KR19990017700A - 항공기 주익 - Google Patents

Abstract

항공기 주익에 관해 개시한다. 본 발명의 항공기 주익은, 상하부면에 소정의 곡률을 가지는 주익본체, 상기 주익본체의 후단부에 형성된 트레일링엣지부, 상기 트레일링엣지부에 회동 가능하게 설치된 스포일러와 플랩, 상기 플랩에 회동 가능하게 설치되며 상기 스포일러와 연계하여 회동되는 가변플랩스킨 및 상기 플랩에 설치되어 가변플랩스킨을 지지하는 탄성수단을 구비하여 된 항공기 주익은 데드 존을 없애 공력특성이 향상되는 효과가 있다.

Description

항공기 주익

본 발명은 항공기 주익에 관한 것으로서, 상세하게는 데드 존(DEAD ZONE)을 없애 공력특성이 향상된 항공기 주익에 관한 것이다.

항공기의 주익에 작용하는 공기 역학적인 힘 중에서 양력과 항력은 가장 중요하다. 양력은 항공기를 공중으로 들어올리는 힘으로 날개의 윗면과 아랫면 사이에 흐르는 기류의 압력 차이에 의해서 발생되는 힘이다. 이 힘 즉, 양력은 항공기 주익의 상하부면의 공기의 속도의 차이에 의하여 발생되며 중력에 대향되는 힘이다.

베르누이의 정리에 따라, 상기 상부곡면을 흐르는 공기의 속도가 하부곡면을 흐르는 공기의 속도보다 빨라지면, 상기 상부의 공기 압력이 하부의 공기압력보다 낮아져 발생된다.

그리고, 항공기의 전진력에 의한 추력과 그 자체에 수반하여 후향으로 또 하나의 힘이 생기는데, 이 힘을 항력이라 한다. 항력은 항공기가 전진하는 것을 방해하고 결과적으로 양력의 저하를 초래하며, 항공기가 순항할 때 뿐만 아니라 이착륙할 때에도 바람직하지 않은 영향을 준다.

도 1 내지 도 3에는 종래의 항공기 주익(10)의 구성이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 항공기 주익(10)은 본체 역할을 하는 듀랄미늄과 같은 알루미늄 합금재료를 사용한, 유선형으로 된 주익본체(13)와 상기 주익본체(13)의 후면에 결합되는 트레일링엣지부(trailing edge part)(11)로 형성된다. 상기 주익(10)은 그 선단부에 소정의 곡률을 갖는 리딩 엣지(leading edge)(13a)가 형성되어 있고, 그 후단부에는 상기 트레일링엣지부(11)가 설치되어 있다. 상기 트레일링엣지부(11)는 항공기의 상승과 하강을 조정하는 것으로서 양쪽 주익(10)에 설치된 플랩(FLAP)(11b), 상기 플랩(11b)의 상부에 설치되는 스포일러(SPOILER)(11a), 상기 플랩(11b)을 보조하는 보조익(12)을 포함한다.

도 3을 참조하여 보면 상기 플랩(11b)의 상부 곡률면은 스포일러(11a)가 안착되어 데드 존(DEAD ZONE)(A)을 줄이기 위하여 곡선으로 연결되지 못하고, 매끈하지 못한 연속면으로 형성되어 있다.

상기와 같은 구조를 가진 종래의 항공기 주익(10)은 다음과 같이 작동한다.

먼저 항공기가 이륙하기 위해서 전진함에 따라 상기 주익(10)의 상,하부면을 타고 기류가 진행한다. 동시에 상기 플랩(11b)은 항공기의 이륙시, 도시되지 않은 구동수단에 의하여 소정 각도로, 하방으로 회동되며 이때 트레일링엣지부(11)의 스포일러(11a)는 움직이지 않고 그대로 있게된다. 이는 이륙에 필요한 최대의 양력을 얻기 위해서 주익(10)의 면적과 곡률을 최대화 시켜 양항비를 높이기 위함이다. 즉, 플랩(11b)을 내리면 주익(10)의 양력이 증가하여 최소속도를 감소시킬 수 있으므로 이착륙거리를 단축하는데 도움이 된다.

상기 스포일러(11a)가 공기흐름의 방향을 상기 플랩(11b)의 상부 면으로 유도하면, 상기 플랩(11b)의 상부 곡률면은 매끈하지 못한 연속면으로 형성되어 있으므로 상기 플랩(11b)의 상부 곡률면에서는 공기저항이 발생되는 문제점이 있다.

