항공기 안정성에 대해 - Forward C.G Limit(3)

Forward C.G Limit가 어떻게 설정될까?

항공기 C.G Limit는 Controlability를 보장하면서 Stability를 보장하기 위해 설정된다.

1. 이전까지 Aft C.G Limit에 대해 알아보았고 이번에는 Forward C.G Limit가 어떻게 설정되는지에 대해 알아보자.
2. Aft C.G에서 알아본 것을 잠깐 가져와보자.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   C.G가 앞으로 이동하면 할수록 y의 길이가 늘어나서 Nose Down Moment가 커지게 된다. 이 말의 뜻은 Gust가 발생하여 순간적으로 항공기 기수가 들리게 되면 항공기에 Nose Down Moment에 의해 다시 기수가 내려온다는 것을 의미하며 Positive Static Stability가 크다는 것을 의미한다.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   C.G가 점점 앞으로 가면 갈수록 Positive Static Stability는 지게 된다. Stability(1)에서 다루었지만 항공기의 Stability가 커지면 Controlability가 떨어진다고 했다. 안정성이 너무 좋다 보니 항공기를 조종하는데 쓰는 힘이 커지는 것이다. 이것을 Stick Force가 커진다고 할 수 있다. 다시 정리하면 C.G가 앞으로 갈수록 조종에 필요한 Stick Force가 커지게 된다.

C.G가 너무 앞으로 가면 어떻게 될까?

1. C.G가 계속 앞으로 가면 Stick Force가 계속 커지게 될 것이고 Controlability가 떨어지게 된다. Forward C.G Limit는 항공기의 최소한의 Controlability를 보장하기 위해 설정된다.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   Aft C.G Limit와 종합하면 항공기 C.G는 Controlability를 보장하면서 Stability를 보장하기 위해 Forward와 Aft C.G Limit를 설정하고 항공기는 항상 비행 전 이 범위 내에 C.G가 위치해 있어야 한다.

Static Longitudinal Stability를 떨어뜨리는 Downwash

1. Air Flow는 동체에 있는 Wing을 지나게 되면 뒤쪽에 Downwash를 만들게 된다.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   Air Flow가 약간 아래로 tilt되어 흐르게 되고 그 Air Flow가 Tail Wing에 흐른다. 이것 때문에 Gust가 발생하게 되면 동체 Wing과 Tail Wing에서 발생하는 AOA의 변화가 다르다. Tail Wing의 AOA가 더 적게 변화하게 된다.

   

   출처 : CAE Oxford Aviation Academy - Principles of Flight

   Tail의 AOA가 더 적으면 그만큼 Nose Down Moment를 적게 발생시킨다는 의미이다. 이것이 Static Stability를 떨어뜨린다.