전투기의 날개는 어떻게 분포되어 있나요? 어떤 스타일이 있나요?

출처: Crazy Mechanical Control

전투기 날개

전투기 날개의 주요 기능은 공중에서 비행하는 항공기를 지원하기 위해 양력을 생성하는 것입니다. 또한 안정화 및 제어에서도 특정 역할을 합니다. 날개의 평면 형상에 따라 일반적으로 사용되는 것은 직사각형 날개, 사다리꼴 날개, 델타 날개, 이중 델타 날개, 화살표 모양 날개, 가장자리 날개 등입니다.

동체 날개의 전후 위치와 기능에 따라 주익, 꼬리 날개(평평한 꼬리와 수직 꼬리 또는 경사 꼬리), 앞날개{일명 헛소문}. 주익과 동체 사이의 다양한 각도에 따라 전방 후퇴 날개, 후퇴 날개 및 가변 후퇴 날개가 있습니다.

현대 항공기는 일반적으로 단엽기이지만 역사상에는 복엽기(두 개의 날개가 겹쳐진), 삼엽기, 다엽기도 인기가 있었습니다. 단일 비행기의 날개와 동체 사이의 연결 위치에 따라 하부 날개, 중간 날개, 상부 날개 및 우산 형 상부 날개로 나눌 수 있습니다 (즉, 날개가 동체 위에 있고 한 세트로 고정됩니다) 날개와 동체가 서로 연결되어 있습니다.

전투기에 흔히 사용되는 여러 종류의 날개를 다양한 각도에서 살펴보겠습니다.

꼬리핀

꼬리핀은 항공기 후방에 장착되어 안정 및 제어 역할을 하는 장치입니다. 꼬리는 일반적으로 수직꼬리와 수평꼬리로 나누어진다. 수직꼬리부분은 고정식 수직 안정판과 이동식 방향타로 구성되어 있으며 주로 항공기의 방향 안정성과 방향 제어 역할을 합니다. 수직꼬리를 수직꼬리 또는 수직꼬리라고 합니다. 수직꼬리의 수에 따라 항공기는 단일 수직꼬리, 이중 수직꼬리, 3개의 수직꼬리, 4개의 수직꼬리로 나눌 수 있습니다.

미국의 4세대 전투기인 F-22처럼 현재 쌍발미익 전투기 중 일부는 V자 레이아웃을 채택하고 있다. 수평꼬리날개는 고정식 수평안정판과 이동식 엘리베이터로 구성되며, 주로 항공기의 종방향 안정화 및 피치 제어 역할을 합니다. 수평 꼬리는 수평 꼬리라고 할 수 있습니다. 피치 제어의 효율성을 향상시키기 위해 일부 항공기는 완전히 움직이는 수평 꼬리날개를 사용합니다. 즉, 수평 꼬리날개에는 수평 안정판이 없고 전체 날개가 편향될 수 있습니다.

세로꼬리와 가로꼬리의 역할을 모두 할 수 있는 특수한 V자형 꼬리가 있습니다. 수평 꼬리는 일반적으로 주 날개 뒤에 위치합니다. 그러나 일부 항공기는 날개 앞쪽에 "수평 꼬리"를 배치합니다. 이러한 종류의 항공기를 카나드 항공기라고 합니다. 이때 앞쪽의 "수평꼬리"를 "프론트 윙" 또는 "카나드"라고 부른다. 수평 꼬리(또는 수직 꼬리)가 없는 항공기를 꼬리 없는 항공기라고 합니다. 이 항공기의 피치 제어, 방향 제어 및 롤 제어는 모두 날개의 후미에 있는 이동식 익형 또는 엔진의 추력 벡터링 노즐에 의해 제어됩니다.

카나드

카나드 레이아웃: 조종석 양쪽에 두 개의 작은 델타(스윕) 날개가 있고 그 뒤에 큰 델타 날개가 있습니다. 예를 들어 중국의 J-10, J-20, 유럽의 EF2000은 모두 카나드 레이아웃을 채택했는데, 이는 초음속 공중전에 매우 적합한 공기역학적 레이아웃이다.

