비행성

2. 안정성과의 관계

비행성을 이해하려면 안정성의 개념을 이해해야 한다. 안정성은 항공기가 트림 상태, 즉 안정된 비행에서 벗어나게 하는 불균형한 힘이나 모멘트가 작용하지 않는 상태에서 정의된다. 항공기가 안정성을 가지면 외부 교란이 발생하더라도 트림 상태로 돌아가려는 경향을 보인다. 항공기가 트림 상태로 돌아가려는 경향이 있으면 정적으로 안정하다고 한다. 오버슈트 없이 트림 상태에 접근하는 경우 해당 동작을 감쇠라고 한다. 움직임으로 인해 항공기가 트림된 상태를 초과하게 되면 앞뒤로 진동할 수 있다. 이 진동이 감쇠되면 감쇠 진동이라고 하며 항공기는 동적으로 안정하다고 한다. 반면에 움직임의 진폭이 증가하면 항공기는 동적으로 불안정하다고 한다.

항공기의 안정성 이론은 1904년 잉글랜드의 G. H. 브라이언이 정립했다. 이 이론은 오늘날 항공학도들이 배우는 이론과 본질적으로 동일하며, 브라이언이 이 이론을 개발할 당시 라이트 형제의 첫 비행 소식을 듣지도 못했다는 점을 고려하면 놀라운 지적 성취였다. 이론이 복잡하고 이를 사용하는 데 필요한 계산이 지루하여 비행기 설계자는 거의 적용하지 않았다. 조종사가 없는 비행기가 성공적으로 비행하려면 역학적으로 안정적이어야 했다. 라이트 형제가 조종한 비행기와 그 이후 비행한 대부분의 비행기는 안정적이지 않았지만, 시행착오를 거쳐 설계자들은 만족스러운 비행성을 갖춘 몇 대의 비행기를 개발했다. 그러나 다른 많은 비행기들은 비행성이 좋지 않아 때때로 충돌이 발생했다.

초기 일부 비행기 설계자들은 동적으로 안정적인 비행기를 만들려고 시도했지만, 안정성 요구 사항이 만족스러운 비행 특성 요구 사항과 상충되는 것으로 나타났다.