가로 안정성(Lateral Stability) = 롤링(Rolling)에 대한 안정성


세로 안정성(Longitudinal Stability) = 피칭(Pitching)에 대한 안정성


방향 안정성(Directional Stability) = 요잉(Yawing)에 대한 안정성


정적 안정성(Static Stability) = 별다른 조작 없이 스스로 원래 상태로 안정화되려는 성질




고받음각에서도 우수한 기동성능을 확보하기 위한 KF-X 형상 설계 연구입니다.


고받음각 영역에서 정적 가로/방향 안정성 특성이 우수한 형상을 개발하기 위해 전방동체 형상, 날개 형상 및 위치, 수직 꼬리날개 형상 및 위치의 조합에 대하여 풍동시험이 수행되었습니다. 캐노피, 전방동체, 차인(Chine) 단면 및 각도, 수직 꼬리날개 형상 및 위치, 주날개의 후퇴각, 비틀림각, 상반각, 전후 위치 및 앞전 플랩 옵션 형상이 반영된 형상모델을 3D 프린터로 제작해서 소형 저속풍동에서 테스트했다고 하네요.


시험 결과 날개 형상의 경우 비틀림각이 큰 경우 가로 안정성 특성이 개선되었으며, 날개 위치를 후방으로 이동할수록 방향 안정성 특성이 개선되었습니다. 전방 동체 형상의 시험 결과 평면 투영 형상이 날카로운 형상과 길이가 짧은 형상의 가로 안정성 특성이 개선되었고, 전방 동체의 길이가 길어질 경우 방향 안정성 특성이 개선되는 것이 확인되었습니다. 캐노피 형상의 경우 복좌 형상 캐노피가 단좌에 비하여 가로 안정성 특성이 좋았으며, 캐노피의 위치가 전방으로 이동할수록 가로 안정성 특성이 개선된 반면 방향 안정성 특성은 캐노피가 후방으로 이동할 때 개선되었습니다.


수직꼬리날개의 위치는 바깥쪽으로 이동할수록 딥스톨(Deep Stall) 특성이 개선되었고, 가로 안정성 특성이 개선되었습니다. 또한 전방으로 이동할수록 방향 안정성 특성이 개선되었고, 따라서 수직 꼬리날개의 위치는 가능한 전방, 바깥쪽이 가로/방향 안정성 특성 개선에 유리했다고 합니다. 수직꼬리날개 형상의 경우 앞쪽 각도가 작을수록 가로/방향 안정성 특성이 개선되었습니다. 날개 앞전 플랩 옵션은 시험 결과, 앞전 뿌리 부근의 글로브(Glove) 형상이 가로 안정성 개선에 효과가 있었습니다.






최종적으로, Baseline 형상, 날카로운 전방동체와 -8도 비틀림각, 기본 수직 꼬리날개 형상에서 전방 및 바깥쪽으로 이동한 Opt.1 형상, Opt.1과 동일한 형상에서 전방 동체 길이를 짧게 한 Opt.2 형상, 과도한 날개 비틀림각의 적용이 어려운 점과 수직 꼬리날개의 위치도 내부 배치의 영향으로 제한되는 현실적인 문제를 고려하여 일부 개선 형상안이 제외되고 최종적으로 반영된 C106d-1까지 총 4가지의 형상에 대해 옆미끄럼각(Angle Of Sideslip) 5˚, -5˚ 조건에서 정적 가로/방향 안정성에 대한 평가가 수행되었습니다. 평가 결과, Baseline 형상이 고받음각 구간에서 이탈이 발생한 반면, 그 외의 형상은 대부분 안정성을 유지하는 것을 확인할 수 있었습니다.


다만 이 논문에서 최종 반영된 C106d-1 형상은 전체 받음각에서 방향 안정성은 충족하고 있으나, 가로 안정성은 받음각 일부 영역에서 중립적인 수준으로 나타났습니다. C107에서는 수직미익 형상이 개선되었고, 위치도 전방/바깥쪽으로 이동했다는 점을 고려하면 이후 형상연구에서는 가로 안정성을 향상시키는 것을 중점으로 개선했을 것으로 보입니다.


출처 : 정적 가로/방향 안정성 개선을 위한 전투기급 항공기 형상 연구(한국항공우주학회 2018년 추계학술대회)




위의 연구 논문에서 언급된 개선점들과 C103~C109까지 형상 개선해온걸 보면 더 재미있읍니다