아음속 풍동실험을 통한 받음각에 따른 양력분포

소개글

아음속 풍동 내에서 에어포일 형상의 받음각에 따른 양력계수, 항력계수, 피칭모멘트계수, 양항비 등을 측정

목차

실험목적
이론
실험절차
실험결과 및 자료
결론

본문내용

I. 실험목적
아음속 풍동 실험을 통해 받음각에 따른 양력 분포와 에어포일의 공력특성을 알아본다. 또한 공기흐름을 가시화하여 흐름분리를 관찰한다.

II. 이론
비행기의 공력계수는 점성영향에 의한 레이놀즈수와 압축성 영향을 고려한 마하수 외에도 비행기의 자세 즉 받음각(angle of attack: α)에 따라 크게 영향을 받는다. 비행기의 받음각이란 상대풍과 비행기 날개의 시위선과 이루는 각이다.
양력은 상대풍과 수직한 방향으로 작용하고 항력은 상대풍과 평행한 방향으로 작용한다. 그런데 시위선과 수직한 방향으로 작용하는 힘을 수직력이라 하고, 시위선과 평행한 방향으로 작용하는 공기역학적인 힘을 축력이라 한다. 받음각이 없을 때는 양력과 수직력, 그리고 항력과 축력은 일치하지만 받음각이 있는 상태는 그 힘들이 다르다.
에어포일에서 받음각의 변화에 따라 공력특성은 크게 달라진다. 특히 대칭형 에어포일은 받음각이 없으면 공기흐름이 상하 대칭을 이루기 때문에 양력은 발생하지 않으면서 항력 또한 최소가 된다. 그러나 받음각의 증가에 따라 공기흐름의 형태가 변하면서 양력과 항력은 증가하기 시작하는데 증가가 지속될수록 공기흐름의 분리가 발생하기 시작하여 실속받음각에 이르러 실속에 들어가게 되면 양력은 급격히 감소하면서 항력은 급증하게 된다.
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일반적으로 낮은 받음각에서 날개의 양력계수 곡선은 받음각(α)의 증가에 따라 선형적으로 증가한다. 받음각이 0일 때 대칭형 에어포일은 양력이 발생하지 않으나 받음각의 증가에 따라 양력이 증가하게 되는데 그 증가율을 양력곡선의 기울기라 하고 이는 매우 중요한 파라메타가 된다. 어떤 받음각 이상에서는 날개 윗면에서의 경계층이 차츰 표면으로 분리되기 시작하다가 마침내 완전 분리되면서 양력계수는 급격히 감소하게 되고 항력계수는 급증하는 현상이 나타난다. 여기에서 최대 양력계수에 이르는 받음각을 실속받음각이라 한다.

참고 자료

없음