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고정익기

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목차

1. 개요

고정익기는 날개가 고정되어 있으며, 비행을 위해 공기의 흐름을 이용하는 항공기이다. 연의 역사에서 시작되어, 1799년 조지 케일리 경에 의해 현대 비행기 개념이 제시되었고, 라이트 형제의 비행으로 "최초의 지속적이고 제어 가능한 동력 비행"으로 인정받았다. 고정익기는 프로펠러기, 제트기, 터보프롭기 등으로 분류되며, 날개의 배치, 용도, 추진 방식, 날개 형태 등에 따라 다양한 종류가 있다. 헬리콥터와 같은 회전익기에 비해 빠른 속도와 높은 수송 능력을 가지며, 공항이나 활주로가 필요하다는 특징을 갖는다.

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고정익기
고정익기 정보
기본 원리
작동 원리날개를 이용하여 양력을 발생시켜 비행
특징날개가 동체에 고정되어 있음
구조
주요 구성 요소동체, 날개, 꼬리 날개, 엔진, 착륙 장치 등
날개다양한 형상과 구조가 있음
꼬리 날개수직 안정과 조종에 사용됨
엔진프로펠러, 제트 엔진, 로켓 엔진 등
종류
분류 기준엔진 종류
날개 모양
용도
주요 종류여객기
화물기
전투기
정찰기
훈련기
글라이더
역사
초기 형태라이트 형제의 플라이어 1호 등
발전기술 발전과 함께 다양한 형태의 고정익기 개발
활용
운송사람과 화물 운송
군사전투, 정찰, 수송 등
스포츠글라이딩, 곡예 비행 등
기타농업, 과학 연구 등 다양한 분야
관련 용어
양력날개에서 발생하는 힘
항력공기 저항
추력추진력
중력지구의 중력
기타 정보
안전안전 운항을 위한 철저한 점검과 훈련이 필요
항공 안전 관련 규정 준수 중요
환경소음 및 배기가스 문제 해결 노력
친환경적인 항공 기술 개발 필요
로마자 표기Gojeongikgi

2. 역사

연은 약 2800년 전 중국에서 발명되었다.[1] 최소한 549년까지는 종이 연이 구조 활동을 위한 메시지 전달에 사용되었다는 기록이 있으며,[2] 고대와 중세 중국 자료에는 연이 거리 측정, 바람 시험, 사람을 들어 올리는 데, 신호 전달 및 군사 작전을 위한 통신에 사용되었다고 기록되어 있다.[2]

비행 중인 연


1828년 바이에른에서 아이들이 연을 날리는 모습, 요한 미하엘 볼츠 작


연에 대한 이야기는 13세기 말 마르코 폴로에 의해 유럽에 전해졌고, 16세기와 17세기에는 일본과 말레이시아의 선원들에 의해 연이 유럽으로 다시 전해졌다.[3] 처음에는 진기한 것으로 여겨졌지만, 18세기와 19세기에는 과학 연구에 연이 사용되었다.[3]

연은 날개 위로 부는 바람에 의해 공중에 떠 있는, 끈으로 연결된 비행체이다.[32] 날개 아래쪽의 고압은 기류를 아래쪽으로 휘게 한다. 이러한 휨은 바람 방향으로 수평항력을 발생시킨다. 양력과 항력 성분으로부터 생성되는 합력은 끈의 장력에 의해 상쇄된다.

연은 하나 이상의 줄로 조종한다.

한국에서는 삼국시대부터 연이 사용되었으며, 특히 조선시대에는 연날리기가 대중적인 놀이로 자리 잡았다. 이순신 장군은 임진왜란 때 연을 신호 전달 수단으로 활용하기도 했다.

1799년, 조지 케일리 경은 양력, 추진력 및 조종 시스템을 갖춘 고정익 기계로서의 현대 비행기 개념을 제시했다.[9][10] 케일리는 1803년 초부터 고정익 항공기 모델을 제작하고 비행했으며, 1853년에는 승객을 태울 수 있는 성공적인 활공기를 제작했다.[11] 1856년 프랑스인 장 마리 르 브리스는 최초의 동력 비행을 했으며, 그의 활공기 L'Albatros artificiel은 해변에서 말에 의해 견인되었다.[12]

르 브리스와 그의 활공기 알바트로스 2세. 나다르가 1868년에 촬영


1884년 미국인 존 몽고메리는 1883년부터 1886년 사이에 제작한 일련의 활공기 중 하나를 이용하여 조종된 비행을 했다.[13] 그 당시 비슷한 비행을 한 다른 비행가들로는 오토 릴리엔탈, 퍼시 필처, 그리고 옥타브 샤누트의 제자들이 있다. 1890년대, 로렌스 하그레이브는 날개 구조에 대한 연구를 수행하고 사람의 무게를 들어 올리는 상자 연을 개발했다. 그의 설계는 널리 채택되었다. 그는 또한 일종의 회전익 항공기 엔진을 개발했지만, 동력 고정익 항공기를 만들지는 않았다.[14]

활공기는 엔진 없이 자유 비행이 가능한, 공기보다 무거운 비행체이다. 활주기는 상승 기류를 이용하여 고도를 얻고 장시간 비행하기 위해 설계된 고정익 활공기이다. 활공기는 주로 레크리에이션에 사용되지만, 공기역학 연구, 전투, 우주선 회수와 같은 목적으로도 사용되어 왔다. 모터 글라이더는 이륙하거나 비행 시간을 연장하기 위해 제한적인 추진 시스템을 갖추고 있다.