이미 제2차 세계대전 이전부터 구소련은 수평꼬리날개를 주익 앞쪽 기수 양쪽으로 옮기면 더 작은 날개면적을 확보할 수 있다는 사실을 발견했다. 동일한 제어 성능을 가지며 앞날개와 항공기 날개는 피칭 모멘트의 균형을 맞추고 대부분의 경우 음의 양력을 생성하는 수평 꼬리와 달리 동시에 양력을 생성할 수 있습니다.

초기 오리 레이아웃은 오리처럼 날아갔다고 해서 '오리 레이아웃'이라는 이름이 붙었습니다. 카나드 레이아웃을 갖춘 항공기의 앞날개를 "카나드"라고 합니다. 전투기에는 두 가지 유형의 카나드가 있는데, 그 중 하나는 제어가 불가능하며, 그 기능은 항공기가 높은 받음각에 있을 때 날개의 앞쪽 와류를 강화하고 높은 받음각에서 항공기의 성능을 향상시키는 것입니다. , 항공기의 짧은 비행 시간에도 유리합니다.

현재 실제로 조종 가능한 카나드를 ​​갖춘 전투기로는 중국의 J-10, 유럽의 EF-2000, 프랑스의 '라팔', 스웨덴의 JAS-39 등이 있다. 소용돌이를 생성하는 것 외에도 이러한 항공기의 카나드는 천음속 속도 동안 급격한 안정성 저하 문제를 개선하는 데에도 사용되며, 이는 초음속 공중 전투에 도움이 되는 트림 항력을 줄일 수도 있습니다. 착륙하는 동안 카나드는 크게 음의 각도로 편향되어 속도 브레이크 역할을 할 수도 있습니다.

스윕 윙

스팬을 따라 뒤로 이동하는 날개를 리어 윙이라고 합니다. 이 날개의 모양은 앞쪽 가장자리와 뒤쪽 가장자리가 모두 뒤로 젖혀진 것이 특징입니다. 날개 스윕 정도는 스윕 각도로 표현됩니다.

직선 날개에 비해 후퇴 날개의 공기 역학적 특성은 날개의 임계 마하수를 높이고 초음속 비행 중 항력을 줄일 수 있습니다. 항공기가 비행 중일 때 날개의 앞쪽 가장자리에 수직인 기류 속도가 음속에 가까워지면 날개 윗면의 국부적인 공기 흐름은 볼록한 익형의 영향을 받아 속도가 음속을 초과하게 됩니다. 소리의 속도로 인해 국부적인 충격파가 발생합니다. 비행 저항이 급격히 증가합니다.

후퇴 날개는 날개의 앞쪽 가장자리에 수직인 공기 흐름 속도 구성요소를 비행 속도보다 낮게 만들 수 있습니다. 따라서 직선 날개에 비해 난류는 더 높은 비행 속도에서만 발생합니다. 임계 마하수)를 통해 날개 표면의 충격파 발생을 지연시켜 충격파가 발생하더라도 충격파 강도를 약화시켜 비행 저항을 줄이는 데 도움이 됩니다. 스위프 각도의 단점은 비틀림 강성이 낮고, 양력선 경사가 낮으며, 날개 끝에서 공기 흐름이 쉽게 분리되고, 아음속 비행 중 큰 유도 항력이 발생한다는 점입니다.

델타 날개

미라지 2000의 델타 날개

삼각형 평면 모양의 날개를 델타 날개라고 합니다. 유사한 것에는 이중 델타 날개와 컷어웨이 델타 날개가 포함됩니다. 현재 일반적으로 사용되는 것은 각도가 약간 절단된 델타 날개입니다. 델타윙 항공기는 1950년대에 등장했으며, 대표적인 모델로는 미국의 F-102, 구소련의 MiG-21, 프랑스의 '팬텀' III 등이 있다.

대형 스위프각 델타 날개는 초음속 저항이 작고, M 수에 따른 초점 변화가 작으며, 구조적 강성이 좋다는 장점이 있어 초음속 비행 및 기동 비행에 적합합니다. 델타 날개의 단점은 아음속 비행 상태에서 날개의 양력선 경사가 낮고 유도 항력이 크고 양력 대 항력 비율이 작아 항공기의 범위와 이륙에 영향을 미친다는 점입니다. 그리고 착륙 성능.

