항공기 동적 모드

Aircraft dynamic modes

항공기의 동적 안정성은 일정한 비폭격 비행 후 항공기가 교란된 후 어떻게 행동하는지 의미한다.[1]

종단모드

진동 동작은 하나의 완전한 진동에 필요한 기간과 절반의 진폭으로 감쇠하는 데 필요한 시간, 또는 동적으로 불안정한 동작에 대한 진폭을 두 배로 증가시키는 시간 등 두 개의 파라미터로 설명할 수 있다. 종방향 운동은 두 개의 뚜렷한 진동, 즉 푸고이드 모드라고 하는 장주기 진동과 단기간 모드라고 하는 단기간 진동으로 구성된다.

푸고이드(장기) 진동

주요 기사: 푸고이드

"푸고이드 모드"라고 불리는 더 긴 주기 모드는 공기 속도, 피치 각도, 고도에 큰 진폭 변화가 있지만 공격 각도 변화는 거의 없는 모드다. 푸고이드 진동은 항공기가 교란되었던 평형 수준 비행 조건을 다시 설정하려고 할 때 일부 평형 에너지 수준에 대한 운동에너지와 잠재적 에너지(높이)의 느린 교환이다. 동작이 느려서 관성력과 감쇠력의 효과가 매우 낮다. 댐핑은 매우 약하지만, 그 기간이 너무 길어서 조종사는 보통 진동이 존재하는지조차 알지 못하고 이 동작에 대해 교정한다. 전형적으로 그 기간은 20-60초다. 이 진동은 일반적으로 조종사가 제어할 수 있다.

단기간 진동

특별한 이름이 없는 짧은 기간 모드를 단순히 "단기 모드"라고 부른다. 단기간 모드는 보통 몇 초의 기간으로 매우 감쇠된 진동이다. 이 동작은 항공기가 무게중심을 중심으로 빠르게 투구하는 것으로, 본질적으로 공격 각도 변화다. 진폭을 값의 2분의 1로 감쇠하는 시간은 대개 1초 순이다. 스틱이 잠깐 교체되었을 때 빠르게 자체 습기를 눅눅하게 만드는 능력은 일반 항공기 인증의 많은 기준 중 하나이다.

횡방향 모드

"측방향" 모드는 롤링 동작과 요잉 동작을 포함한다. 이러한 축들 중 하나의 동작은 거의 항상 다른 축과 결합하므로 모드는 일반적으로 "측방향 모드"[2]로 논의된다.

가능한 횡방향 동적 모션에는 롤 침하 모드, 나선 모드, 네덜란드 롤 모드의 세 가지 유형이 있다.

롤 침하 모드

롤 침하 모드는 단순히 롤링 모션의 댐핑이다. 날개 수준을 직접 복원하기 위해 생성된 직접적인 공기역학적 모멘트는 없다. 즉, 롤링 각도에 비례하는 "스프링 힘/모멘트"를 되돌릴 수 없다. 그러나 긴 날개의 썰매에 의해 만들어진 감쇠 모멘트(롤 레이트에 비례)가 있다. 이것은 롤 컨트롤 입력을 할 때 대형 롤 레이트가 쌓이는 것을 방지하거나 롤 컨트롤 입력이 없을 때 롤 레이트(각도가 아님)를 0으로 감쇠시킨다.

롤 모드는 높은 날개, 이음각 또는 스위프 각도와 같은 설계 특성에서 발생하는 이음 효과를 통해 개선할 수 있다.

네덜란드 롤 모드

주요 기사: 더치롤

두 번째 측면 운동은 네덜란드 롤이라고 불리는 진동 복합 롤과 요 모션으로, 아마도 네덜란드 스케이트 선수들이 만든 같은 이름의 빙상 운동과 유사하기 때문일 것이다; 이름의 기원은 불분명하다. 네덜란드식 롤은 요(Yaw)와 롤(Roll)로 표현될 수 있으며, 그 다음에 평형 조건을 향한 회복, 그리고 이 조건의 오버슈팅과 요(Yaw)와 롤(Roll)로 표현될 수 있으며, 그 다음으로는 다시 평형 자세를 지나치는 등등이 있다. 이 기간은 보통 3~15초 순이지만, 경비행기의 경우 몇 초에서 여객기의 경우 1분 이상까지 차이가 날 수 있다. 댐핑은 큰 방향 안정성과 작은 직각으로 증가하며, 작은 방향 안정성과 큰 직각으로 감소한다. 보통 일반 항공기에서는 대체로 안정적이지만, 동작이 너무 약간 축축해서 그 효과가 매우 불쾌하고 바람직하지 않을 수도 있다. 스윕 백 윙 항공기에서 네덜란드 롤은 요 댐퍼를 설치함으로써 해결되는데, 실제로 방향더 보정을 적용하여 요잉 진동을 감쇠시키는 특수 목적의 자동 조종사가 그것이다. 일부 스윕날개 항공기는 불안정한 더치롤을 가지고 있다. 네덜란드 롤이 매우 가볍게 축축하거나 불안정할 경우 조종사 및 승객 편의보다는 요 댐퍼가 안전 요건이 된다. 이중 요 댐퍼가 필요하며 실패한 요 댐퍼는 비행을 낮은 고도로 제한하고 네덜란드 롤 안정성이 개선되는 마하 수치를 낮출 수 있다.

