[회전익항공기] 헬리콥터이야기(후진회전익 실속, 지면공진)

후진 회전익의 실속 (Retreating Blade Stall)

후진회전익의 실속(Retreating Blade Stall)은 헬리콥터의 회전익 중 후진회전익에서 발생하는 공학적 현상으로, 비행 속도가 일정 수준 이상으로 증가할 때 발생합니다. 이 현상은 후진회전익의 후진 측(회전방향과 반대 방향)에서 기류 속도가 증가하여 로터 날개의 공기 유속 차이가 커지고, 이로 인해 후진회전익의 날개에 발생하는 공기 유속 차이로 인한 양력 감소와 날개의 정찰현상으로 설명됩니다. 이 현상은 헬리콥터의 안정성과 조종 용이성에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 후진회전익의 실속은 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 로터 블레이드의 속도 차이로 인해 후진회전익에서는 회전방향과 반대 방향으로 회전하며, 이로 인해 후진 측 날개의 속도는 상대적으로 증가하게 됩니다. 이로 인해 후진회전익의 날개 간 속도 차이가 커지게 되고, 이는 날개의 양력 발생에 영향을 줍니다. 또한 후진회전익의 후진 측에서는 헬리콥터의 비행 속도로 인해 기류 속도가 증가합니다. 이로 인해 후진회전익의 후진 측 날개에는 상대적으로 공기 유속이 빨라지게 되고, 전진 측에 비해 날개에 가해지는 압력이 낮아집니다. 그래서 후진회전익의 후진 측 날개에서는 상대적으로 공기 유속이 빨라지고, 압력이 낮아지는 영향으로 양력이 감소합니다. 이로 인해 후진회전익은 후진 측에서의 양력 부족으로 인해 안정성을 잃게 되고, 회전 익의 기울기가 증가하게 됩니다. 후진회전익의 날개 각도와 프로필 형상은 후진회전익의 실속에 영향을 줄 수 있습니다. 날개의 각도와 프로필 형상이 최적화되지 않은 경우, 후진회전익에서의 실속 발생 가능성이 높아질 수 있습니다. 후진회전익의 실속은 안정성 문제를 야기할 수 있으며, 이로 인해 헬리콥터의 비행 성능과 조종 용이성이 저하될 수 있습니다. 이를 예방하기 위해 후진회전익의 구조 및 설계 개선을 하여 후진회전익의 날개 각도와 프로필 형상을 최적화해 실속 발생 가능성을 최소화할 수 있습니다. 구조적인 개선과 설계 개선을 통해 후진회전익의 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 후진회전익의 실속은 비행 속도가 일정 수준 이상으로 증가할 때 발생하므로, 안전한 비행 속도 범위를 설정하여 실속 발생 가능성을 제한할 수 있습니다. 비행 속도 제한은 헬리콥터 운영자와 조종사들에 의해 엄격하게 준수되어야 합니다. 후진회전익의 실속에 대한 이론적인 이해와 실제 비행 상황에서의 대응 능력을 향상시키기 위해 조종사들은 충분한 훈련과 비행 경험을 쌓아야 합니다. 후진회전익의 실속을 인식하고, 실전에서의 대응 능력을 향상시키는 것이 중요합니다. 후진회전익에서의 실속이 발생하는 비행 상황을 감지하고, 이에 대응하기 위한 대응 방법을 학습하고 익히는 것이 중요합니다. 조종사들은 후진회전익의 실속이 발생할 경우 적절한 비행 기법을 사용하여 안전한 조종을 유지할 수 있어야 합니다.

지면공진

헬리콥터의 지면공진은 헬리콥터가 특정 비행 고도에서 지면과의 상호작용으로 인해 발생하는 현상입니다. 이는 헬리콥터의 로터 블레이드와 지면 사이의 공기 유동 패턴이 일정한 주기로 상호작용하여, 헬리콥터의 진동이 증폭되는 현상을 의미합니다. 지면공진은 헬리콥터의 안정성과 비행 조작에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나로 알려져 있습니다. 지면공진은 주로 고도가 낮은 비행 상황에서 발생하며, 헬리콥터의 로터 블레이드와 지면 사이의 공간이 좁을 때 더욱 두드러지게 나타납니다. 이 현상은 헬리콥터의 로터 블레이드와 지면 사이의 공기 유동이 주기적으로 발생하여, 공기 유속의 차이로 인해 로터 블레이드에 가해지는 압력 변화가 주기적으로 발생하게 됩니다. 이로 인해 헬리콥터의 로터 시스템과 구조에 의한 공명 주파수와 지면과의 상호작용 주파수가 일치하여 진동이 증폭되는 것입니다. 지면공진은 헬리콥터의 안정성과 조종 용이성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 증폭된 진동은 조종사의 조작을 어렵게 만들고, 헬리콥터의 구조에 영향을 미쳐 손상을 초래할 수도 있습니다. 따라서 지면공진을 예방하고 완화하기 위해 다양한 대응 방안이 존재합니다. 첫째로, 지면과의 안전한 비행 고도를 유지하는 것이 중요합니다. 지면과의 간격을 충분히 확보하여 로터 블레이드와 지면 사이의 공간을 넓히는 것이 필요합니다. 또한 비행 중에는 지면과의 거리를 유지하기 위해 조종사의 경험과 훈련이 필요합니다. 둘째로, 헬리콥터의 로터 시스템과 구조를 최적화하여 진동을 완화시킬 수 있습니다. 로터 블레이드의 설계와 조립, 밸런싱, 진동 감지 및 제어 시스템 등을 개선하는 것이 중요합니다. 또한 로터 블레이드와 지면 사이의 공기 유동을 제어하거나 방해하는 장치를 도입하여 진동을 완화할 수도 있습니다. 셋째로, 고도가 낮은 비행 상황에서는 비행 속도를 조절하여 지면공진을 완화할 수 있습니다. 일정 속도 이상에서는 공기 유동의 효과로 인해 지면공진이 감소하므로, 비행 속도를 조절하여 안정성을 유지할 수 있습니다. 지면공진은 헬리콥터 비행 중에 발생할 수 있는 중요한 현상이지만, 위에서 언급한 대응 방안을 적용함으로써 이를 예방하고 완화할 수 있습니다.