PPL, IR, CPL 과정 비행 훈련생을 위한 비행이론 - 플랩의 종류

오늘은 오랜만에 예전에 나도 자가용 과정부터 사업용 과정까지 내가 직접 정리해 두었던 자료를 펼쳐봤다.

그래서 간만에 남겨보는 비행이론 관련 이야기, 오늘은 PPL부터 IR, CPL 과정까지의 비행 훈련생 (조종 훈련생) 들을 위한 플랩의 종류 정리 편이다.

 

다행히.. 오래 된 자료이지만 워드로 자료를 정리한 덕분에 쉽게 옮길 수 있었다.

(저... 혹시라도 막 나이먹은 그런 사람 아닙니다.....ㅋㅋㅋㅋㅋ)

 

자 그럼 PPL 과정 (자가용 과정)에 처음 입과한 학생들을 많이 귀찮게 만드는 문제 중 하나인 플랩의 종류에 대해 정리해 보겠다.

그리고 가능하다면 최대한 각 플랩의 종류를 눈으로 볼 수 있는 사진도 첨부해 볼 예정이다.

 

물론 이런 플랩들의 종류에 대해서는 일부 젭슨의 PPM이나 PHAK을 보면 나와 있긴 한데, 이 플랩이 세스나 플랩이다, 이 플랩이 737 플랩이다 이런 식으로 사진을 한 번 보면 좀 더 다르게 느껴지지 않을까?

 

자, 먼저 플랩의 종류부터 정리해보자.

 

 

<Flap의 종류>

 

항공기의 날개에 장착되어 양력 발생에 영향을 주는 플랩 (Flap)에는 크게 Plain, Slotted, Split, Fowler 타입이 있다.

 

① Plain

Plain flap은 C(Lmax, Lift coefficient) 와 Drag를 강력하게 증가시키는 형태이다. 아주 단순한 구조를 하고 있다.

 

② Split

Split flap은 날개의 끝에 날개의 캠버를 변화시키는 형태로 플랩이 달린 것이 아니라, 날개의 하단에 플랩이 달려 있는 형태이다.

날개의 캠버를 변화시키지 않기 때문에 플랩의 역할을 할 수 있나.. 싶은 플랩인데 실제로 plain보다 아주 조금 더 (slightly more) 많은 C(Lmax) 를 생성하나 더 큰 Drag를 발생시키게 된다. 최대한 빠르게 고도를 떨어뜨려야 하는 steep한 Landing을 할 경우 도움이 되겠다.

 

③ Slotted

Slotted 타입은 Plain 타입과 비슷해 보이지만, 플랩과 날개 사이에 약간의 갭 (gap, 틈) 이 존재한다.

이 틈을 통해 날개 하단의 high pressure air가 이 gap을 통해 날개 윗부분으로 흘러갈 수 있도록 마치 duct 역할을 한다.

덕분에 플레인 플랩에 비해 lift coefficient 를 증가시키며, Drag는 감소시킨다.

 

④ Fowler

Fowler 타입은 Slotted 타입과 비슷하지만 조금 다르다. 아래의 사진을 보면 이게 플랩이 진화했을 때의 최종형인가 싶은 느낌이 들 것이다. 플랩이 내려가는 것 뿐만 아니라 flap segment가 길게 뻗어 나오는 형태로, 날개의 cord line을 증가시키고 drag 변화는 최소화시키면서도 lift coefficient를 효율적으로 증가시킨다.

다만 이러한 형태가 가장 큰 twisting moment를 갖게 되는 특징도 존재한다.

 

► 가장 많은 양력을 만들어내는 플랩 vs 가장 큰 항력을 만들어내는 플랩

Split flap에 비해 Slotted flap은  양력 (lift)을 더 발생시키나 항력 (drag)을 더 발생시킨다.

Fowler flap은 가장 큰 lift와 drag를 발생시킨다.

Flap의 처음 50% 정도 길이의 플랩 전개는 1/2 이상의 total lift coefficient 를 변화시키고, 플랩의 나머지 50% 전개는 1/2 이상의 total Drag coeffficient를 유발한다.

 

자 이제 아래의 사진을 보자. 플랩의 종류를 단순한 그림으로 보여주는 사진이다.

설명은 분명 네 종류의 플랩밖에 없는데 사진엔 뭐가 너무 많잖아! 라는 생각이 들 수 있다.

당연하다. 설명은 적고 그림은 많으니까. 그런데 PPL 과정부터 IR, CPL 과정이라면 일단 plain, split, slotted, fowler 딱 이 네개만 기억해라. 그리고 나머지는 나중에 봐도 된다.

 

이 중에 double slotted flap with leading edge slat 형태가 현대의 737, 320과 같은 여객기에서 사용하는 플랩의 형태가 된다.

 

자 그럼 실제 플랩의 종류에 따라서 실제 비행기에서 어떻게 나타나는지 확인해 보자.

 

1. Plain flap

이게 바로 plain 플랩이다. 정확히 딱 맞아 플랩과 날개 사이에 공간이 없는 것이 보인다.

 

2. Split flap

 

 

이게 split 플랩이다. 진짜 왜? 싶은 플랩인데, 이게 잘 쓰였다니까 우리는 그저 항공역학 기술자분들께 감사하기만 하면 된다.

 

3. Slotted flap

 

 

이게 slotted 플랩이다. plain과 다르게 플랩과 날개 사이에 틈이 보인다.

요새의 세스나 172 역시 slotted 플랩이다. 나는 지금도 못 만나 봤지만, 정말 오래된 세스나 시절엔 plain 플랩이 쓰였다고 들었다.

 

4. Fowler flap

 

 

이게 바로 B737의 플랩이다. fowler 플랩. 여기에는 스포일러도 보이고 온갖 control surface 들이 보이지만, 플랩만 보면 된다.

나머지들은 차차 기회가 되면 또 풀어보겠다.

 

 

 

pang.