최첨단 슬롯

Leading-edge slot
STOL 항공기의 최첨단 슬롯

선행 에지 슬롯은 일부 항공기의 날개에 고정된 공기역학적 특성으로 스톨 속도를 줄이고 우수한 저속 핸들링 품질을 촉진합니다.선행 엣지 슬롯은 각 날개의 스팬스페이스 갭으로, 날개 아래에서 상부 표면으로 공기가 흐를 수 있도록 합니다.이러한 방식으로 더 높은 공격 각도로 비행할 수 있으므로 정지 [1]속도를 줄일 수 있습니다.

목적과 개발

PZL-104M Wilga 2000의 윙에 풀스팬의 선행 엣지 슬롯을 탑재

약 15° 이상의 공격 각도에서 다수의 에어포일이 스톨 안으로 들어갑니다.이러한 에어포일을 고정 선단 슬롯으로 개조하면 정지 각도가 22°~25°[2]로 증가할 수 있습니다.

슬롯은 Handley Page에 의해 1919년에 처음 개발되었고, 슬롯을 가지고 비행한 최초의 항공기는 개량된 에어코 DH.9A인 실험용 H.P.17이었다.그들의 발명품은 프레드릭 핸들리 페이지 경과 구스타프 라흐만이 공동 개발한 것으로 알려져 있다.제어 가능한 슬롯이 장착된 최초의 항공기는 Handley Page H.P.20이었다. 설계를 허가하는 것은 1920년대에 [3]Handley Page의 주요 수입원 중 하나가 되었다.

유사하지만 접을 수 있는 첨단 장치를 [4]슬랫이라고 합니다.슬랫이 열리면 슬랫과 윙의 나머지 부분 사이에 슬롯이 형성됩니다.슬랫을 접으면 항력이 줄어듭니다.

고정 선단 슬롯은 에어포일 섹션의 최대 리프트 계수를 40% 증가시킬 수 있습니다.슬랫과 함께 최대 리프트 계수의 증가는 50% 또는 60%[2][5]가 될 수 있습니다.

후행 에지 플랩과 달리, 선행 에지 슬롯은 [6]캠버를 변경하지 않기 때문에 제로 공격 각도에서 리프트 계수를 증가시키지 않습니다.

작동

스틴슨 108-3 날개 부분 스팬 선행 엣지 슬롯
풀스팬 슬롯을 갖춘 파이젤러 스토치
풀스판 슬롯을 나타내는 제니스 STOL CH 701

리딩 엣지 슬롯은 윙의 리딩 엣지 뒤에 고정된(닫히지 않는) 틈새입니다.날개 아래쪽의 공기는 슬롯을 통해 날개 위쪽의 저압 영역을 향해 가속하여 위쪽 날개 표면과 평행하게 이동하는 슬롯에서 빠져나갈 수 있습니다.이 고속 흐름은 상면에 부착된 경계층과 혼합되어 상면으로부터의 경계층 분리를 지연시킵니다.

슬롯은 당연히 사용하는 항공기에 패널티를 부과합니다.비슬롯 [7]날개에 비해 드래그에 기여하기 때문입니다.저속에서의 추가 항력은 스톨 속도의 감소와 핸들링 특성 개선으로 인해 허용되지만, 고속에서는 슬롯의 추가 항력이 정속 주행 속도를 줄이고 단위 거리당 연료 소비량을 증가시키기 때문에 상당한 단점이 됩니다.

슬롯의 크루즈 드래그를 줄이는 한 가지 방법은 슬롯을 닫을 수 있도록 하는 것입니다.이 배치를 최첨단 슬랫이라고 합니다.공기역학적으로 슬랫은 고정 슬롯과 같은 방식으로 작동하지만 필요하지 않을 때는 더 빠른 속도로 접을 수 있습니다.슬랫은 [4][7]슬롯보다 무겁고 복잡합니다.

