카나드
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1. 개요
카나드는 주 날개 앞쪽에 위치한 날개로, 항공기의 양력, 안정성, 제어에 기여하며 다양한 종류와 활용 방식을 가진다. 초기에는 불안정한 경향으로 인해 꼬리 날개를 대체하는 데 어려움이 있었지만, 제트 시대와 컴퓨터 제어 기술의 발달로 다시 주목받으며 군용 전투기에 널리 사용되었다. 근접 배치, 자유 부동, 가변 형상, 라이드 컨트롤 등 다양한 형태로 설계되며, 스텔스 성능에 영향을 줄 수 있다.
카나드 형식은 항공기 발전 초기와 현대에 걸쳐 중요한 역할을 해왔다. 라이트 형제의 플라이어는 기수에 작은 날개를 가지고 있었고, 알베르토 산토스-뒤몽의 14bis형기에도 앞날개가 있었다.
라이트 형제는 1900년경부터 앞전익 형상을 실험했고, 오토 릴리엔탈의 꼬리 날개 글라이더 사망으로 인해 꼬리 날개 대신 카나드를 선택했다.[9] 초기에는 제어와 안정성을 모두 제공하는 것은 불가능하다고 여겨 제어를 우선시했다.
2. 역사
제트기 시대 이후, 서유럽의 전투기를 중심으로 카나드 날개를 가진 기체가 여러 대 개발되었으며, 최근의 홈빌트기에서는 비교적 보급되어 있는 형태이다. 특히 스웨덴의 사브 37 비겐은 초음속 제트 전투기에 카나드가 널리 사용되는 계기가 되었다.
그러나 21세기 이후에는 스텔스성이 중요해지면서 카나드 날개 대신 일반적인 수평 꼬리 날개가 채택되기도 한다.
2. 1. 초창기 (1900년대 초 ~ 1910년대)
라이트 형제는 1900년경부터 앞전익 형상을 실험하기 시작했다. 그들의 첫 번째 연은 피치 제어를 위한 앞쪽 표면을 포함했고, 이 형상을 첫 번째 플라이어에 채택했다. 오토 릴리엔탈이 꼬리가 있는 글라이더에서 사망했기 때문에 꼬리 날개에 대해 의심을 품었다. 라이트 형제는 앞전익이 비행기를 불안정하게 만들 경향이 있다는 것을 깨달았지만, 조종 중 조종사에게 보일 뿐만 아니라 더 나은 제어 표면이 될 것으로 예상했다.[9] 그들은 하나의 설계로 제어와 안정성을 모두 제공하는 것은 불가능하다고 믿었고, 제어를 선택했다.
많은 선구자들이 처음에는 라이트 형제를 따랐다.[10] 예를 들어, 1906년의 산토스-두몽 14-비스 비행기는 "꼬리"가 없었지만 동체 앞쪽의 카이트 박스와 같은 일련의 제어 표면이 있었고, 이는 동체 끝단에 있는 유니버셜 조인트에 회전하여 요와 피치 제어를 모두 제공했다. 1910년의 파브르 하이드라비옹은 최초로 비행한 수상 비행기였으며, 앞전익을 가지고 있었다.
그러나 카나드의 거동은 제대로 이해되지 않았고, 루이 블레리오를 포함한 다른 유럽 선구자들은 꼬리 날개를 더 안전하고 더 "전통적인" 설계로 여겼다. 라이트 형제를 포함한 일부는 동일한 항공기에 앞전익과 꼬리 날개를 모두 실험했는데, 이는 현재 3면 형상으로 알려져 있다.
1911년 이후, 카나드 형식은 수십 년 동안 거의 생산되지 않았다. 1914년 W.E. 에반스는 "카나드 형식 모델은 과학적 모델과 관련하여 사실상 죽음을 맞이했다"고 언급했다.[11]
2. 2. 1914년 ~ 1945년
수십 년 동안 실험이 산발적으로 계속되었다.
