항공기의 Trim 포인트 산출

문서 내 토픽

1. Trim 상태

Trim 상태는 항공기가 일정한 고도와 속도를 유지하며 C.G를 중심으로 하는 모멘트가 0인 각운동 없이 날고 있는 상태를 말한다. 조종사의 입장에서는 조종간에 걸리는 힘으로 비행상태를 느끼므로 이러한 설명은 타당하지 않다. 비행 중에 조종사는 평형 여부를 항공기에 작용하는 힘의 크기보다는 조종간에 걸리는 힘인 조종력으로 판단하게 된다.
2. Trim 상태에서의 CL, CD, alpha, delta_e

Trim 상태의 CL, CD, alpha, delta_e를 구하려면 Cm-CL 그래프에서 시작해야한다. Cm=0인 점에서의 CL을 구하고 alpha-CL 그래프와 CD-CL(Drag polar) 그래프를 통해 trimmed alpha와 trimmed CD를 구할 수 있다.
3. Elevator ? CL 그래프

Elevator angle에 따른 trimmed CL 그래프를 나타낼 수 있다. C.G가 뒤로 갈수록 같은 elevator angle에 대해 CL이 더 크게 나타나 성능이 좋다는 것을 알 수 있다.
4. AOA ? CL 그래프

AOA가 변화함에 따라 변하는 CL의 값이 크게 차이가 없으며, C.G가 달라도 CL값이 거의 차이가 없다는 것을 알 수 있다. 따라서 trim 상태에 대해서 AOA-CL 그래프는 변화가 거의 없다.
5. CD ? CL 그래프 (Drag polar)

Drag polar 그래프에서 C.G가 30%일 때 가장 왼쪽으로 벌어져 있어 항공기 성능이 가장 좋다는 것을 알 수 있다. 하지만 무게중심이 뒤로 갈수록 항공기가 불안정해지므로 적절한 무게중심을 찾을 필요가 있다.

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1. Trim 상태

Trim 상태는 항공기가 안정적이고 균형 잡힌 상태를 유지하는 것을 의미합니다. 이는 항공기가 특정 속도와 자세에서 조종사의 조작 없이도 일정한 자세를 유지할 수 있는 상태를 말합니다. Trim 상태에서는 항공기의 무게중심, 공기역학적 힘, 추력 등이 균형을 이루어 항공기가 안정적으로 비행할 수 있습니다. 이를 통해 조종사는 보다 편안하고 효율적으로 비행할 수 있습니다. Trim 상태를 유지하는 것은 항공기 안전과 성능 향상을 위해 매우 중요한 요소입니다.
2. Trim 상태에서의 CL, CD, alpha, delta_e

Trim 상태에서의 CL(양력계수), CD(항력계수), alpha(받음각), delta_e(엘리베이터 조종각)은 항공기의 비행 특성을 나타내는 중요한 요소들입니다. CL은 양력을 결정하는 계수로, 받음각 증가에 따라 증가하다가 최대값을 지나면 감소합니다. CD는 항력을 결정하는 계수로, 받음각 증가에 따라 증가합니다. alpha는 날개와 기체 사이의 각도로, 이 값이 증가할수록 CL은 증가하지만 CD도 증가합니다. delta_e는 엘리베이터 조종각으로, 이 값을 조절하여 항공기의 자세를 제어할 수 있습니다. 이러한 요소들이 균형을 이루어야 Trim 상태가 유지되며, 조종사는 이를 모니터링하고 조절하여 안정적인 비행을 유지해야 합니다.
3. Elevator ? CL 그래프

Elevator ? CL 그래프는 엘리베이터 조종각(delta_e)에 따른 양력계수(CL)의 변화를 보여줍니다. 이 그래프를 통해 엘리베이터 조종각 변화가 양력에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다. 일반적으로 엘리베이터 조종각이 증가하면 CL도 증가하게 됩니다. 이는 엘리베이터를 올리면 항공기 꼬리 부분이 올라가면서 받음각이 증가하여 양력이 증가하기 때문입니다. 반대로 엘리베이터 조종각이 감소하면 CL도 감소하게 됩니다. 이러한 관계를 이해하면 조종사가 엘리베이터를 적절히 조작하여 항공기의 자세와 양력을 제어할 수 있습니다.
4. AOA ? CL 그래프

AOA(받음각) ? CL(양력계수) 그래프는 받음각 변화에 따른 양력계수의 변화를 보여줍니다. 이 그래프를 통해 받음각이 증가함에 따라 양력계수가 증가하다가 최대값을 지나면 감소하는 것을 확인할 수 있습니다. 이는 받음각이 증가하면 날개 표면의 유동이 박리되어 양력이 감소하기 때문입니다. 이 그래프는 항공기의 실속 특성을 보여주며, 조종사는 이를 통해 안전한 받음각 범위를 파악할 수 있습니다. 또한 이 정보를 활용하여 항공기의 양력을 최대화하고 실속을 방지할 수 있는 최적의 비행 자세를 결정할 수 있습니다.
5. CD ? CL 그래프 (Drag polar)

CD(항력계수) ? CL(양력계수) 그래프, 즉 Drag polar 그래프는 양력계수 변화에 따른 항력계수의 변화를 보여줍니다. 이 그래프를 통해 항공기의 공기역학적 성능을 파악할 수 있습니다. 일반적으로 양력계수가 증가할수록 항력계수도 증가하게 됩니다. 그러나 최적의 비행 상태에서는 양력계수와 항력계수의 비율이 가장 좋아지게 됩니다. 이 지점이 바로 최대 활공비(L/D max)를 나타내는 지점입니다. 조종사는 이 그래프를 통해 항공기의 최적 비행 상태를 파악하고, 연료 효율성과 비행 성능을 높일 수 있습니다.