받음각
Angle of attack (AoA 또는 그리스 문자 α를 쓴다)
항공기의 기본 개념 중 하나.
날개의 시위선 (chord line)과 자유유동의 진행방향 사이의 각도를 의미한다. 더 쉽게 이야기하자면 항공기, 혹은 항공기의 날개가 받는 바람의 각도를 의미한다. 공기를 받는 각도라는 뜻으로 받음각이라고 부르지만 과거에는 영각 등으로 불렀으며 그대로 직역하여 공격각이라고 하기도 했다.[1] 양각이라고도 불렸지만 지금은 잘 안 쓰이고 특수한 상황에서만 쓰인다.[2]
항공기는 일반적인 통념과 달리 기수가 위로 들려있어도 바로 위로 상승하지 않는다. 항공기의 추력이 그대로 양력으로 변환되는 것이 아니기에 일정 양력을 만들 수 있는 속도가 되어야 상승한다. 대표적인 예가 착륙 시의 항공기. 분명 기수는 위로 들거나 혹은 평행하지만 고도는 점점 떨어진다. 사실 기수를 지면과 평행하게 수평으로 유지한다고 해도 점차 하강하고 있다면 맞바람은 날개 밑에서 불어오는 꼴이 되며 중력보다 큰 항력을 받으면 속도는 감소한다.
일반적으로 날개 입장에서 바람이 아래에서 불어오면 +각, 위에서 불어오면 -각이다. 다만 일반적으로는 바람을 기준으로 설명한다. 즉 바람은 평행하다고 보고 날개 앞쪽이 위로 들리면 +각(물론 이 경우 날개 입장에선 바람이 아래에서 불어오는 격), 반대라면 -각이다. 일반적인 항공기는 최대로 가질 수 있는 받음각의 값이 12~15º 전후이지만 전투기들은 30º가 넘는 경우도 있다. 이에 대해서는 코브라 기동 참조.
일부 항공기들은 앞전 플랩 등을 이용하여 앞전 일부를 아래로 숙여(leading edge droop: 구조가 간단해 전투기에 많이 쓰인다) 받음각이 작아지고[3] 캠버[4]가 커지는 효과를 만들어 결과적으로 박리를 지연시키고 최대 양력의 크기를 키우거나, 혹은 경계층이 떨어져나가는 것을 방지하는 각종 장치 등을 이용하여 막음으로써 고양력 장치를 사용하지 않았을 때의 날개가 가진 제한 각도 이상의 받음각에서도 실속에 빠지지 않도록 하기도 한다. 결과적으로 더 높은 받음각을 가질 수 있어 최대양력계수를 높이는 효과가 있다.
영각 (Angle of incidence)과 혼동하기 쉬운데, 영각은 시위선과 항공기 자제의 종축 사이의 각도를 의미한다. 즉 항공기 동체가 수평을 유지해도 날개 자체는 약간 위로 들린 경우. 보통 항공기가 순항할 때 날개만 살짝 받음각이 생기도록 하기 위해 하는 설계다. 순항시 받음각과 같으므로 이때 지정된 고도에서 양력과 중력이 일치할때 속도가 순항속도가 된다.
회전익기는 로터에 대해 받음각에 신경을 많이 쓴다. 동체의 방향이나 플랩을 통해 받음각을 조정할 수 없기 때문. 또한 회전익기는 에어포일로 양력을 만드는 게 아니기 때문에 받음각이 곧 양력이다. 양력을 조절할 때 로터의 회전수 이외에도 블레이드의 피치각을 조정해 받음각을 조절하기도 한다. 블레이드의 피치각이 일정할 때 상승 상황이라면 상대적으로 받음각이 낮아지고 반대로 하강 시에는 받음각이 높아진다. 그래서 회전익기는 받음각이 지나치게 높아져서 실속에 빠지는 것을 막기 위해 수직으로 착륙하지 않고 고정익기와 비슷하게 동체에 비스듬하게 상승각을 줘서 착륙한다.[5]
1. 개요
항공기의 기본 개념 중 하나.