일반 항공기와 마찬가지로 활공기는 다양한 형태의 날개, 공기역학적 효율, 조종사 위치 및 조종 장치를 가지고 있다. 대형 활공기는 일반적으로 견인기 또는 윈치에 의해 공중으로 띄워진다. 군사용 활공기는 전투에서 병력과 장비를 수송하는 데 사용되었으며, 특수 활공기는 대기 및 공기역학적 연구에 사용되었다. 로켓 추진 항공기와 우주왕복선은 활공기와 유사한 무동력 착륙을 했다.

활공 스포츠에 사용되는 활공기와 활주기는 높은 공기역학적 효율을 가지고 있다. 최고의 양항비는 70:1이지만, 50:1이 일반적이다. 이륙 후에는 상승 기류를 능숙하게 이용하여 고도를 더 얻을 수 있다. 평균 시속 200km 이상으로 수천 킬로미터의 비행이 이루어졌다. 활공기와 활주기는 동력 항공기와 많은 설계 요소와 공기역학적 원리를 공유한다. 예를 들어, 호르텐 H.IV는 꼬리 없는 플라잉 윙 활공기였고, 델타익 우주왕복선 궤도선은 하강 단계에서 활공했다. 많은 활공기는 비행기와 유사한 조종면과 계기를 채택한다.

한국에서는 1922년 안창남이 일본에서 제작한 금강호를 타고 여의도 상공에서 시범 비행을 한 것이 최초의 동력 비행으로 기록되고 있다.

1903년 라이트 형제가 ''플라이어 1호''로 비행한 것은 국제항공연맹(FAI)에 의해 "최초의 지속적이고 제어 가능한 동력 비행"으로 인정받았다.[16] 라이트 플라이어 3호는 1905년까지 장시간 동안 안정적이고 제어 가능한 비행을 선보였다.

1906년에는 브라질의 발명가 알베르토 산토스 두몽이 14-비스를 설계, 제작 및 조종하여 프랑스 항공 클럽이 인정하는 최초의 세계 기록을 세웠다.[17]

이 비행은 FAI에 의해 인증되었다.[18]

제1차 세계 대전은 항공기를 무기 및 관측 플랫폼으로 사용하는 것을 시작하게 했다. 1915년 독일 독일 공군(Luftstreitkräfte)의 쿠르트 빈트겐스(Kurt Wintgens) 중위는 동기식 기관총으로 무장된 전투기를 사용한 최초의 공중 승리를 거두었다. 만프레드 폰 릭터호펜은 가장 많은 공중 승리를 거둔 에이스 파일럿으로 알려져 있다.

제2차 세계 대전에서 항공기는 중요한 역할을 수행했다. 독일의 전격전이나 태평양에서 미군과 일본군의 항공모함 작전과 같은 군사 전략의 필수적인 요소였다. 군용 활공기는 여러 작전에서 개발 및 사용되었지만 높은 사상자율로 인해 제한되었다.

전쟁 전과 전쟁 중에 영국과 독일의 설계자들은 제트 엔진을 개발했다. 1939년에 처음으로 비행한 제트기는 독일의 하인켈 He 178이었다. 1943년에는 최초의 실전 배치 제트 전투기인 메서슈미트 Me 262가 독일 독일 공군에 배치되었다.

한국전쟁 당시 대한민국 공군은 F-51D 무스탕 전투기 등을 도입하여 활약하였으며, 이는 대한민국 공군력 강화의 계기가 되었다.

1947년 10월, 벨 X-1이 척 예이거에 의해 최초로 음속을 돌파했다.[21] 1948년부터 1949년까지 항공기는 베를린 봉쇄 동안 물자를 수송했으며, B-52와 같은 새로운 유형의 항공기가 냉전 기간 동안 생산되었다.

최초의 제트 여객기인 드 하빌랜드 코멧은 1952년에 도입되었고, 1956년에 소련의 투폴레프 Tu-104가 도입되었다. 최초로 널리 성공한 상업용 제트기인 보잉 707은 1958년부터 2010년까지 50년 이상 상업 운항을 했다. 보잉 747은 2005년 에어버스 A380에 추월당할 때까지 1970년부터 세계에서 가장 큰 여객기였다. 가장 성공적인 항공기는 더글러스 DC-3과 그 군용 버전인 C-47[22]이며, 1936년부터 운용되어 전 세계에서 여전히 사용되고 있다. 수백 가지 버전 중 일부는 AC-47(베트남 전쟁 시대의 건쉽으로, 콜롬비아 공군에서 여전히 사용됨)[23]과 같이 다른 용도로 사용되었다.

