F-15 공기흡입구 가변형인가 ?

2012 포스팅 자료실 2012.09.09 20:51

F-15 전투기 공기흡입구 형상에 대한 고찰

 

 

 

영화 '리턴 투 베이스(Return To Base; 2012년 8월 15일 개봉한 한국 전투기 영화)'를 보다가 문뜩 의문이 들었다.

이륙전 조종사가 탑승하고 캐노피를 닫는 장면에선 분명 공기흡입구가 일자로 뻗어있지만(90도로 꺽임)

이륙하는 장면이나 공중신에선 공기흡입구가 아랫쪽으로 내려간 위의 사진과 같은 형상이었다.

 

이에 대해 알아보기 전에 먼저 초음속과 충격파 발생기에 대해 알아보았다.

 

전에 F-15K 프라모델을 만들때 공기흡입구 속에 이상한 판막을 붙였던 기억이 나는데, 그것은 충격파 발생기로 초음속 비행시 음속이상의 공기흐름을 방해하여 충격파를 만드는 장치로써 충격파가 발생되면 초음속이던 공기흐름이 아음속 이하로 줄어 엔진에 알맞는 공기흐름을 제공하게 된다.

 

충격파에 대해선 '가스터빈엔진'에 나와 있는 글을 통해 좀더 이해해 보겠다.

 

『 충격파는 음파에너지나 압력의 축적으로 정의될 수 있는데, 이것은 물체로 부터 떨어져 나가려는 파장이 계속해서 다가오는 공기흐름 때문에 한 지점에 머물러 있게 되면서 발생한다. 충격파의 유용한 면은 공기흐름이 고 압력의 충격파 영역을 지나면서 속도가 낮아진다는 것이다. ... 공기속도는 마지막 충격파의 뒤에서 거의 마하 0.8로 떨어지고, 다시 확산에 의해 마하 0.5가 된다. 』

 

흡입구 속의 판막을 램프라고 하는데 이 램프는 2개로 되어 있으며 공기속도에 따라 움직이며 충격파를 발생시킨다.

 

 

 

다시 말하면 F-15의 공기흡입구는 흡입구 안쪽에 있는 두 램프가 움직이며 이 램프를 통해 충격파를 발생시키고 공기량을 조절한다고 볼 수 있다.

 

 

그렇다면 F-15의 공기흡입구는 가변형일까 ?

 

일단 그 답은 '그렇다'인것 같다.

 

일단 밑의 두 사진을 보면 확실히 알 수 있다.

 

 

 

 

그렇다면 왜 F-15는 흡입구 속에 램프를 설치하고도 가변형 흡입구로 만든 것일까 ?

 

그 이유는 램효과로 이해할 수 있을 듯 싶다.

 

램효과란 공기흡입구에 들어오는 공기의 빠른 속도에너지를 유효한 압력에너지로 변화시키는 것으로 쉽게 말하자면 기체가 활주로에서 엔진을 가동할 땐 단순히 엔진의 힘만으로 공기를 흡입하여 압축하기 때문에 많은 공기가 필요하지만 기체가 빠른 속도로 비행할 땐 기체 앞의 공기가 흡입구로 빠르게 흘려들어가기 때문에 적은 공기만으로도 큰 압력이 만들어진다는 것이다.

 

 

 

그렇기 때문에 많은 공기가 필요할땐 밑의 사진처럼 공기흡입구를 크게 하고 램압력이 큰 상태에선 적당한 크기의 흡입구를 만드는 것이다고 생각해 볼 수 있다.

 

 

 

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