날개의 시위선 (chord line)과 자유유동의 진행방향 사이의 각도를 의미한다. 더 쉽게 이야기하자면 항공기, 혹은 항공기의 날개가 받는 바람의 각도를 의미한다. 공기를 받는 각도라는 뜻으로 받음각이라고 부르지만 과거에는 영각 등으로 불렀으며 그대로 직역하여 공격각이라고 하기도 했다.[1] 양각이라고도 불렸지만 지금은 잘 안 쓰이고 특수한 상황에서만 쓰인다.[2]
2. 상세
항공기는 일반적인 통념과 달리 기수가 위로 들려있어도 바로 위로 상승하지 않는다. 항공기의 추력이 그대로 양력으로 변환되는 것이 아니기에 일정 양력을 만들 수 있는 속도가 되어야 상승한다. 대표적인 예가 착륙 시의 항공기. 분명 기수는 위로 들거나 혹은 평행하지만 고도는 점점 떨어진다. 사실 기수를 지면과 평행하게 수평으로 유지한다고 해도 점차 하강하고 있다면 맞바람은 날개 밑에서 불어오는 꼴이 되며 중력보다 큰 항력을 받으면 속도는 감소한다.
일반적으로 날개 입장에서 바람이 아래에서 불어오면 +각, 위에서 불어오면 -각이다. 다만 일반적으로는 바람을 기준으로 설명한다. 즉 바람은 평행하다고 보고 날개 앞쪽이 위로 들리면 +각(물론 이 경우 날개 입장에선 바람이 아래에서 불어오는 격), 반대라면 -각이다. 일반적인 항공기는 최대로 가질 수 있는 받음각의 값이 12~15º 전후이지만 전투기들은 30º가 넘는 경우도 있다. 이에 대해서는 코브라 기동 참조.
일부 항공기들은 앞전 플랩 등을 이용하여 앞전 일부를 아래로 숙여(leading edge droop: 구조가 간단해 전투기에 많이 쓰인다) 받음각이 작아지고[3] 캠버[4]가 커지는 효과를 만들어 결과적으로 박리를 지연시키고 최대 양력의 크기를 키우거나, 혹은 경계층이 떨어져나가는 것을 방지하는 각종 장치 등을 이용하여 막음으로써 고양력 장치를 사용하지 않았을 때의 날개가 가진 제한 각도 이상의 받음각에서도 실속에 빠지지 않도록 하기도 한다. 결과적으로 더 높은 받음각을 가질 수 있어 최대양력계수를 높이는 효과가 있다.
영각 (Angle of incidence)과 혼동하기 쉬운데, 영각은 시위선과 항공기 자제의 종축 사이의 각도를 의미한다. 즉 항공기 동체가 수평을 유지해도 날개 자체는 약간 위로 들린 경우. 보통 항공기가 순항할 때 날개만 살짝 받음각이 생기도록 하기 위해 하는 설계다. 순항시 받음각과 같으므로 이때 지정된 고도에서 양력과 중력이 일치할때 속도가 순항속도가 된다.
회전익기는 로터에 대해 받음각에 신경을 많이 쓴다. 동체의 방향이나 플랩을 통해 받음각을 조정할 수 없기 때문. 또한 회전익기는 에어포일로 양력을 만드는 게 아니기 때문에 받음각이 곧 양력이다. 양력을 조절할 때 로터의 회전수 이외에도 블레이드의 피치각을 조정해 받음각을 조절하기도 한다. 블레이드의 피치각이 일정할 때 상승 상황이라면 상대적으로 받음각이 낮아지고 반대로 하강 시에는 받음각이 높아진다. 그래서 회전익기는 받음각이 지나치게 높아져서 실속에 빠지는 것을 막기 위해 수직으로 착륙하지 않고 고정익기와 비슷하게 동체에 비스듬하게 상승각을 줘서 착륙한다.[5]
[1] 다만 Angle of Attack이란 말 자체는 진짜로 공격하는 방향의 각도라는 공격각이라는 의미로 쓰기도 한다.[2] HAOA(High Angle of Attack)을 고양각이라고 부른다.[3] 앞전을 아래로 숙이면 에어포일의 앞전이 아래로 이동한 것이 되어 받음각이 줄어든다.[4] 에어포일이 휘어진 정도를 의미하며 에어포일이 크게 휘어져 있을수록 공기를 아래로 밀어내는 정도가 커지고 결과 더 큰 반작용(양력)을 얻는다.[5] 이렇게 하면 전진속도를 줄이는 효과도 같이 볼 수 있다.