2. 1. 연

연은 약 2800년 전 중국에서 발명되었다.[1] 최소한 549년까지는 종이 연이 구조 활동을 위한 메시지 전달에 사용되었다는 기록이 있으며,[2] 고대와 중세 중국 자료에는 연이 거리 측정, 바람 시험, 사람을 들어 올리는 데, 신호 전달 및 군사 작전을 위한 통신에 사용되었다고 기록되어 있다.[2]

연에 대한 이야기는 13세기 말 마르코 폴로에 의해 유럽에 전해졌고, 16세기와 17세기에는 일본과 말레이시아의 선원들에 의해 연이 유럽으로 다시 전해졌다.[3] 처음에는 진기한 것으로 여겨졌지만, 18세기와 19세기에는 과학 연구에 연이 사용되었다.[3]

연은 날개 위로 부는 바람에 의해 공중에 떠 있는, 끈으로 연결된 비행체이다.[32] 날개 아래쪽의 고압은 기류를 아래쪽으로 휘게 한다. 이러한 휨은 바람 방향으로 수평항력을 발생시킨다. 양력과 항력 성분으로부터 생성되는 합력은 끈의 장력에 의해 상쇄된다.

연은 하나 이상의 줄로 조종한다.

한국에서는 삼국시대부터 연이 사용되었으며, 특히 조선시대에는 연날리기가 대중적인 놀이로 자리 잡았다. 이순신 장군은 임진왜란 때 연을 신호 전달 수단으로 활용하기도 했다.

2. 2. 글라이더 및 동력 장치

1799년, 조지 케일리 경은 양력, 추진력 및 조종 시스템을 갖춘 고정익 기계로서의 현대 비행기 개념을 제시했다.[9][10] 케일리는 1803년 초부터 고정익 항공기 모델을 제작하고 비행했으며, 1853년에는 승객을 태울 수 있는 성공적인 활공기를 제작했다.[11] 1856년 프랑스인 장 마리 르 브리스는 최초의 동력 비행을 했으며, 그의 활공기 L'Albatros artificiel은 해변에서 말에 의해 견인되었다.[12]

1884년 미국인 존 몽고메리는 1883년부터 1886년 사이에 제작한 일련의 활공기 중 하나를 이용하여 조종된 비행을 했다.[13] 그 당시 비슷한 비행을 한 다른 비행가들로는 오토 릴리엔탈, 퍼시 필처, 그리고 옥타브 샤누트의 제자들이 있다. 1890년대, 로렌스 하그레이브는 날개 구조에 대한 연구를 수행하고 사람의 무게를 들어 올리는 상자 연을 개발했다. 그의 설계는 널리 채택되었다. 그는 또한 일종의 회전익 항공기 엔진을 개발했지만, 동력 고정익 항공기를 만들지는 않았다.[14]

활공기는 엔진 없이 자유 비행이 가능한, 공기보다 무거운 비행체이다. 활주기는 상승 기류를 이용하여 고도를 얻고 장시간 비행하기 위해 설계된 고정익 활공기이다. 활공기는 주로 레크리에이션에 사용되지만, 공기역학 연구, 전투, 우주선 회수와 같은 목적으로도 사용되어 왔다. 모터 글라이더는 이륙하거나 비행 시간을 연장하기 위해 제한적인 추진 시스템을 갖추고 있다.

일반 항공기와 마찬가지로 활공기는 다양한 형태의 날개, 공기역학적 효율, 조종사 위치 및 조종 장치를 가지고 있다. 대형 활공기는 일반적으로 견인기 또는 윈치에 의해 공중으로 띄워진다. 군사용 활공기는 전투에서 병력과 장비를 수송하는 데 사용되었으며, 특수 활공기는 대기 및 공기역학적 연구에 사용되었다. 로켓 추진 항공기와 우주왕복선은 활공기와 유사한 무동력 착륙을 했다.

활공 스포츠에 사용되는 활공기와 활주기는 높은 공기역학적 효율을 가지고 있다. 최고의 양항비는 70:1이지만, 50:1이 일반적이다. 이륙 후에는 상승 기류를 능숙하게 이용하여 고도를 더 얻을 수 있다. 평균 시속 200km 이상으로 수천 킬로미터의 비행이 이루어졌다. 활공기와 활주기는 동력 항공기와 많은 설계 요소와 공기역학적 원리를 공유한다. 예를 들어, 호르텐 H.IV는 꼬리 없는 플라잉 윙 활공기였고, 델타익 우주왕복선 궤도선은 하강 단계에서 활공했다. 많은 활공기는 비행기와 유사한 조종면과 계기를 채택한다.

