[항공우주공학]대칭형 Airfoil 주변의 유동해석

소개글

항공우주공학과에 재학중인 학생입니다...
이상유체역학시간에 준비한 레폿자료인데 여러군데서 모았습니다...
보시면 정리도 잘되어있고 그림과 같이 있으므로 이해도 잘되실겁니다..

목차

1. NACA Airfoil의 종류와 특징
2. Airfoil 에서의 공력중심가 압력중심
3. Airfoil에서의 stall이란?
4. 2-D airfoil과 3-D wing 주변 유동차이

본문내용

1. NACA Airfoil의 종류와 특징
1) Airfoil의 정의 & 명칭
에어포일(airfoil)이란, 날개의 단면 형상을 뜻하며 항공기의 날개(wing), 보조익(aileron), 승강타(elevator), 방향타(rudder)와 같은 어떤 단면(section)을 학술적으로 정의하는데 사용한다.
에어포일은 공기보다 무거운 항공기를 비행시키기 위해서 공기 역학적인 효과, 즉 양력은 크고 항력은 작은 에어포일이 요구된다.  양력을 크게 하기 위해서 에어포일은 상면을 둥글게 해주고 뒤를 뾰족하게 하여 유선형으로 한다.  에어포일에 관한 용어의 정의는 그림 1.과 같다.


4. 2-D airfoil과 3-D wing 주변 유동차이
1) wing tip vortex
날개의 윗면에는 저압부가 형성되어 그 압력의 차이로 인하여 양력을 얻는다. 날개의 끝으로 갈수록 날개 밑면의 고압부의 기류는 날개위의 저압부로 옮겨가려는 성향이 강해지므로 날개 끝에서 날개 밑에서 위로 올라가는 2차 기류가 생긴다. 이 2차 기류는 날개 뒤에서 난
기류를 형성한다.(그림10)

그림 10.

둥근 혹은 사각의 윙팁에서는 그림10과 같은 난기류가 날개 끝 주변으로 형성된다. 아래로 쳐진 윙팁이나 위로 올라간 윙팁에서는 난기류가 더 바깥쪽으로 가서 형성된다. 쳐진 윙팁이 가끔 STOL 비행기에서 사용되는 것을 볼 수 있으나 날개 끝에서 무게가 추가되므로 날개가 무거워지는 단점이 있다.

만일 날개 끝이 아래쪽에 작은 반경을 갖고 비교적 날카로운 위쪽 코너를 갖도록 45도 각도로 잘라진 경우에 2차 기류는 둥그스름한 아랫부분을 타고 올라가지만 날카로운 위쪽 코너를 타고 넘지 못하고 바깥으로 밀려난다.
그림 11.
비행기의 성능은 실제 측정되는 기하학적인 날개 길이에 의하여 좌우되지 않고, 좌우의 난기류 사이의 거리(유효날개길이)에 좌우된다. 회너윙팁은 주어진 기하학적인 날개 길이 혹은 날개 무게를 가지고, 가장 큰 유효 날개 길이를 만들어 준다.

2) Effective Angle Of Attack(AOA)

받음각(a: angle of attack)이란, 상대풍(w: relative wind)과 시위선(chord line)이 이루는 각이다.  받음각은 수평비행시 시위선과 수평선이 이루는 각이 아니라 시위선과 불어오는 바람의 방향이 이루는 각이다.  그림 12와 같이 동일한 비행자세에서라도 돌풍(w`: gust)과 같이 바람의 방향이 날개 하면에서 불어올 경우 받음각은 변화한다 (a → a`).

참고 자료

1.web site : http://www.naver.com/
http://www.google.co.kr/
http://www.rclab.co.kr/


2.참고서적 : 기계항공입문 교재