받음각에 따른 airfoil의 공력계수 분석

목차

1. 압력계수(Cp)
2. 양력계수(CL)
3. 항력계수(Cd)
4. 모멘트계수(Cm)

본문내용

NACA 4311Max Camber height가 4%이고 Thickness가 11%인 에어포일이다. Angle of attack (AOA)의 각을 3도로 하였을 때 첫 번째 그림을 보면 코드길이에 따른 압력계수를 비교할 수 있는데, 에어포일의 위와 아래의 압력차로 인해 양력이 생기는 것을 알 수 있다. 또한 상단을 보면 이때의 양항 비(L/D)는 118.3, pitch moment는 -0.087 이라는 것을 알 수 있다. 따라서 NACA 4311의 Airfoil는 받음각이 있어야 down force에 의해 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

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세 번째 그림의 받음각에 따른 CL그래프를 보면 받음각이 0°일 때 CL이 약 0.26의 양의 값을 갖는 것을 알 수 있다. 또한 받음각이 증가하면서 CL값도 증가하지만 AOA가 7.5°의 값을 가질 때부터는 CL이 거의 증가하지 않는 다는 것을 관찰 할수 있다. 즉, AOA 값이 9°이상이 되면 실속이 생김을 알 수 있다. 또한 초기부터 매우 급격하게 CL 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다.
두 번째 그림과 세 번째 그림을 참고하면 Cm 값은 음수값을 가짐을 알 수 있고, 양항곡선에서는 Cd 값이 CL 값이 커짐에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.

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받음각을 -5°, -3°, 0°, 3°, 10° 로 증가시키며 변화를 관찰해 보았는데 Cp 그래프 곡선은축의 위쪽이 음수 값을 가지는데 이는 에어포일의 아랫면의 압력이 윗면의 압력보다 커 양력을 위로 발생시키는 것을 쉽게 가시화 시키기 위해서이다. 받음각이 15도 이상에서는 실속이 생겨 항공기가 실제로 순항할 때 받는 받음각은 10도 정도 까지 이므로 그에 대해서만 조사해 보았다.
받음각이 증가할수록 에어포일 윗면의 Cp값의 크기가 줄어들고 윗면과 아랫면의 차이가 커지고 압력 구배 면적이 점점 줄어들었다. 또한, 양의 받음각 일 때는 받음각이 증가함에 따라 난류 경계지점이 Leading Edge쪽으로 이동한다.

참고 자료

없음