1917년, 드 브뤼에르는 카나드 앞날개와 후방 장착 푸셔 프로펠러를 가진 C 1 복엽 전투기를 제작했지만, C 1은 실패작이었다.[12]
1927년에 처음 비행한 실험용 포케불프 F 19 "엔테"(오리)는 더 성공적이었다. 두 대가 제작되었고 그 중 하나는 1931년까지 비행을 계속했다.
제2차 세계 대전 직전과 대전 중, 암브로시니 SS.4, 커티스-라이트 XP-55 어센더, 규슈 J7W1 ''신덴''을 포함한 몇몇 실험용 카나드 전투기가 비행했다. 이는 성능, 무장 배치, 조종사 시야와 같은 분야에서 이점을 제공하기 위해 카나드 구성을 사용하려는 시도였다. 궁극적으로, 생산 항공기는 완성되지 않았다. 신덴은 "설계 도면에서 바로" 생산이 명령되었지만, 전쟁이 끝날 때까지 시제품만 비행했다.
1945년 유럽에서, 소련에서 설계되고 비행된 최초의 카나드 항공기일 수 있는 실험용 미코얀-구레비치 MiG-8 ''우트카''(러시아어로 "오리")가 경량 프로펠러 항공기로 등장했다. 이 항공기는 온순한 저속 핸들링 특성으로 유명했으며 수년간 비행했으며, MiG-15 제트 전투기의 후퇴익 개발 과정에서 시험대로 사용되었다.
2. 3. 카나드의 부활 (1960년대 ~ 현재)
제트 시대와 초음속 비행의 도래와 함께, 카나드는 다시 주목받기 시작했다. 특히 노스 아메리칸 항공사(North American Aviation)를 포함한 미국의 설계자들은 초음속 카나드 델타 설계를 실험하기 시작했으며, 노스 아메리칸 XB-70 발키리(XB-70 Valkyrie)와 소련의 유사 기종인 수호이 T-4(Sukhoi T-4)와 같은 일부 기종이 프로토타입 형태로 비행했다. 그러나 안정성과 제어 문제로 인해 광범위한 채택은 이루어지지 않았다.[13]
1963년 스웨덴 회사인 사브(Saab)는 이전의 문제를 극복한 델타익 설계를 특허 받았으며, 이는 클로즈 커플드 카나드로 알려지게 되었다.[13][14] 이것은 사브 37 비겐(Saab 37 Viggen)으로 제작되었으며 1967년에는 최초의 현대식 카나드 항공기로 생산에 들어갔다. 이 항공기의 성공은 많은 설계자들에게 영감을 주었고, 카나드 표면은 다쏘 미라주(Dassault Mirage) 델타익 제트 전투기에서 파생된 여러 기종에 등장했다. 여기에는 프랑스 다쏘 미라주 III(Dassault Mirage III), 이스라엘 IAI 크피르(IAI Kfir) 및 남아프리카 아틀라스 치타(Atlas Cheetah)의 변형 기종이 포함되었다. 클로즈 커플드 카나드 델타는 전투기의 인기 있는 구성으로 남아있다.
비겐은 또한 미국의 버트 루탄(Burt Rutan)에게 2인승 자작 카나드 델타 설계를 만들도록 영감을 주었고, 이에 따라 루탄 바리비겐(Rutan VariViggen)이라고 명명되었으며 1972년에 비행했다. 루탄은 이후 이러한 경량 항공기에 적합하지 않다고 판단하여 델타익을 포기했다. 그의 다음 두 카나드 설계인 루탄 바리에지(Rutan VariEze)와 루탄 롱-EZ(Rutan Long-EZ)는 더 긴 스팬의 후퇴익을 가지고 있었다. 이 설계들은 성공적이었고 대량으로 제작되었을 뿐만 아니라 이전과는 완전히 달랐다.[15] 루탄의 아이디어는 곧 다른 설계자들에게도 퍼졌다. 1980년대부터 OMAC 레이저 300(OMAC Laser 300), 아브텍 400(Avtek 400) 및 비치크래프트 스타쉽(Beechcraft Starship)과 같은 기종의 등장으로 이그제큐티브 시장에서 인기를 얻었다.