한국에서는 1922년 안창남이 일본에서 제작한 금강호를 타고 여의도 상공에서 시범 비행을 한 것이 최초의 동력 비행으로 기록되고 있다.

2. 3. 동력 비행

1903년 라이트 형제가 ''플라이어 1호''로 비행한 것은 국제항공연맹(FAI)에 의해 "최초의 지속적이고 제어 가능한 동력 비행"으로 인정받았다.[16] 라이트 플라이어 3호는 1905년까지 장시간 동안 안정적이고 제어 가능한 비행을 선보였다. 1906년에는 브라질의 발명가 알베르토 산토스 두몽이 14-비스를 설계, 제작 및 조종하여 프랑스 항공 클럽이 인정하는 최초의 세계 기록을 세웠다.[17] 이 비행은 FAI에 의해 인증되었다.[18]

제1차 세계 대전은 항공기를 무기 및 관측 플랫폼으로 사용하는 것을 시작하게 했다. 1915년 독일 독일 공군(Luftstreitkräfte)의 쿠르트 빈트겐스(Kurt Wintgens) 중위는 동기식 기관총으로 무장된 전투기를 사용한 최초의 공중 승리를 거두었다. 만프레드 폰 릭터호펜은 가장 많은 공중 승리를 거둔 에이스 파일럿으로 알려져 있다.

제2차 세계 대전에서 항공기는 중요한 역할을 수행했다. 독일의 전격전이나 태평양에서 미군과 일본군의 항공모함 작전과 같은 군사 전략의 필수적인 요소였다. 군용 활공기는 여러 작전에서 개발 및 사용되었지만 높은 사상자율로 인해 제한되었다.

전쟁 전과 전쟁 중에 영국과 독일의 설계자들은 제트 엔진을 개발했다. 1939년에 처음으로 비행한 제트기는 독일의 하인켈 He 178이었다. 1943년에는 최초의 실전 배치 제트 전투기인 메서슈미트 Me 262가 독일 독일 공군에 배치되었다.

한국전쟁 당시 대한민국 공군은 F-51D 무스탕 전투기 등을 도입하여 활약하였으며, 이는 대한민국 공군력 강화의 계기가 되었다.

2. 4. 전후 발전

1947년 10월, 벨 X-1이 척 예이거에 의해 최초로 음속을 돌파했다.[21] 1948년부터 1949년까지 항공기는 베를린 봉쇄 동안 물자를 수송했으며, B-52와 같은 새로운 유형의 항공기가 냉전 기간 동안 생산되었다.

최초의 제트 여객기인 드 하빌랜드 코멧은 1952년에 도입되었고, 1956년에 소련의 투폴레프 Tu-104가 도입되었다. 최초로 널리 성공한 상업용 제트기인 보잉 707은 1958년부터 2010년까지 50년 이상 상업 운항을 했다. 보잉 747은 2005년 에어버스 A380에 추월당할 때까지 1970년부터 세계에서 가장 큰 여객기였다. 가장 성공적인 항공기는 더글러스 DC-3과 그 군용 버전인 C-47[22]이며, 1936년부터 운용되어 전 세계에서 여전히 사용되고 있다. 수백 가지 버전 중 일부는 AC-47(베트남 전쟁 시대의 건쉽으로, 콜롬비아 공군에서 여전히 사용됨)[23]과 같이 다른 용도로 사용되었다.

3. 고정익 항공기의 특징

고정익 항공기는 헬리콥터 등의 회전익기에 비해 빠른 속도와 높은 수송 능력을 가진다. 또한 회전익기와 비교할 수 없을 정도로 대형 기체를 제작할 수 있다. 글라이더는 엔진을 갖지 않고 경량이기 때문에 기본적으로 모두 고정익기이다. 프로펠러기·제트기 등이 이에 해당한다.

반면, 고정익기는 이착륙 시 공항이나 비행장의 활주로, 또는 항공모함의 넓은 비행 갑판과 같은 평탄한 주행로가 필요하다. 또한 회전익기가 상하좌우로 자유롭게 비행 가능하고 공중 정지(호버링)가 가능한 데 비해, 고정익기는 기본적으로 전진 비행만 가능하며 후진은 불가능하다. 좌우 방향으로 이동하려면 기체의 방향을 바꿔야 하며, 상승 하강도 전진 비행과 동시에만 가능하다. 일정 속도 이하에서는 실속한다.

해리어와 같은 수직이착륙기는 이러한 단점을 극복한 항공기이지만, 속도와 수송 능력은 일반적인 고정익기보다 떨어진다. V-22는 고정익기와 회전익기의 중간적인 성격을 가진다.

3. 1. 수직이착륙기

3. 2. 접이식 날개

항공모함 등에서 운용되는 함상기는 제한된 함내 공간에 가능한 한 많은 항공기를 수용해야 하고, 승강 엘리베이터로 취급할 수 있는 크기에도 제약이 있기 때문에 주 날개가 접히는 '접이식 날개'를 채택하는 경우가 많다. 제2차 세계 대전까지는 함상기의 크기가 현재만큼 크지 않았기 때문에 고정익기가 드물지 않았지만, 전후 함상기의 제트화와 더불어 기체 크기도 커짐에 따라 접이식 주익을 채택하는 항공기가 일반화되었다.

