변하게 되면 프로펠러 블레이드가 받는 상대풍도 달라지게 되기 때문에, 프로펠러의 피치가 고정된 상태에서는 양항비가 좋은 받음각(AOA)을 유지하기가 어렵다고 말씀드렸는데요. Thus, propeller AOA is the product of two motions: propeller rotation about ..

프로펠러는 아음속으로 비행하는 많은 비행기에서 채택하고 있는 대표적인 추진기 입니다. 프로펠러가 추진력을 내는 원리는 매우 직관적이며 단순합니다. 그냥 비행기의 날개가 돌고 있다고 생각하시면 됩니다. 따라서 날개에서 양력이 발생하듯 프로펠러의 블레이드에서도 똑같이 양력이 추력의 형태로 나타나게 됩니다. 그러므로 비행기의 날개와 마찬가지로 뉴턴 제3법칙인 '작용과 반작용' 그리고 '베르누이의 법칙'으로 추력이 나타나는 원리를 설명할 수 있습니다. 우선 '작용과 반작용'의 관점에서 살펴보면, 날개의 'DOWN WASH'가 프로펠러에서는 '프로펠러 후류(PROP WASH)'가 되어 공기의 유량(질량)을 뒤로 밀어내어(작용) 비행기를 앞으로 나아가게(반작용) 만듭니다. 또한 '베르누이의 법칙'의 관점에서도, 공..

앞서 "실속(Stall)과 하중계수(Load factor)" 글을 통해 비행기에 걸리는 하중(Load)이 증가할수록 실속속도(Stall speed)가 증가한다는 사실을 알 수 있었습니다. 또한 "하중계수(Load factors)" 글에서 살펴보았듯이 하중이 증가는 무게가 증가한 것 처럼 비행기에 부담을 주기 때문에, 비행기의 기체가 버텨낼 수 있는 범위내에서 하중을 제한해야 한다는 사실 또한 알 수 있었습니다. 이와 같이 하중에 따라서 변화하는 비행기의 실속속도, 그리고 제한하중, 거기에 기체가 버틸 수 있는 속도의 한계를 반영하여 비행기의 전반적인 운용한계를 쉽게 알아볼 수 있도록 다이어그램(Diagram)으로 나타내기도 하는데, 이것이 바로 아래 그림과 같은 'Vg 다이어그램'입니다. 여기서 눈여겨 ..

바로가기 목차 실속(Stall)에 대한 오해와 진실 - 실속속도(Stall speed) - 가속실속(Accelerated stall) 하중계수(Load factor)가 실속(Stall)에 미치는 영향 - 하중계수(Load factor)와 실속속도(Stall speed) - 선회(Turn)와 실속속도(Stall speed) 가속실속의 회복(Accelerated stall recovery) 실속(Stall)에 대한 오해와 진실[목차] 간혹 실속을 날개에서 양력이 완전히 사라진 상태로 오해하는 경우가 있는데, 이는 사실이 아닙니다. 실속은 받음각이 임계받음각 이상으로 과도하게 증가하여 날개를 흐르던 공기가 박리되고 양력이 '감소'함으로써 힘의 평형이 깨지게 되어 중력을 버텨낼 수 없는 상태에 들어간 것일 뿐,..

양력(Lift)과 하중(Load) 비행기에 작용하는 힘의 평형이 깨지면, 비행기는 어느 한쪽으로 힘을 받는 '가속도 운동'을 하게 됩니다. 가령 비행기에 작용하는 양력(Lift)이 중력(Weight)보다 커지게 되면 비행기의 운동은 양력이 가해지는 방향으로 변화하게 됩니다. 그리고 이렇게 가속도 운동이 일어나게 될 때, 반대 방향으로 동일한 가속도의 크기를 가진 '관성력'이 나타나게 됩니다. 이와같이 관성력은 가속도에 영향을 받기 때문에 비행기의 운동을 빠르게 변화시키는 급격한 기동을 할 수록 관성력은 커지게 됩니다. 이러한 관성력이 나타나게 될 때 실제 느껴지는 비행기의 중량은 달라지게 되는데, 더 무거워 질 수도 있고, 더 가벼워 질 수도 있고, 그리고 가벼워지는 것을 넘어 무중력 상태 혹은 중력이 ..