고정형 카나드 설계는 카나드와 주 날개 사이의 공기 흐름에서 복잡한 상호 작용을 일으킬 수 있으며, 이는 실속 시 안정성과 거동 문제로 이어진다.[16] 이는 적용 가능성을 제한한다. 세기 말에 개발된 플라이 바이 와이어 및 인공 안정성은 컴퓨터 제어가 이러한 복잡한 효과를 안정성 문제에서 기동성 이점으로 전환하는 길을 열었다.[15]
이러한 접근 방식은 새로운 세대의 군용 카나드 설계를 낳았다. 다쏘 라팔 다목적 전투기는 1986년에 처음 비행했으며, 1988년에는 사브 그리펜(최초 실전 배치)이, 1994년에는 유로파이터 타이푼이 뒤를 이었다. 이 세 가지 유형과 관련 설계 연구는 때때로 '''유로-카나드''' 또는 '''유로카나드'''라고 불린다.[17][18][19] 중국의 청두 J-10은 1998년에 등장했다.
제트기 시대 이후 서유럽의 전투기를 중심으로 카나드 날개를 가진 기체가 여러 대 개발되었으며, 최근의 홈빌트기에서는 비교적 보급되어 있는 형태이다.
1970년대 이후, 초음속 제트 전투기에서 카나드는 널리 보급되었다. 그 효시가 된 것은 스웨덴의 사브 37 비겐 전투기이다. 그 전까지 초음속 전투기에 많이 채용되었던 무미익 델타 날개는 이착륙 성능이 떨어진다는 것이 가장 큰 단점이었다. 꼬리 날개 달린 델타 날개로 하면 그 단점은 피할 수 있지만, 공기 저항이 작고 날개 면적을 크게 취할 수 있다는 무미익 델타 날개 형식의 장점도 사라진다. 그래서 엔테형의 장점 중 하나인, 높은 받음각에서의 양력 증가 효과가 주목받았다. 상당히 소형인 카나드 날개라면 공기 저항의 증가는 미미하고, 그럼에도 양력 증가 효과가 크며, 날개 면적도 무미익 델타 날개 형식과 동등하게 취할 수 있으며, 이착륙 성능이 대폭 개선되었다.
또한 엔테형의 안정성 저하라는 단점은 동시에 운동성의 향상을 의미하며, 전투기에서는 장점이 된다. 특히 CCV 기술의 확립으로, 안정성을 의도적으로 저하시켜도 운동성을 우선시하는 것이 현대 전투기(특히 4세대 제트 전투기 이후)의 추세가 되었다. 그리하여 70년대 이후의 신형 전투기는 카나드기가 전성기를 맞았다.
하지만 사브 37 비겐은 양력 카나드인 반면, 그 이후의 기체는 제어 카나드가 중심이다. 또한, 사브 JAS 39 그리펜과 같이, 착륙 시에는 카나드를 급격한 각도로 세움으로써 에어 브레이크로서의 기능을 갖는 기체도 있다. 이러한 기체는 기존의 엔테형과는 약간 성격이 다르기 때문에, 효시가 된 비겐을 포함하여 엔테형이라고 부르지 않고, 카나드 부착 델타 날개, 또는 클로스 커플드 델타라고 부르는 경우가 많다.
Su-27 전투기의 발전형인 Su-27M(Su-35)처럼, 일반적인 수평 꼬리 날개에 더해 카나드를 추가하여 운동 성능을 향상시킨 기체도 많다. 하지만 Su-27의 카나드는, 대형 기수 레이더의 무게를 지탱하기 위한 것이기도 하며, 원래 레이더가 가벼운 Su-30MK계 일부 기종에는 갖춰져 있지 않다. 게다가, 2007년 형식 이후의 Su-35인 Su-35BM 및 Su-35의 실질적인 러시아 국내 사양인 Su-27SM에서는 개량으로 인해 레이더가 소형화되었기 때문에, 카나드가 폐지되었다.
CCV 기술의 실험기에서도 일반적인 꼬리 날개에 더해 카나드 날개를 추가한 형식이 채용되었고, 각국에서 연구가 진행되었다. 일본에서도, 결국 도입되지는 않았지만 F-2 전투기에서도 카나드가 검토되었으며, 컴퓨터 기술의 발전과 맞물려, 80년대~20세기 말에는 카나드 부착 델타 날개기가 세계의 주류가 될 것처럼 보였다.