그러나 접이식 날개는 그 구조 때문에 날개의 강도가 낮아지고, 날개 아래에 무거운 물건을 탑재할 수 없거나 기체 중량 증가, 생산 비용 증가 등의 단점이 있다.

고정익기는 이러한 단점이 없으며, 주기 공간에 여유가 있는 육상기에서는 접이식 날개를 채택하는 일이 기본적으로 없다. 함상기에 고정익기가 채택되는 경우나 육상기에 접이식 날개를 가진 항공기가 채택되는 경우에는 특기할 만한 사항이다. 대표적인 예로 미국 해군의 A-4가 있다. 이 항공기는 고정익기이면서도 기체 소형화에 성공하여 접이식 날개의 채택을 피함으로써 기체 규모에 비해 무장 탑재량도 크게 할 수 있었다고 한다.

4. 구성 요소

4. 1. 기체

고정익 항공기의 구조적 요소는 항공기 기체(airframe)이다. 기체는 항공기의 종류, 목적 및 기술에 따라 다양하다. 초기 항공기 기체는 나무로 만들어졌고 날개 표면은 직물로 덮여 있었다. 동력 비행을 위한 엔진이 개발되면서 엔진 마운트는 금속으로 만들어지기 시작했다. 속도가 증가함에 따라 금속이 더 일반적으로 사용되었고, 제2차 세계 대전이 끝날 무렵에는 전금속(및 유리) 항공기가 일반화되었다. 현대에는 복합재료가 더 일반적으로 사용되고 있다.

일반적인 구조 요소는 다음과 같다.

  • 하나 이상의 대부분 수평인 날개. 날개는 종종 익형 단면을 가지고 있다. 항공기가 전진할 때 날개는 공기를 아래쪽으로 휘게 하여 양력을 발생시켜 비행 중에 항공기를 지탱한다. 또한, 날개는 안정된 비행에서 항공기를 수평으로 유지하는 횡방향 안정성을 제공한다. 다른 역할로는 연료를 보관하고 엔진을 장착하는 것이다.

  • 동체. 일반적으로 길고 가느다란 형태이며, 공기역학적으로 매끄럽게 하기 위해 끝이 가늘어지거나 둥글게 처리된다. 동체는 기체의 다른 부분을 연결하고 탑재물과 비행 시스템을 포함한다.
  • 수직 안정판 또는 핀은 비행기 후면에 장착되고 일반적으로 비행기 위로 돌출된 단단한 표면이다. 핀은 비행기의 방향(좌우 회전)을 안정시키고, 그 축을 따라 회전을 제어하는 방향타를 장착한다.
  • 수평 안정판. 일반적으로 수직 안정판 근처의 꼬리에 장착된다. 수평 안정판은 비행기의 피치(상하 기울기)를 안정시키는 데 사용되며, 피치 제어를 제공하는 승강타를 장착한다.
  • 착륙장치. 비행 중이 아닐 때 항공기를 지지하는 바퀴, 스키드 또는 부유체 세트이다. 수상기의 경우 동체 바닥이나 부유체(폰툰)가 물 위에서 항공기를 지지한다. 일부 항공기에서는 항력을 줄이기 위해 비행 중에 착륙장치가 수납된다.

4. 1. 1. 날개

고정익 항공기의 날개는 항공기 양쪽으로 뻗어 있는 정적인 평면이다. 항공기가 전진할 때, 양력을 발생시키도록 설계된 날개 위로 공기가 흐른다.

연과 일부 경량 글라이더 및 항공기는 프레임에 걸쳐 늘어진 유연한 날개 표면을 가지고 있으며, 이를 통해 발생하는 양력에 의해 강성을 갖게 된다. 더 큰 항공기는 단단한 날개 표면을 갖는다.

유연하든 단단하든 대부분의 날개는 모양을 유지하고 날개 표면에서 항공기의 나머지 부분으로 양력을 전달하는 강력한 프레임을 갖고 있다. 주요 구조 요소는 하나 이상의 주익(spar)이 날개뿌리에서 날개끝까지 이어지고, 뼈대(rib)가 앞전(leading edge)에서 뒷전(trailing edge)까지 이어지는 것이다.

초기 항공기 엔진은 출력이 적고 경량이 중요했다. 또한 초기 에어포일 단면은 얇아 강력한 프레임을 지탱할 수 없었다. 1930년대까지 대부분의 날개는 매우 약해서 외부 보강 스트럿과 와이어가 추가되었다. 엔진 출력이 증가함에 따라 날개를 충분히 무겁고 강하게 만들 수 있어 보강이 불필요해졌다. 이러한 보강되지 않은 날개를 캔틸레버 날개라고 한다.