가변 후퇴 날개

비행 중에 후퇴 각도를 변경할 수 있는 날개를 가변 후퇴 날개라고 합니다. 항공기 설계 작업에는 극복하기 쉽지 않은 모순이 있습니다. 비행 M 수를 늘리려면 스윕 각도가 크고 종횡비가 작은 날개를 선택하여 충격파 저항을 줄여야합니다. 그러나 이러한 유형의 날개는 아음속 상태에서는 양력이 작고 유도 항력이 크며 효율성이 높지 않습니다. 공기 역학적 관점에서 초음속 비행, 아음속 순항 및 단거리 이착륙에 대한 항공기의 요구 사항을 동시에 충족하려면 날개를 뒤로 젖히고 다른 비행 각도를 사용하여 다른 비행에 적응하는 것이 가장 좋습니다. 조건.

가변 스위프 날개에 대한 연구는 1940년대부터 시작되었지만 실용적인 가변 스위프 날개 항공기는 1960년대에야 설계되었습니다. 일반적인 가변스윕윙의 내부날개 부분은 고정되어 있으며, 외부날개는 내부윙과 힌지샤프트로 연결되어 있으며, 외부날개는 유압부스터를 통해 전후방향으로 회전하도록 제어되어 외부윙의 와이퍼 각도를 변화시킨다. 날개 단면과 날개 전체의 종횡비를 비교해보세요. 가변 스위프 날개의 단점은 구조와 제어 시스템이 복잡하고 무게가 크고 경비행기에서 사용하기에 적합하지 않다는 점입니다. 미국의 F-14 전투기는 가변후위익의 대표적인 모델이다.

스트립 날개

슬랫 날개는 1950년대 중반 등장한 새로운 형태의 날개다. 미국의 F-18과 중국과 파키스탄이 공동 개발한 "Fierce Dragon"은 모두 측면 날개를 사용합니다.

중간 스위프 각도(스위프 각도 약 25~45도)를 가진 항공기의 날개 루트 앞쪽 가장자리에 큰 스위프 각도(스위프 각도 65도 정도)를 가진 가느다란 날개가 있습니다. )이 설치되어 있는 경우 ~85도)를 슬랫 윙이라고 합니다. 스트레이크 날개에서는 원래의 후퇴 날개를 기본 날개라고 하고 추가로 가느다란 앞쪽 날개 부분을 스트레이크라고 합니다.

엣지 윙의 공기역학적 특성은 아음속 및 천음속 범위에서 받음각이 크지 않을 때 공기 흐름이 엣지 윙의 리딩 에지에서 분리되어 안정적인 리딩을 형성한다는 점입니다. 앞전 이탈 와류의 유도에 따라 기본 날개의 내부 날개 부분의 양력이 크게 증가될 뿐만 아니라 외부 날개 부분의 공기 흐름도 제어되어 불규칙한 분리가 발생하지 않습니다. 특정 받음각 범위 내에서 발생하여 임계 받음각과 날개의 경계를 증가시켜 항공기가 우수한 아음속 및 천음속 공기 역학적 특성을 갖도록 보장합니다. 초음속에서는 사이드 스트립을 추가해 날개 안쪽 부분의 상대적인 두께가 줄어들기 때문에 날개의 등가 스윕 각도가 늘어나 충격파 저항이 크게 줄어들 수 있다.

또한 사이드 스트립의 존재는 항공기가 천음속 및 초음속으로 비행할 때 전체 항공기 초점의 후방 이동량을 줄여 항공기의 트림 저항을 감소시킬 수도 있습니다. 따라서 이 날개는 또한 우수한 초음속 공기역학적 특성을 갖고 있습니다.

에지 스트립 날개의 단점은 작은 범위의 받음각에서 양력-항력 특성이 에지 스트립이 없는 기본 날개만큼 좋지 않으며 모멘트 특성도 이상적이지 않다는 것입니다. 공격 각도가 변함에 따라 곡선은 비선형입니다.

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