하지만, 21세기 이후에 설계·제조되는 신형 멀티롤 전투기에서는, 운동성과 동시에 고도의 스텔스성도 중요하게 여겨지게 된다. 카나드 날개(선미익)는 버드 스트라이크 대책을 위해 소형이면서도 강도를 확보해야 하며, 전체 금속제로 하는 것이 주류이지만, 전연부 등에 전파 흡수재의 내장이 어려운 전체 금속제의 전유동식 카나드는, 스텔스성을 해친다고 하여 피하는 경우가 있다. 예를 들어, 미국의 F-22 전투기에서는 카나드도 검토되었지만 스텔스성이 문제가 되어 일반적인 수평 꼬리 날개가 채용되는 등, 미국 공군에서는 2015년 현재, 실용 양산기로서 카나드 날개를 가진 기체는 운용되지 않고 있다. 반대로, 중국에서 개발 중이며 2011년에 초도 비행을 실시한 J-20은, 스텔스기이지만 카나드를 장비하고 있다.
3. 기본 원리
1906년 산토스-두몽 14-비스 비행기는 꼬리 없이 동체 앞쪽에 카이트 박스와 같은 제어 표면을 가졌고, 1910년 파브르 하이드라비옹은 최초로 카나드를 가진 수상 비행기였다. 그러나 루이 블레리오 등은 꼬리 날개를 더 안전하다고 여겼고, 1911년 이후 카나드 형식은 거의 사용되지 않았다. 1914년에는 "카나드 형식 모델은 과학적 모델과 관련하여 사실상 죽음을 맞이했다"는 언급도 있었다.[11]
카나드는 항공기의 양력, 안정성, 트림에 기여하며, 비행 제어에도 사용될 수 있다. 고정익 항공기의 피치(기수) 상하 방향 밸런스를 잡는 방법은 다음과 같다.
# 주익을 무게 중심보다 후방에 배치하고, 후방의 수평 꼬리 날개가 아래쪽으로 양력을 발생시켜 밸런스를 잡는다(일반적인 방법).
# 주익 대부분은 양력을 발생시키지만, 주익 후부(후연부, 또는 후퇴익이라면 외측)가 아래쪽으로 양력을 발생시킨다(무미익기).
# 무게 중심 전후에 있는 2장의 주익 양력으로 밸런스를 잡는다(탠덤익기).
# 주익이 무게 중심 앞에 위치하고, 수평 꼬리 날개도 위쪽으로 양력을 발생시킨다(양력 꼬리 날개기).
# '''주익을 무게 중심보다 후방에 배치하고, 전방의 수평 꼬리 날개(카나드)가 위쪽으로 양력을 발생시켜 밸런스를 잡는다(엔테형 비행기).'''
이 중 일반적인 방법은 1번이다. 이는 풍향 안정을 얻기 위해, 풍압 중심(력점)이 무게 중심보다 뒤에 있어야 하기 때문이다. 엔테형의 경우에는 풍압 중심이 무게 중심보다 앞에 위치하기 때문에, 기체는 매우 불안정해진다.
하지만 엔테형도 풍압 중심은 종합적으로 무게 중심보다 후방이다. 주익은 무게 중심보다 후방이지만 수평 꼬리 날개가 무게 중심보다 전방이 되어, 주익, 수평 꼬리 날개 모두 무게 중심보다 후방에 위치하는 통상 형식보다 안정성은 낮다.
