[헬기] NOTAR 헬리콥터

2012 포스팅 자료실 2012.01.07 18:23
**NOTAR 헬리콥터와 코안다 효과**


NOTAR : No Tail Rotor
일단, 간단하게 설명해서 NOTAR 헬기는 테일로터를 없에고 꼬리 부분에서 Jet 가스를 분사함으로써, 토크를 상쇄시키는 헬리콥터입니다.
이 NOTAR 헬리콥터를 설명하기 위해서는 루마니아의 코안다 박사가 성립한 '코안다 효과(Coanda Effect)'가 언급되어야 합니다.

코안다 효과란 ?
코안다 효과는 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 현상을 설명해 줍니다. 예를 들어 동그란 병에 물을 흘리면 그 물은 병의 둥근 면을 따라 흐르다가 흐르던 방향과 수직으로 흐르게 됩니다.

이는 물이 유체이기 때문에 가능한 일입니다. 유체인 물은 점성을 가지고 있기 때문에 원의 표면을 따라 흘러가려는 성질이 있습니다.  
병을 따라 물이 흐르게 되면 물은 왼쪽으로 흘러가게 되겠죠? 그럼 그것의 반작용으로 병은 오른쪽으로 움직이게 됩니다. 이로서 NOTAR 헬리콥터의 기초 원리 설명이 끝난듯 합니다.

NOTAR 헬기에서의 코안다 효과
 로터가 회전하면, 하방기류(downwash)가 생깁니다. 이 기류는 테일 붐의 둥근 표면을 따라 흐르면서 jet 가스와 섞여 테일 붐을 토크의 반대방향으로 강하게 밀어냅니다.


위의 그림에서 보면, 먼저 로터 축과 가까운 하방기류(downwash)가 공기흡입구(air intake)로 들어가 터빈엔진에 의해 연소되어지고 테일 붐을 따라 뒤쪽으로 흐릅니다. 이때, 공기는 원통의 양쪽 방향을 흐르기 때문에 코안다 효과가 생길 수 없습니다. 그렇기 때문에 한쪽 방향(토크를 상쇄시킬 방향)에 jet 가스를 분사시킵니다.

제트가스와 맞물려 공기는 왼쪽으로 흘러가게 되고, 그것의 반작용으로 테일 붐은 오른쪽으로 이동하려는 힘을 받게 됩니다. 그럼으로써, 토크를 상쇄시키게 되는 것이죠.

사실상 설계에서의 계산에 의하면 제자리비행에서 토크상쇄를 위한 힘 중에서 2/3는 이 효과에 의해서 얻어져야 합니다. 전진비행에서는 로터 후류가 붐으로 내려오지 않기 때문에 토크상쇄를 위한 힘은 방향전환된 공기분사와 캠버가 있는 수직미익에서 나와야 합니다.

조종방법은 일반 헬리콥터와 같이 조종사의 페달에 의해지며, 페달을 움직이면 분사 누즐의 각도가 변경되어집니다.


NOTAR 헬리콥터의 장점
1. 테일로터가 없기 때문에 사고 위험률이 현저하게 적다. (대부분의 헬리콥터 사고는 꼬리날개에 의한것임)
2. 테일로터가 없기 때문에 소음이 적다. (헬리콥터 소음에 있어 꼬리날개가 차지하는 비중은 매우 큼, 현존하는 가장 조용한 헬리콥터임)

단점
1. 테일로터 대신 배기가스를 이용하기 때문에 적외선(열추적)미사일에 취약하기 때문에 군용으로 사용하기 어렵다.
2. 뜨거운 공기가 직접 테일붐으로 들어가지 않도록 만들기 위해 엔진 배출구마다 두 개씩의 깃이 있어야한다.


참고로, 저 코안다 효과를 이용한 개발 품들이 많이 연구되고 있습니다.
아시는 분들은 아시겠지만, 날개없는 선풍기로 한때 유명했었던,

이 녀석도 코안다 효과를 이용한 것이며,

독일이 만들었다던 우주비행선도 실제로는 코안다 효과를 이용한 것입니다.

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