(10) Stalls

Stalls

 

후퇴익 제트 비행기의 실속 특성은 일반적인 직선익 비행기와 상당히 다를 수 있다. 가장 눈에 띄는 큰 차이점은 받음각에 대한 양력 증가이다. 직선익에서는 받음각이 증가하면 양력벡터가 최대 양력 계수까지 지속적으로 · 상당히 증가하며 이후에는 양력의 급격한 하락과 함께 흐름 분리(실속)가 발생한다.

 

반면 후퇴익에서는 덜 명확한 최대 양력 계수와 함께 완만한 양력 증가가 생성된다. 이러한 덜 명확한 최대 양력 계수 덕분에 후퇴익에서는 임계 받음각이 초과되어도 양력 손실이 급격하지 않을 수 있다. 허나 높은 양력 조건은 높은 항력을 동반하므로 높은 하강률로 이어질 수 있다. [그림 16-8]

후퇴익에서는 wing tips부터 실속에 빠지는 경향이 있다. 왜냐하면 경계층이 tips를 향해 spanwise 방향으로 흐르는 경향이 있기 때문이다. [그림 16-9] tip stall 경향은 양력 중심이 앞으로 이동하도록 만들며 이는 후퇴각과 테이퍼가 결합되었을 때 가장 크다. 후퇴익이 wingtips부터 실속에 빠지는 것을 방지하기 위해 제조업체들은 날개를 비틀거나, 에어포일 단면을 변화시키거나, vortex generators를 설치하거나, 혹은 이러한 것들을 조합하여 wing spanwise를 변경한다. 이러한 설계들은 항공기가 실속에 진입하였을 때 roll control을 유지하는데 도움을 제공한다.

일부 T-tail configuration에서는 deep stall이 발생하기 쉽다. deep stall이란 매우 높은 받음각에서 꼬리가 wing wake에 잠겨서 그 유효성을 잃을 수 있는 상황이다. 이러한 상황은 높은 하강률을 동반할 수 있다. 기수가 수평선 아래에 있는 pitch attitude에서도 높은 받음각이 발생할 수 있으며 이 경우에는 기수를 더 낮추어 적절한 회복 조치를 취하는 것이 직관에 반하는 것처럼 보일 수 있다.

 

(출처: youtube/flight-club)

 

deep stalls는 회복이 불가능할 수 있다. 다행이도 AFM/POH에 게재된 제한 사항들을 준수하기만 한다면 이를 쉽게 방지할 수 있다. deep stall에 취약한 비행기에서는 정교한 stall warning systems(예를 들어 stick shakers)가 standard equipment이다. stick pusher는 그 이름에서 알 수 있듯이 비행기가 위험한 실속 상태에 도달하기 전에 자동으로 받음각을 감소시키는 역할을 한다. 비행기의 선천적 공기역학적 특성이 약한 경우에도 stick pusher가 실속 회복에 도움을 제공할 수 있다. 조종사들은 지상에 가까이 있을 때 stick pusher가 활성화되는 상황을 피해야 한다.

 

제트 비행기 훈련 조종사들은 impending stall의 첫 징후가 나타났을 때 회복을 수행하도록 가르침을 받는다. 보통 이는 aural stall warning devices, annunciators, 혹은 stick shaker를 통해 지시된다. stick shakers는 보통 실제 실속 속도의 약 107%에서 활성화된다. 실속 경고 발생 시 실속 경고가 멈출 때까지 nose-down을 적용하는 것이 적절한 조치이다(pitch trim이 필요할 수도 있음). 그런 다음 날개를 수평으로 roll 하고 추력을 정상 비행 상태로 조정한다. 상당한 available thrust가 존재하는 저고도에서는 이러한 조치들을 수행하는데 걸리는 시간이 짧아진다. 받음각을 줄이면 실속이 제거되지만 이후 추력을 증가해야 하강이 중단된다는 것을 이해해야 한다. vortex generator가 없는 비행기에서는 buffet이 거의 없거나 아예 없는 상태에서 실속이 발생할 수 있다.

 

(출처: youtube/Chasing Gainz)

고고도에서의 실속 회복 기법은 동일하다. 조종사는 실속 경고가 멈출 때까지 기수를 낮춰서 받음각을 줄여야 한다. 허나 받음각을 줄여준 후 비행기를 증속시켜야 할 가능성이 높다. available thrust가 훨씬 적은 고고도에서는 증속을 위해 상당한 pitch down이 필요할 수 있다. 따라서 회복 도중 수천 피트 이상의 고도 손실이 발생할 수 있다. 위의 설명은 대부분의 비행기들에 적용된다. 허나 특정 비행기에 대해 제조업체가 권장하는 실속 회복 절차는 다를 수도 있으며 이는 해당 비행기의 AFM에 포함되어 있다.

 

(ATP: 후퇴익은 뒷전의 조종면과 고양력 장치의 효율성을 저하시킨다. 따라서 후퇴익의 flaps는 직선익의 flaps보다 덜 효율적이다.)