3. 1. 양력
카나드는 주 날개와 함께 양력을 분담하여 항공기 전체의 양력을 증가시킨다. 특히 이륙 시 주 날개에 가해지는 하중을 줄여 더 작은 주 날개를 사용할 수 있게 한다. 일반적인 꼬리 날개는 주 날개의 추가 양력으로 상쇄되어야 하는 하향력을 생성하지만, 카나드는 상향력을 생성하여 하중을 완화한다.[20]
그러나 앞 날개는 다운워시를 생성하여 날개 양력 분포에 유리하거나 불리하게 영향을 미칠 수 있으므로, 전체 양력 및 유도 항력의 차이는 설계 세부 사항에 따라 달라진다.[21]
양력 카나드를 사용할 경우, 주 날개는 일반적인 날개보다 무게 중심에서 더 뒤쪽에 위치해야 한다.[22]
3. 2. 제어
카나드 형식의 피치 제어는 제어 카나드처럼 카나드 표면으로 수행될 수도 있고, 테일리스 항공기와 같은 방식으로 주 날개 뒤쪽의 제어 표면으로 수행될 수도 있다. 후자의 방식은 사브 비겐에서 사용되었다.
제어 카나드 설계에서 항공기 무게의 대부분은 날개에 의해 지지되며, 카나드는 주로 기동 중 피치 제어에 사용된다. 순수 제어 카나드는 제어 표면으로만 작동하며 정상 비행 시에는 명목상 받음각이 0이고 하중을 받지 않는다. 카나드 구성을 가진 현대 전투기는 일반적으로 컴퓨터화된 비행 제어 시스템에 의해 구동되는 제어 카나드를 갖추고 있다.[22]
하중이 거의 또는 전혀 없는 카나드(예: 제어 카나드)는 일부 전투기를 의도적으로 불안정하게 만들어 기동성을 높이는 데 사용될 수 있다. 전자 비행 제어 시스템은 카나드 앞날개의 피치 제어 기능을 사용하여 인공적인 정적 및 동적 안정성을 생성한다.[23][1]
제어 카나드로부터 얻을 수 있는 이점은 윙팁 실속 동안의 피치업 보정이다. 상당한 노즈 다운 편향이 가능한 올 무빙 카나드는 팁 실속으로 인한 피치업을 상쇄하는 데 사용될 수 있다.[22] 그 결과, 피치업을 방지할 필요 없이 날개의 가로비와 후퇴각을 최적화할 수 있다.[22]
20세기 말 이후 카나드 부착 델타익의 경우, 전익은 양력을 발생시키지 않거나, 전익의 양력에 의한 밸런스는 부차적인 경우가 많았다. 이는 델타익은 무미익기에 적합한 익형이며, 무미익기에 카나드를 부가하는 경우가 많기 때문이다. 또한 최근의 추세인 운동 성능 향상기(CCV)의 경우에는 피치 방향의 안정성을 낮추는 설계를 하고 있기 때문에, 카나드가 발생하는 양력을 낮추거나 없애는(주익의 위치를 무게 중심에 가깝게 하는) 설계를 하고 있기 때문이다. 이처럼 뉴트럴한 상태에서는 양력을 발생시키지 않고, 주로 자세 제어에 사용되는 전익을 '''제어 카나드'''라고 한다.
제어 카나드는, 전체가 승강타처럼 가동하는 올 플라잉 방식도 많고, 수평 꼬리 날개의 대체라기보다는, 무미익기에서 주익에 부착되어야 할 승강타를 독립시킨 것이라고도 할 수 있다. JAS39과 같이, 카나드를 지면에 수직에 가깝게 세움으로써 에어 브레이크를 겸하는 설계도 있다. 무미익기에서 승강타는 주익의 양력을 줄이는 효과가 있으며, 이것이 결점 중 하나로 꼽히지만, 승강타를 주익에서 분리함으로써 이 결점을 회피할 수 있다.
