항공기 안정성에 대해 - Directional Stability(5)

Direction Stability가 무엇인가?

1. 비행하는 항공기가 갑자기 Gust를 만나게 되면 Pitch도 바뀌겠지만 Yawing 또한 일어날 수 있다. 기수가 왼쪽이든 오른쪽이든 Yawing이 발생한다. 이렇게 되었을 때 항공기가 다시 원래대로 기수가 잘 돌아오는가를 Directional Stability라고 한다.

Sideslip Angle

1. Gust에 의해 항공기의 기수도 돌아가게 될 것이다. 돌아간 항공기의 기수가 가리키는 방향으로 항공기가 진행하지 않고 원래 항공기 기수 방향으로 항공기가 진행하게 되는데 이것을 Sideslip이라고 하며 항공기의 수평축과 Relative Airflow 사이 각이 생기게 된다. 이것을 Sideslip Angle이라고 한다.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   이때 Positive Static Directional Stability를 가진 항공기는 Sideslip Angle이 발생하게 되면 다시 원래 기수 방향으로 돌아가려는 힘이 생기게 되고 다시 원래대로 돌아가게 된다.

Vertical Stabilizer와 Dorsal Fin

1. 항공기가 Positive Static Directional Stability를 가지게 해주는 Vertical Stabilizer와 Dorsal Fin이라는 것이 있다.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   Dorsal Fin은 항공기 꼬리날개에 같이 붙어있는 것인데 원리는 Sideslip Angle이 발생하였을 때 Dorsal Fin과 Relative Airflow 사이 AOA가 발생하면서 Lift를 발생시킨다. 차근차근 아래 그림을 보면서 다시 알아보자.

   

   출처 : Jeppesen JAA ATPL - Principles of Flight

   항공기가 Gust를 만나서 Sideslip Angle이 발생했다고 가정하자. 이렇게 되면 Dorsal Fin의 오른쪽 부분에 Airflow가 흐리게 된다. Dorsal Fin의 오른쪽을 Wing의 아랫면에 대입시키고 Dorsal Fin의 왼쪽을 Wing의 윗면에 대입시키면 Lift는 Dorsal Fin의 오른쪽에서 왼쪽으로 발생하고 이 힘은 항공기 기수를 오른쪽으로 움직이게 하여 다시 원래대로 기수를 돌려놓는다.