4. 1. 2. 동체

동체는 일반적으로 길고 가늘며, 대개 끝이 가늘어지거나 둥글게 되어 공기역학적으로 매끄러운 형태를 이룬다. 대부분의 고정익기는 하나의 동체를 가지고 있다. 다른 기종들은 여러 개의 동체를 가질 수도 있고, 동체의 극후단을 활용할 수 있도록 꼬리 양쪽에 보조 날개를 장착할 수도 있다.

동체는 일반적으로 조종사, 승객, 화물, 그리고 때로는 연료와 엔진을 수납한다. 글라이더는 일반적으로 연료와 엔진이 없지만, 모터 글라이더나 로켓 글라이더와 같은 일부 변형 기종은 일시적 또는 선택적으로 이들을 사용한다.

유인 상업용 고정익기의 조종사는 동체 내부의 조종석에서 조종하며, 조종석은 일반적으로 전면/상단에 위치하며, 조종 장치, 창문, 계기판을 갖추고 있으며, 보안용 문으로 승객석과 분리되어 있다. 소형 항공기의 경우 승객은 일반적으로 조종사 뒤쪽의 객실에 앉지만, 때때로 조종사 옆이나 앞에 앉을 수도 있다. 대형 여객기는 조종석과 물리적으로 분리된 별도의 승객 객실 또는 여러 개의 객실을 가지고 있다.

항공기는 종종 두 명 이상의 조종사를 두고 있으며, 그중 한 명이 전체적인 지휘를 담당하는 "기장"이고, 나머지 한 명 이상은 "부기장"이다. 대형 항공기에는 일반적으로 항해사도 조종석에 앉는다. 일부 군용기나 특수 항공기는 조종석에 다른 조종 승무원이 있을 수도 있다.

4. 1. 3. 꼬리날개

대부분의 고정익기는 균형, 안정성 및 조종을 위해 수평꼬리면을 가지고 있으며, 여기에는 수직으로 작동하는 수평꼬리면과 승강타, 수평으로 작동하는 수직꼬리날개와 방향타가 포함된다. 이는 매우 일반적인 배치로 알려져 있다. 때로는 두 개 이상의 수직꼬리날개가 수평꼬리면을 따라 간격을 두고 배치되기도 한다.

사브 비겐(Saab Viggen)의 카나드


일부 항공기는 주 날개 앞에 수평 "카나드" 전익을 가지고 있다.[34][35][36] 이 전익은 항공기의 균형, 안정성 또는 조종에 기여하거나 이들 중 여러 가지에 기여할 수 있다.

4. 1. 4. 착륙장치

착륙장치는 항공기가 지상에서 이동하고 이착륙할 때 사용되는 장치이다.

4. 2. 조종 계통

4. 2. 1. 조종면

항공기 조종 장치는 조종사가 공중과 지상에서 항공기를 조종할 수 있게 해주는 장치이다.

  • 조종간 또는 조이스틱은 피치축과 롤축을 중심으로 항공기의 회전을 제어한다. 조종간은 운전대와 비슷하다. 조종사는 조종간이나 조이스틱을 앞으로 밀어 비행기를 아래로 기울이고(피치 다운), 잡아당겨 위로 기울일 수 있다(피치 업). 비행기의 롤은 원하는 방향으로 조종간을 돌리거나 조이스틱을 기울임으로써 수행된다.
  • 방향타 페달은 요축을 중심으로 항공기의 회전을 제어한다. 두 개의 페달이 회전하여 한쪽을 앞으로 누르면 다른 쪽이 뒤로 움직이고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 조종사는 오른쪽 방향타 페달을 밟아 비행기를 오른쪽으로 방향을 틀고(요), 왼쪽 페달을 밟아 왼쪽으로 방향을 틀게 한다. 방향타는 주로 선회 시 비행기의 균형을 맞추거나 바람 또는 요축을 중심으로 비행기를 밀어내는 다른 요인을 보상하는 데 사용된다.
  • 동력기의 경우 엔진 정지 제어(예: "연료 차단")와 일반적으로 스로틀 또는 추력 레버 및 기타 제어 장치(고도 변화에 따른 기압 변화를 보상하기 위한 연료 혼합 제어 등)가 있다.


다른 일반적인 제어 장치는 다음과 같다.

  • 플랩 레버는 날개의 플랩 편향 위치를 제어하는 데 사용된다.
  • 스포일러 레버는 날개의 스포일러 위치를 제어하고, 착륙 시 스포일러를 배치하도록 설계된 비행기에서 자동 배치를 활성화하는 데 사용된다. 스포일러는 착륙 시 양력을 감소시킨다.
  • 트림 제어 장치는 일반적으로 손잡이 또는 바퀴 형태를 취하며 피치, 롤 또는 요 트림을 조정하는 데 사용된다. 이러한 장치는 종종 조종면 후연에 있는 작은 에어포일(공기역학면)에 연결되며 "트림 탭"이라고 한다. 트림은 일정한 방향을 유지하는 데 필요한 조종력의 양을 줄이는 데 사용된다.
  • 바퀴 달린 기종의 경우 브레이크는 지상에서 비행기를 감속하고 정지시키는 데 사용되며, 때로는 지상에서 선회하는 데에도 사용된다.