3. 3. 안정성
카나드는 항공기의 안정성에 영향을 미친다. 라이트 형제는 오토 릴리엔탈이 꼬리 날개 글라이더 사고로 사망하자, 꼬리 날개 대신 조종사에게 더 잘 보이는 카나드를 선택하여 제어와 안정성을 모두 확보하려 했으나, 실제로는 불안정했다.[9] 1910년 파브르 하이드라비옹 수상 비행기가 카나드를 사용했지만, 루이 블레리오 등은 꼬리 날개를 더 안전하다고 여겼다. 1911년 이후 카나드 형식은 거의 사용되지 않았고, 1914년 W.E. 에반스는 "카나드 형식 모델은 과학적 모델과 관련하여 사실상 죽음을 맞이했다"고 언급했다.[11]
고정형 카나드는 주 날개와의 복잡한 공기 흐름 상호 작용으로 실속 시 안정성 문제를 일으킬 수 있다.[16] 그러나 플라이 바이 와이어 및 인공 안정성 기술이 발전하면서 컴퓨터 제어를 통해 이러한 문제를 해결하고 기동성을 향상시키는 것이 가능해졌다.[15]
다쏘 라팔, 사브 그리펜, 유로파이터 타이푼 등 현대 군용기들은 카나드를 채택하여 '''유로-카나드''' 또는 '''유로카나드'''라고도 불린다.[17][18][19] 중국의 청두 J-10도 1998년에 카나드를 장착하고 등장했다.
카나드 전방 날개는 수평 안정판 역할을 하며, 정적[25][26][27] 또는 인위적(플라이 바이 와이어)으로 안정성을 확보할 수 있다.[28] 무게 중심 앞에 위치한 카나드는 종적 정적 안정성(피치 안정성)을 감소시키지만,[30] 불안정한 설계에 카나드 안정판을 추가하여 전체적인 피치 정적 안정성을 얻을 수 있다.[31] 이를 위해 카나드의 양력 계수 변화는 받음각에 따라 주 날개보다 작아야 한다.[32]
ASL Valkyrie는 카나드 위치를 채택하여 항공기를 안정시키고 안전하게 만들었다. 대부분의 에어포일에서 양력 기울기는 높은 양력 계수에서 감소하므로, 카나드의 양력 계수(날개 하중)를 증가시키는 것이 일반적인 피치 안정성 확보 방법이다. 이는 전방 날개의 유도 항력을 증가시키므로, 항력 제한을 위해 높은 가로 세로비를 가질 수 있다. 카나드 에어포일은 날개보다 더 큰 캠버를 갖는다.
버트 루탄은 높은 양력 계수를 가진 높은 가로 세로비의 카나드와 비선형 양력 계수 기울기를 가진 카나드 에어포일을 사용했다.[35] 카나드 푸셔 프로펠러의 경우, "날개 후연의 동력 유도 흐름 정화"[35]는 날개 양력 계수 기울기를 증가시킨다. 반대로, 카나드 앞에 위치한 프로펠러는 강한 불안정화 효과를 갖는다.[36]
엔테형은 일반 형식의 항공기에 비해 안정성이 낮아 컴퓨터 제어 이전에는 큰 문제였지만, 컴퓨터 발달 후에는 기민한 운동성 향상에 활용된다.[58]
3. 4. 트림
카나드 앞날개는 꼬리 날개와 마찬가지로 비행기의 피치(Pitch)를 다듬는 데 사용될 수 있다. 피치를 트리밍(Trimming)하는 힘은 양력이며, 그 힘이 클수록 관련 유도 항력이 커지는데, 이를 트림 항력이라고 한다. 그러나 기존의 꼬리 날개는 일반적으로 음의 트리밍 힘으로 아래로 밀어 날개가 더 열심히 작동하게 하는 반면, 카나드는 위로 밀어 날개가 덜 열심히 작동하게 한다. 이는 실제로 순 항력을 감소시켜 음의 트림 항력을 발생시킨다.[2]
4. 종류 및 활용
카나드는 협의의 엔테형 외에도, 일반적인 꼬리 날개를 함께 갖춘 다양한 형태로 활용된다.