공격 각도가 낮을 경우 슬롯을 통과하는 기류는 그다지 크지 않습니다.다만, 항력의 원인이 됩니다.공격 각도가 점차 높아지면 슬롯을 통과하는 공기의 흐름이 점점 더 중요해져 날개 아래의 높은 압력 영역에서 날개 위쪽의 낮은 압력 영역으로 가속됩니다.높은 각도의 공격에서는 에어포일에 비해 가장 빠른 비행속도는 상부 표면에서 전방 가장자리에 매우 근접합니다.이 국지적인 기속이 빠른 영역에서는 피부 마찰력(점근력)이 매우 높으며, 상부 날개 슬롯에 도달하는 경계층은 이 마찰로 인해 총 압력(또는 총 기계적 에너지)의 대부분을 상실했습니다.반면 슬롯을 통과하는 공기는 이 같은 국소적인 공기 속도나 높은 피부 마찰이 발생하지 않았으며 총 압력은 프리스트림 값에 근접해 있습니다.상부 표면 경계층과 슬롯을 통해 도달하는 공기가 혼합되면 경계층이 다시 활성화되고 경계층은 슬롯이 없는 [2]경우보다 더 높은 공격 각도로 날개 윗면에 부착된 상태로 유지됩니다.따라서 최첨단 슬롯은 경계층 [2]제어의 초기 형태 중 하나였습니다.

최첨단 슬롯 적용

선행 엣지 슬롯에는 일반적으로 풀 스팬과 부분 [4]스팬의 2가지 타입이 있습니다.

풀스팬 슬롯은 일반적으로 피젤러 스토치, 도니어 도 27, PZL-104M 윌가 2000 및 제네어 CH 701 STOL과 같은 단거리 이륙 및 착륙 STOL 항공기에서 볼 수 있다.그들의 주된 목적은 항공기가 정지 [8]각도에 도달하기 전에 더 높은 공격 각도로 비행할 수 있도록 하는 것이다.

전문 STOL 항공기 이외의 항공기에서 최대 스팬 슬롯은 심각한 단점이 있다. 왜냐하면 스톨에서 높은 공격 각도를 이용하기 위해서는 일반적으로 높은 항력을 유발하거나 [9]기체 내부에 쉽게 수용될 수 있는 것보다 긴 언더캐리지 레그가 필요하기 때문이다.

부분 스팬 슬롯은 일반적으로 날개 바깥쪽 부분에만 있으며, 날개 안쪽 부분보다 높은 각도로 날개 위쪽의 공기 흐름이 중단되지 않도록 합니다.이렇게 하면 윙 루트가 먼저 정지하고 부드러운 정지 동작에 기여하며 [2][4]정지 전체에 걸쳐 보조기 제어를 유지할 수 있습니다.이 방법으로 슬롯을 사용하면 윙에 워셔아웃을 사용하는 것과 유사한 결과를 얻을 수 있지만 다른 방법을 사용합니다.부분 스팬 고정 슬롯을 갖춘 항공기의 예로는 스틴슨 108, 브리스톨 뷰포트, 록히드 허드슨, 도니어 도 28D-2 스카이서반트가 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Kermode, A.C., 비행기계, 제3장
  2. ^ a b c d e Clancy, L.J., 공기역학, 섹션 6.9
  3. ^ 비행 100주년 2012-10-10년 웨이백 머신에서 2008-02-19 회수
  4. ^ a b c d 항공 출판사한정, From the Ground Up, 26 페이지 (27차 개정판) ISBN0-9690054-9-0
  5. ^ Kermode, A.C., Mechanics of Flight
  6. ^ Kermode, A.C., Mechanics of Flight
  7. ^ a b Abbott and Von Doenhoff, 날개 부분 이론, 섹션 8.6
  8. ^ 크레인, 데일: 항공 용어 사전, 제3판, 471페이지.항공용품 및 학회, 1997.ISBN 1-56027-287-2
  9. ^ Kermode, A.C., 비행 메커니즘, 그림 6.6 및 6.7
  • Ira H. Abbott, 그리고 Albert E.Von Doenhoff(1959), 도버 출판사, 뉴욕 SBN 486-60586-8, 윙섹션 이론
  • Aviation Publishers Co. Limited:처음부터, 제27판 개정판.항공출판사유한공사, 1996.ISBN 0-9690054-9-0
  • Clancy, L.J.(1975), 공기역학, 6장 하이 리프트 장치, Pitman Publishing Limited, London ISBN 0-273-01120-0
  • Kermode, A.C.(1972), 비행 메커니즘, 제3장 Aerofoils – Subsonic Speeds (8판) Pitman Publishing Limited, London ISBN 0-273-31623-0

외부 링크