4. 2. 2. 계기판

유인 고정익 항공기의 계기판은 조종사에게 비행, 엔진, 항법, 통신 및 기타 장착된 항공기 시스템에 대한 정보를 제공한다.[37]

6가지 기본 비행 계기판.
윗줄 (왼쪽부터 오른쪽): 대기 속도 지시계, 자세 지시계, 고도계.
아랫줄 (왼쪽부터 오른쪽): 선회 조정기, 방향 지시계, 상승률 지시계.


6가지 기본 계기는 때때로 "식스팩(six pack)"이라고도 불린다.[37]

  • 대기 속도 지시계(ASI)는 항공기가 공기 중을 이동하는 속도를 나타낸다.
  • 자세 지시계(AI), 또는 인공 수평선은 항공기의 피치 축과 롤 축을 중심으로 한 정확한 방향을 나타낸다.
  • 고도계는 항공기의 고도 또는 높이를 평균 해수면](AMSL) 상공으로 나타낸다.
  • 상승률 지시계(VSI) 또는 바리오미터는 항공기의 상승 또는 하강 속도를 나타낸다.
  • 방향 지시계(HI), 또는 방향 자이로(DG)는 동체의 자기 나침반 방향을 나타낸다. 방향은 풍향과 자기 편차의 영향을 받는다.
  • 선회 조정기(TC) 또는 선회 및 뱅크 지시계는 조종사가 선회 중에 조정된 자세로 항공기를 제어하는 데 도움을 준다.


다른 조종석 계기판에는 다음이 포함된다.

  • 이중 통신기는 다른 항공기 및 항공 교통 관제와의 통신을 가능하게 한다.
  • 수평 상황 지시계(HSI)는 지상을 기준으로 위에서 본 항공기의 위치와 움직임을 항로/방향 및 기타 정보와 함께 나타낸다.
  • 항공기 엔진의 상태( 작동 속도, 추력, 온도 및 기타 변수)를 보여주는 계기.
  • 주 비행 표시장치 또는 항법 보조 장치와 같은 결합된 표시 시스템.
  • 기내 기상 레이더 표시와 같은 정보 표시.
  • 무선 방향 찾이(RDF)는 하나 이상의 무선 신호소의 방향을 나타내어 항공기의 위치를 ​​결정하는 데 사용할 수 있다.
  • 정확한 위치를 제공하는 위성 항법(satnav) 시스템.


이러한 계기 중 일부 또는 모두는 컴퓨터 디스플레이에 표시되어 휴대전화와 같이 터치로 작동될 수 있다.

5. 종류

wikitable

주 날개의 배치에 따른 분류


5. 1. 용도에 따른 분류

5. 2. 추진 방식에 따른 분류

고정익기는 제트 엔진이나 프로펠러에서 발생하는 추력으로 추진된다. 추진 방식에 따라 프로펠러기, 제트기, 터보프롭기 등으로 분류할 수 있다.

아프가니스탄에 주기된 항공기

5. 3. 날개 형태에 따른 분류

날개의 개수와 형태는 매우 다양하다. 일부 설계에서는 날개가 동체와 융합되지만, 동체로 분리된 좌우 날개가 더 일반적이다.

제1차 세계 대전의 3개 날개 삼엽기처럼 때때로 더 많은 날개가 사용되었다. 4개 날개 사엽기 및 기타 다엽기 설계는 거의 성공하지 못했다.

대부분의 항공기는 하나 또는 두 개의 평행한 날개를 가진 단엽기이다. 복엽기와 삼엽기는 날개를 서로 위에 겹쳐 쌓는다. 탠덤 날개는 날개를 앞뒤로 배치하며, 경우에 따라 끝부분에서 연결될 수도 있다. 1920년대와 1930년대에 사용 가능한 엔진 출력이 증가하고 더 이상 지지대가 필요 없게 되면서 지지대가 없는 또는 캔틸레버 단엽기가 가장 일반적인 형태가 되었다.

익형은 위/아래에서 볼 때의 형태이다. 공기역학적으로 효율적이기 위해 날개는 긴 스팬(폭)과 짧은 코드(현)를 가진 직선 형태를 갖는다(높은 종횡비). 구조적으로 효율적이고 따라서 경량이 되기 위해서는 날개폭을 가능한 한 작게 해야 하지만 양력을 제공하기에 충분한 면적을 제공해야 한다.

천음속 속도로 비행하기 위해 가변 기하학 날개는 방향을 바꾸어 초음속 충격파로 인한 항력을 줄이기 위해 뒤쪽으로 각도를 짓는다. 가변 후퇴익은 이착륙에 효율적인 직선 형태에서 고속 비행을 위한 저항이 적은 후퇴 형태로 변형된다. 다른 형태의 가변 익형이 비행되었지만, 연구 단계를 넘어선 것은 없다. 후퇴익은 뒤쪽 또는 앞쪽으로 후퇴한 직선 날개이다.