또한 항공기가 순항시에 상기 플랩(11b)은 도 3에 도시된 바와 같이 스포일러(11a)의 하방으로 장입되고, 상기 주익(10)의 상,하부면을 타고 기류가 진행하여 유로를 형성한다. 이때 상기 스포일러(11a)의 후부 단부와 플랩(11b)의 상면 사이에는 데드존(A)이 생긴다. 상기 데드 존(A)의 깊이는 스포일러(11a)의 후단부의 두께와 상기 스포일러(11a)와 플랩(11b)의 상면 사이 틈새를 합친 정도이다. 상기 데드존(A)은 상기 유로를 지나는 기류에 대하여 공기저항을 발생시켜 주익(10)에 항력을 증가시킨다. 따라서 상기 데드 존(A)은 공력성능을 저하시키는 문제점이 있다.

또한 항공기가 착륙시에는 먼저, 주익 본체(13)의 상면에서 최대 수직 방향까지 회동 가능한 스포일러(11a)는 상방으로 회동된다. 이후 상기 스포일러(11a)에 정면 충돌되는 기류에 의해, 상기 스포일러(11a)의 후면에 위치한 상기 플랩(11b)의 상부면을 지나는 기류는 와류화되고 또한 상기 와류화된 기류는 상기 플랩(11b)의 상부면의 매끈하지 못한 곡률을 타고 흐르면서 더 강해져 공력성능을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 주익 후단의 트레일링엣지부에 설치된 스포일러의 후단부와, 플랩의 상부면 사이에 형성되는 데드존에 의하여 발생되는 공기저항을 줄여 항력을 감소시킬 수 있는 공력특성이 개선된 항공기 주익을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 항공기를 도시한 개략적인 사시도.

도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 의 개략적인 단면도.

도 3은 종래의 항공기 주익에 있어서, 트래일링엣지부의 개략적인 확대단면도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 순항시의 항공기 주익의 개략적인 단면도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착륙시의 항공기 주익의 개략적인 단면도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이륙시의 항공기 주익의 개략적인 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 주익 11a : 스포일러

11 : 트레일링엣지부 11b : 플랩

12 : 보조익 13 : 주익본체

41b : 가변플랩스킨 410 : 힌지

420 : 단붙이 430 : 스프링

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 항공기 주익은, 상하부면에 소정의 곡률을 가지는 주익본체, 상기 주익본체의 후단부에 형성된 트레일링엣지부, 상기 트레일링엣지부에 회동 가능하게 설치된 스포일러와 플랩, 상기 플랩에 회동 가능하게 설치되며 상기 스포일러와 연계하여 회동되는 가변플랩스킨 및 상기 플랩에 설치되어 가변플랩스킨을 지지하는 탄성수단을 구비한다.

또한 상기 탄성바이어스수단은 상기 가변플랩의 단부와 상기 플랩의 내면에 양 단부가 지지된 스프링인 것을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 탄성바이어스수단은 유압실린더인 것을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 가변플랩스킨의 단부에는 상기 가변플랩스킨과 소정의 단차를 갖는 단붙이가 형성된 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 항공기 주익이 도 4 내지 도 6 에 도시되어 있다. 상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 항공기 주익에는 상기 상하부면에 소정의 곡률을 가지는 주익본체(13), 상기 주익본체(13)의 후단부에 형성된 트레일링엣지부(40), 상기 트레일링엣지부(40)에는 가변플랩스킨(440)이 회동 가능하게 설치되고 또한 플랩(41b)이 힌지 결합된다. 상기 가변플랩스킨(440)의 하부에는 스프링(430)과 같은 탄성수단이 설치된다.

상기 탄성수단의 다른 실시 예로서 유압실린더를 사용하는 것이 가능하며 유압배관이 인근해 있으므로 용이하게 설치할 수 있다.

또한 탄성바이어스된 상기 플랩(41b)의 상부면은 연속된 하나의 곡선을 형성한다. 상기 가변플랩스킨(440)의 단부에는 상기 가변플랩스킨(440)과 소정의 단차를 갖는 단붙이(420)가 형성된다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 항공기 주익(40)은 다음과 같이 동작한다.