나선 발산

나선은 내재되어 있다. 직선 및 수평 비행을 위해 다듬어진 대부분의 항공기는 스틱 고정으로 비행할 경우 결국 조임 나선형 비행이 발생할 것이다.[3] 의도치 않게 나선형 다이빙을 입력하면 그 결과는 치명적일 수 있다.

나선형 다이빙은 스핀이 아니다; 그것은 스톨이나 토크가 아니라, 무작위로 롤링과 비행속도를 증가시키는 것으로 시작한다. 조종사가 신속하게 개입하지 않으면 과도한 공기역학적 부하로 인해 또는 지형으로의 비행으로 인해 기체의 구조적 고장을 초래할 수 있다. 그 항공기는 처음에는 어떤 것이 변했다는 것을 거의 나타내지 않는다. 조종사의 "다운" 감각은 비행기의 바닥과 관련된 것으로, 비록 그 항공기가 실제 수직에서 점점 더 많이 굴러 떨어졌지만, 계속된다. VFR 조건에서 조종사는 실제 수평선을 자동으로 사용하여 수평으로부터의 작은 편차를 교정하지만, IMC 또는 어두운 조건에서는 편차가 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 즉, 롤링이 증가하고 더 이상 수직이 아닌 리프트는 비행기를 지탱하기에 불충분하다. 코는 떨어지고 속도는 빨라진다. 나선형 다이빙이 시작되었다.

관련 부대

롤이 오른쪽에 있다고 해. 사이드슬립이 발달하여 좌우로 미끄러지는 현상이 발생한다. 이제 한 번에 한 명씩 결과 힘을 검사하여, 해당되는 모든 우측 방향의 요인, 좌측 방향 요아웃 또는 롤인 또는 -아웃을 호출한다. 슬립 흐름은 다음과 같다.

  • 지느러미, 방향타 및 기타 측면 부위를 왼쪽으로 밀어서 우측 요인(Yaw-in)을 발생시킨다.
  • 측면 부위를 왼쪽으로 밀어서 왼쪽 요 아웃을 유발하고
  • 오른쪽 날개 끝부분을 위로 밀어 올리고, 왼쪽을 아래로 밀어내고, 왼쪽 날개 끝부분을 아래로 밀어 넣는다.
  • 왼쪽 날개가 더 빨리 가고, 오른쪽 날개가 더 느리고, 롤인하고,
  • 항공기 측면 부분을 왼쪽으로 밀어서 이동시킨다.
  • 항공기 측면 부분을 왼쪽으로 밀어 롤인한다.

또한 동체와 날개의 상대적인 수직 위치에 의해 공기역학적 힘이 가해지며, 낮은 날개 구성에서처럼 동체가 날개 위에 있을 경우 롤인 레버리지가 생성되거나, 높은 날개 구성에서처럼 아래에 있을 경우 롤인 레버리지가 생성된다.

프로펠러가 동력 아래에서 회전하는 것은 프로펠러를 통과하는 기류에 영향을 줄 것이다. 그 효과는 스로틀 설정(높은 rpm에서 높음, 낮음에서 낮음)과 항공기의 자세에 따라 달라진다.

따라서 나선형 다이빙은 부분적으로 항공기의 설계, 자세 및 스로틀 설정에 따라 많은 힘의 그물아웃에서 발생한다(취약적 설계는 동력 하에서 나선형 다이빙을 하지만 활공에서는 그렇지 않을 수 있다).

회복

다이빙 항공기는 직선 및 수평보다 운동 에너지(속도 제곱에 따라 달라짐)가 더 많다. 정상으로 돌아가기 위해서는 회복이 이 과잉 에너지를 안전하게 제거해야 한다. 순서는 다음과 같다. 모두 전원 끄기, 수평선 높이 또는 수평선이 손실된 경우 계측기에 맞춰 날개를 수평으로 수평으로 조정한다. 원하는 속도에 도달할 때까지 제어장치의 완만한 역압을 사용하여 속도를 줄인다. 수평을 끄고 전원을 복구한다. 조종사는 항공기가 날개 높이까지 롤링될 때 피치 상승 경향에 주의하여야 한다.

참고 항목

참조

  1. ^ 에트킨, 버나드; 비행의 역학; 1982; ISBN0-471-08936-2
  2. ^ "측면"은 롤링 동작이 세로 축을 중심으로 이루어지더라도 사용된다.
  3. ^ 퍼킨스, 코트랜드, 헤지, 로버트(1949년). 항공기 성능 안정성 및 제어. 존 와일리 앤 선즈. 페이지 431. ISBN 0-471-68046-X