[항공] 카나드, 스트레이크, 플라이바이와이어, CCV전투기

2012 포스팅 자료실 2012.04.14 17:05

**카나드와 스트레이크와 플라이 바이 와이어, CCV전투기**

 

 

작은 귀날개와 곁날개가 있는 최신 전투기

 

  최근에 새로 나온 전투기들은 모두 작은 '귀날개'와 밋밋한 날개와 동체 사이에 길쭉한 날개를 덧붙인 '곁날개'를 갖고 있기 때문에 더욱 날씬하게 보입니다.

동체 앞부분에 있는 작은 귀날개를 카나드(Ganard)라고 하는데, 1967년에 스웨덴에서 처음 개발된 것입니다. 북유럽의 독특한 산악지대와 기상조전 그리고 무장중립, 독자개발이란 국가정책에 따라, 일단 유사시에는 일반 도로에서도 단거리 이착륙이 가능한 뛰어난 STOL(Short Take Off and Landing)성과 아울러 마하 2정도의 고속성을 동시에 만족 시킬 수 있는 고성능 다목적 전투기 SAAB 37 비겐(Viggen)을 개발할 때 이 작은 귀날개가 처음 등장하게 된 것입니다.

 

(1967년 세계 최초로 개발된 카나드가 달린 SAAB 37 비겐 - 스웨덴)

 

  이 작은 귀날개 카나드의 특징은 받음각을 조절해 줌으로써 일반 삼각 날개기의 결점을 보완해 주는 역할을 한다는 것입니다. 즉 고속비행 때는 양력을 발생시켜 기수가 아래로 처지는 것을 막아 속도를 제대로 낼수 있게 하고, 큰 받음각으로 저속 비행, 즉 이착륙을 할 때는 공기의 흐름을 안정시켜 안전한 이착륙이 되도록 도와주는 역할도 해주는 것입니다.

 

 

  한편 날개의 앞전과 동체를 밋밋하게 연결해주는 길죽한 곁날개를 스트레이크(Strake)라고 하는데, 1974년 미국의 GD사가 개발한 전천후형 전투기 F-16 파이팅 펠컨(Fighting Falcon)에서 처음 채택된 새로운 설계발식에 의한 것입니다.

동체 앞부분의 양력을 증대시키고 공기저항을 감소시킴과 동시에, 여기서 발생하는 강력한 소용돌이 흐름(와류)에 의하여 큰 받음각 때의 조종성능을 제대로 유지시키고, 안정된 비행을 할 수 있게 하는 등 여러가지 뛰어난 효과를 나타내고 있습니다.

 

  이와 같이 작은 귀날개와 길쭉한 곁날개는 공기역학적인 특성이 뛰어나기 때문에, 최근 새로 개발되는 고속 전투기에서 많이 채택되고 있습니다. 앞으로 보다 공기역학적인 공력특성이 좋은 날씬하고 아름다운 모양의 예술적인 작품이 더 많이 나오게 될 것입니다.

 

 플라이 바이 와이어(fbw)식 조종시스템과 ccv전투기

 

  항공기의 조종시스템은 언제나 정확하고 안전한 것이 생명입니다. 항공기의 속도가 점점 빨라지고 대형화되어 감에 따라 조종사의 힘만으로는 직접 작동시키는 기계식 연결 조종시스템이 한계에 이르러, 전기.전자식 연결방식으로 바뀌게 되었습니다.

조종사가 원하는 조종량을 전기신호로 바꾸어 증폭.검파 처리하여 전기배선으로 조종면까지 보낸 다음에, 기계적인 작동장치인 액추에이터(Actuator)를 작동시켜 조종면을 정확하고 안전하게 작동시켜 주는 것입니다. 이와 같이 전기.전자식으로 작동되는 조종시스템을 플라이 바이 와이어, FBW(Fly - By - Wire)식이라고 합니다.

 

 

  이 FBW 시스템은 전기.전자기술과 컴퓨터의 발달로 이루어진 것인데, 항공기의 조종성능을 향상싴니고, 구조적으로 아주 가볍고 간단하기 때문에 어떠한 항공기에도 적용시킬 수가 있는 것입니다.

그래서 처음에는 군용기에만 쓰이다가 현재는 B747-400이나 A330 등 새로 개발된 민간여객기에서도 이 FBW 시스템이 사용되고 있는데, 특히 전기배선에 이상이 생겼을 때를 대비하여 시스템의 전기배선이 2중, 3중으로 되어 있고, 시스템의 고장내용을 스스로 진단할 수 있는 '자기진단 장치'등 신뢰성이 아주 높은 고도의 자동화 시스템으로 되어 있기 때문에 아주 편리하고 좋은 것입니다.

 

  또 최근에는 전기배선 시스템의 결점인 전자유도에 의한 잡음이나 번갯불 같은 것에 대비하기 위하여, 광케이블을 이용한 플라이 바이 라이트, FBL(Fly - By- Light) 시스템이 새로  개발되어 있습니다.

 

 

  F-16 전투기와 같이 기동성이 아주 우수한 CCV(Control-Configured Vehicle) 전투기가 등장하게 된 것은 이 FBW나 FBL시스템 덕분이랍니다. 지상에 있는 목표물을 공격할 때, 그전에는 반듯이 기수를 목표물에 향하게 하고 하강비행을 하며 공격을 가한 다음, 상승하기 위하여 기수를 올리고 상승비행, 또 다른 목표물을 공격할 때는 다시 똑같은 동작을 되풀이 해야만 했습니다. 그래서 공격이 끝나고 기수를 올렸을 때 항공기의 넓은 배바닥이 적에게 노출되어 대공포화에 희생되는 경우가 많았습니다. 그러나 기동성이 우수한 CCV전투기는 기수를 목표물에 향한 채 필요에 따라 기체를 좌우, 상하 마음대로 이동시킬 수 있기 때문에 쓸데없이 위험한 강하/상승비행을 되풀이 하지 않고도 여러 목표물을 계속 공격할 수가 있는 것입니다.

 

  이와 같은 CCV 비행의 비밀은 동체머리 옆 부분에 달려 있는 조그만 귀날개, 즉 카나드(Canard)에 달려 있습니다. 이 귀날개를 플랩이나 도움날개, 방향키 그리고 전동식 수평 꼬리날개 등과 잘 조화시켜 FBW나 FBL식 자동제어 시스템으로 조종해 줌으로써 CCV 비행이 가능하게 될 것입니다.

 

 

임달연 선생님의 '재밌있는 항공 우주 이야기'

 

 

 

 

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