항공기가 이륙시, 상기 플랩(41b)은 도 4에 도시된 바와 같이 하방으로 소정각도 회동하고, 스포일러(12a)의 상부면과 플랩(41b)의 상부면 사이에 유로가 생긴다. 상기 스포일러(12a)는 상기 주익 본체(13)에 내장된 유압실린더(미도시)와 연결되어 이륙시 상기 플랩(41b)의 상부 쪽으로 회동된다. 상기 플랩(41b)의 내부에 설치된 탄성수단인 스프링(430)에 의하여 C 방향으로 탄성바이어스된 가변플랩스킨(440)은 단붙이(41b)에 의하여 멈춰져서 상기 플랩(41b)의 상부면의 데드스페이스(A)를 매끈하게 충진함으로써 상기 유로의 기류를 원활하게 유동시켜 공력특성이 향상된다.

그리고, 항공기가 순항시, 상기 플랩(41b)은 유압실린더에 의해 다시 회동되어 트레일링엣지(11)의 하면에 포개어져서 트레일링엣지(11) 내에 장입되어진다. 즉, 상부면의 스포일러(11a)와 가변플랩스킨(440) 사이의 데드존은 도 4 에 도시된 바와 같이 스포일러(11a)를 작동시키는 유압실린더의 압력에 의하여 B 방향으로 힘이 가해져 가변플랩스킨(440)이 눌려지면서 매끈한 연속면으로 된다. 상기 연속면은 종래의 불연속면에 의해서 발생되는 공기저항에 의한 항력을 없앨 수 있다.

도 5를 참조하면, 착륙시 상기 스포일러(12a)를 세우면 그 뒤쪽의 기류가 흐트러져서 주익의 양력이 감소됨과 동시에 공기저항이 현저하게 증가되어 항력이 커짐으로써 착륙할 때 항공기의 속도를 줄이는 브레이크의 구실을 한다. 상기 스포일러(12a)를 세워서 양력을 줄이고 그 항력을 크게 하면 착륙 진입할 때 유효하다. 상기 스포일러(12a)에 정면충돌된 기류를 후단에 위치된 플랩(41b)의 상부면으로 원활히 유동시키기 위해서 본 발명의 특징에 따르는 가변플랩스킨(440)이 스프링(430)에 의해 C 면으로 탄성바이어스 되어 상기 플랩(41b)의 상부면을 연속면의 매끈한 형상으로 바꾸어 기류가 원활히 유동되도록 한다.

도 6을 참조하면, 이륙시 상기 플랩(41b)을 연장시키면 주익(13)의 면적을 확장시켜 양력을 높여준다. 또한 이륙시 본 발명의 특징에 따르는 가변플랩스킨(440)이 스프링(430)에 의해 C 방향으로 탄성바이어스되어 불연속면을 매끈한 형상의 연속면으로 바꾼다. 상기 매끈한 연속면인 플랩(41b)의 가변플랩스킨(440)을 지나는 기류는 공기저항을 발생시키지 않아 공력특성이 향상된다.

본 발명에 따른 항공기주익은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 순항시 데드존으로 인한 공력성능의 향상과 둘째, 이,착륙시 부적합한 플랩의 형상으로 인한 저속성능과 공력성능이 향상된 항공기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 항공기 주익은 상술한 실시 예에 의해 한정되지 않고 본 고안에 속하는 기술적 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 상하부면에 소정의 곡률을 가지는 주익본체, 상기 주익본체의 후단부에 형성된 트레일링엣지부, 상기 트레일링엣지부에 회동 가능하게 설치된 스포일러와 플랩, 상기 플랩에 회동 가능하게 설치되며 상기 스포일러와 연계하여 회동되는 가변플랩스킨 및 상기 플랩에 설치되어 가변플랩스킨을 지지하는 탄성수단을 구비하여 된 항공기 주익.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성수단은 상기 가변플랩의 단부와 상기 플랩의 내면에 양 단부가 지지된 스프링인 것을 특징으로 하는 항공기 주익.
3. 제1항에 있어서, 상기 탄성수단은 유압실린더인 것을 특징으로 하는 항공기 주익.
4. 제1항에 있어서, 상기 가변플랩스킨의 단부에는 상기 가변플랩스킨과 소정의 단차를 갖는 단붙이가 형성된 것을 특징으로 하는 항공기 주익.
5. 제1항에 있어서, 상기 탄성바이어스된 플랩스킨의 상부는 연속된 하나의 곡선으로 형성된 것을 특징으로 하는 항공기 주익.