4. 1. 근접 배치 (Close Coupling)
초음속 델타익 설계에서 근접 배치 카나드는 초음속 순항과 같은 천음속 비행과 이착륙과 같은 저속 비행 모두에서 양력을 얻는 데 유익하다.[37]
근접 배치 델타익 카나드에서, 앞날개는 주익 바로 위와 앞에 위치한다. 델타 모양의 앞날개에서 생성된 와류는 주익을 지나 다시 흘러가 주익 자체의 와류와 상호 작용하는데, 이는 양력에 매우 중요하다.[13] 앞날개를 주익 가까이, 바로 위에 근접 배치함으로써, 상호 작용을 유익하게 만들고 다른 문제도 해결할 수 있다.[13] 예를 들어, 고받음각(따라서 일반적으로 저속)에서 카나드 표면은 주익 위로 기류를 아래쪽으로 향하게 하여 난류를 줄여 항력을 감소시키고 양력을 증가시킨다.[38] 일반적으로 앞날개는 주익의 윗면에 부착되는 와류를 생성하여, 주익 위로의 기류를 안정시키고 재활성화하여 실속을 지연시키거나 방지한다.[39]
카나드 앞날개는 IAI 크피르처럼 고정될 수도 있고, 사브 비겐처럼 착륙 플랩이 있을 수도 있으며, 사브 그리펜처럼 움직일 수 있고 일반 비행 중 제어 카나드로도 작용할 수 있다.
4. 2. 자유 부동 카나드 (Free-floating Canard)
자유 부동 카나드는 전체 표면이 회전하여 조종사의 개입 없이 받음각을 기체에 대해 자유롭게 변경할 수 있도록 회전한다. 정상 비행 시 공기 압력 분포는 기류에 대한 받음각과 생성되는 양력 계수를 일정하게 유지한다. 자유 부동 메커니즘은 종적 정적 안정성을 증가시키고 높은 받음각 기동으로부터 안전하게 회복할 수 있게 해준다.[40][41] 최초의 커티스 XP-55 어센더는 처음에 충분한 제어력을 갖추지 못한 작은 자유 부동 카나드를 장착했다. 더 큰 표면을 장착한 후속 프로토타입에서도 "실속은 상당한 경험"이었다.[42] 2차 가동 표면을 자유 부동 카나드에 추가하여 조종사가 생성된 양력에 영향을 줄 수 있도록 하여 피치 제어 및/또는 트리밍 조정을 제공할 수 있다.4. 3. 가변 형상 (Variable Geometry)
비치크래프트 스타쉽은 가변 형상 카나드 표면을 가지고 있다. 이 형상은 비행 중 앞날개를 앞으로 움직여 효율성을 높이고, 날개 플랩을 펼쳤을 때 기수가 아래로 쳐지는 피칭 효과를 조절한다.[43]'''무스타슈'''는 이착륙과 같이 높은 받음각에서 조종성을 향상시키기 위해 저속 비행 시 전개되는 작고 높은 가로세로비의 선행익이다. 카나드 설계의 파동 항력 페널티를 피하기 위해 고속에서는 접힌다. 다쏘 밀란에서 처음 등장했으며, 이후 투폴레프 Tu-144에서도 사용되었다. NASA는 한쪽 면이 뒤로 쓸리고 다른 쪽 면이 앞으로 쓸리는, 컨포멀 스토어블 카나드라고 불리는 일체형 경사진 형태도 연구했다.[44] [45]
4. 4. 라이드 컨트롤 (Ride Control)
록웰 B-1 랜서는 동체 전방 양쪽에 작은 카나드 베인 또는 핀을 가지고 있는데, 이는 고속, 저고도 비행 중 공기역학적 버페팅을 줄여주는 능동형 댐핑 시스템의 일부이다. 이러한 버페팅은 장시간 비행 시 승무원의 피로를 유발하고 기체 수명을 단축시킬 수 있다.[46][47]
4. 5. 스텔스 (Stealth)
카나드는 레이더 신호를 정면으로 반사하는 경향이 있어 스텔스 특성이 떨어질 수 있다.[23][48] 유로파이터 타이푼은 효과적인 레이더 단면적을 줄이기 위해 카나드의 소프트웨어 제어를 사용한다.[49][50]그러나 카나드는 록히드 마틴의 초기 모형인 합동 선진 공격 기술(JAST) 경쟁 기종[51][52]과 맥도넬 더글러스 X-36 연구 시제품과 같은 일부 후기 스텔스 항공기 연구에도 통합되었다.[53] 5세대 전투기인 청두 J-20은 스텔스와 공기역학의 최적 균형을 제공한다고 평가되어 카나드를 사용한다.[54]
참조
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