비행기의 상승과 강하도 선회와 마찬가지로 양력을 변화시켜 비행기의 비행방향을 바꾸면서 이루어지게 됩니다. 그리고 일단 비행방향이 상승 또는 강하하는 방향으로 바뀌게 되면, 다시 양력은 수평비행을 할 때와 거의 동일하게 돌아와야 일정한 각도로 상승 또는 강하를 할 수 있습니다. 비행기의 상승(Climb) 직진수평비행에서 상승비행으로 전환하기 위해서는 제일먼저 양력이 증가하여야 합니다. 중력보다 큰 양력은 항공기를 위로 가속시키게 되며 직진경로를 상승경로로 변화시키게 됩니다. 그리고 일단 원하는 상승경로로 진입하고 나서는 양력을 다시 감소시켜 직진수평비행을 할 때와 마찬가지로 힘의 평형을 유지시켜야 합니다. 만약 계속 증가된 양력을 감소시키지 않고 유지하거나 더 증가시키게 되는 경우, 궁극적으로는 아마, 루..

바로가기 목차 비행기의 선회 기울어진 양력 비행기의 선회와 원운동 - 구심력과 원심력 - 선회 반지름(Turn radius) - 선회율(Rate of turn, ROT) 선회 중 고도유지의 문제 - 하중계수(Load factor) 선회 중 YAW 현상이 나타날때 - Slipping 선회 - Skidding 선회 - 러더의 사용 비행기의 선회[목차] 고체 위를 달리는 자동차나 액체 위를 떠다니는 배와 달리 기체속에서 움직이는 비행기는 러더를 사용해 기수의 방향을 바꾸어도 공기중을 계속해서 미끄러져(slip) 나아가는 경향이 강해 운동 방향이 크게 변하지 않습니다. 물론 러더만 사용하여도 운동방향이 크게 변하지 않을 뿐, 어째든 운동방향이 변하기 때문에 선회를 할 수는 있으나, 선회가 오래 걸릴 뿐 아니라 ..

앞서 '방향안정성' 파트에서 방향안정성이 커지는 것이 반드시 좋은 것 만은 아니라고 언급 했었습니다. 즉, 가로안정성 과 방향안정성 중 어느하나가 상대적으로 너무 약하거나 강하면 복원력의 균형을 해칠 수 있기 때문입니다. 그렇다면 왜 가로안정성과 방향안정성은 서로 균형을 이루어야 하는지 자세히 살펴봅시다. 바로가기 목차 사이드슬립(SIDE SLIP) Free Directional Oscillations(Dutch Roll) Spiral instability Dutch roll VS Spiral instability 사이드슬립(SIDE SLIP)[목차] 대부분의 가로안정성의 복원력은 상대풍을 비스듬히 받게되는 '사이드슬립' 상태에서 나타나게 됩니다. 그런데 방향안정성은 그러한 사이드슬립을 없애는 쪽으로 작..

이번에 살펴볼 '방향안정성(또는 수직안정성)'은 비행기의 수직축(Vertical axis)을 중심으로 하는 YAWING 운동에 대한 안정성 입니다. 갑작스럽게 YAWING이 발생하여 비행기의 진행방향과 기수가 일치하지 않게 되었을때 방향안정성은 기수를 다시 진행방향과 일치시켜주는 역할을 합니다. 즉, 간단히 말해, 방향안정성은 SLIP을 제거하는 역할을 합니다. 따라서 방향안정성의 이러한 특성은 날개가 기울어(bank)졌을 때 나타나는 사이드슬립(SIDE-SLIP)을 제거하여 비행기가 '선회'를 할 수 있도록 도와주기도 합니다. 그렇다면 방향안정성에 미치는 요인들에는 어떤 것들이 있을까요? 방향안정성은 앞서 가로안정성에서 살펴 보았던 용골효과(Keel effect)와 매우 밀접한 관련이 있습니다. 그래서..