델타익은 다양한 목적으로 사용되는 삼각형 모양이다. 유연한 로갈로 윙으로서 공기역학적 힘 하에서 안정적인 형태를 허용하며, 종종 연 및 기타 초경량 항공기에 사용된다. 초음속이 가능하며 높은 강도와 낮은 항력을 결합한다.

날개는 일반적으로 속이 비어 있으며 연료 탱크 역할도 한다. 날개에는 플랩이 장착되어 있어 이착륙 시 항력/양력을 증가/감소시키고, 반대로 작용하여 방향을 바꿀 수 있다.

6. 현대의 응용

7. 같이 보기

참조

[1] 웹사이트 Drachen Foundation Journal Fall 2002, page 18. Two lines of evidence: analysis of leaf kiting and some cave drawings https://web.archive.[...] 2012-02-02
[2] 서적 Needham, Volume 4, Part 1
[3] 웹사이트 Kite History: A Simple History of Kiting http://www.gombergki[...] 2010-06-20
[4] 서적 Attic Nights https://archive.toda[...] LacusCurtius
[5] 웹사이트 Archytas of Tarentum, Technology Museum of Thessaloniki, Macedonia, Greece http://www.tmth.edu.[...]
[6] 뉴스 Modern rocketry http://www.pressconn[...] 2014-12
[7] 웹사이트 Automata history http://www.mechanica[...]
[8] 간행물 Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition
[9] 웹사이트 Aviation History http://www.aviation-[...] 2009-07-26
[10] 백과사전 Sir George Cayley (British Inventor and Scientist) https://www.britanni[...] 2009-07-26
[11] 웹사이트 Cayley, Sir George: Encyclopædia Britannica 2007. https://www.britanni[...] 2007-08-25
[12] 서적 Aviation : an historical survey from its origins to the end of the Second World War https://www.worldcat[...] Science Museum 2003
[13] 서적 Quest for Flight: John J. Montgomery and the Dawn of Aviation in the West University of Oklahoma Press
[14] 백과사전 Hargrave, Lawrence (1850–1915) https://web.archive.[...] Melbourne University Press 2014-12-28
[15] 서적 Dreams and Realities of the Conquest of the Skies Atheneum
[16] 뉴스 FAI News: 100 Years Ago, the Dream of Icarus Became Reality http://www.fai.org/n[...] 2003-12-17
[17] 웹사이트 Santos Dumont in France 1906–1916: The Very Earliest Early Birds. http://earlyaviators[...] 2006-12-25
[18] 웹사이트 Les vols du 14bis relatés au fil des éditions du journal l'illustration de 1906. https://web.archive.[...]
[19] 서적 Bleriot XI, The Story of a Classic Aircraft Smithsonian Institution Press
[20] 웹사이트 Me 163B Komet – Me 163 Production – Me 163B: Werknummern list. http://robdebie.home[...] 2013-07-28
[21] 웹사이트 First Generation X-1 http://www.nasa.gov/[...] 2014-02-28
[22] 웹사이트 Douglas DC-3 https://airandspace.[...]
[23] 웹사이트 There's one place in the world where AC-47 Spooky gunships still fly https://www.twz.com/[...]
[24] 서적 Wind, Sand and Stars Harcourt, Brace & World, Inc.
[25] 웹사이트 FAI Sporting Code http://www.fai.org/g[...] 2024-03-21
[26] 웹사이트 14 CFR 1.1 - General definitions. https://www.ecfr.gov[...]
[27] 서적 The Powered Paragliding Bible Airhead Creations
[28] 보고서 Wing in Ground Effect Craft Review https://web.archive.[...] DSTO, Australia 2012-08-24
[29] 서적 Wings Like Eagles, The Story of Soaring in the United States Smithsonian Institution Press
[30] 웹사이트 Definition of gliders used for sporting purposes in FAI Sporting Code https://web.archive.[...]
[31] 서적 Paragliding: The Complete Guide Airlife Pub
[32] 웹사이트 Beginner's Guide to Aeronautics http://www.grc.nasa.[...] 2008-07-11
[33] 웹사이트 Kite Energy Systems https://web.archive.[...] Energykitesystems.net 2012-10-03
[34] 서적 Dictionary of Aeronautical Terms, third edition Aviation Supplies & Academics
[35] 서적 From the Ground Up Aviation Publishers Co. Limited
[36] 웹사이트 Title 14: Aeronautics and Space – PART 1—DEFINITIONS AND ABBREVIATIONS http://www.ecfr.gov/[...] Federal Aviation Administration 2008-08-05
[37] 웹사이트 Six Pack – The Primary Flight Instruments http://www.learntofl[...] LearnToFly.ca 2010-03-13


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