2009/03/03 17:04
항상 생각이 깊어지면 답을 얻게 되죠 ^^

일단 거두절미 하고 헬리콥터의 회전날개 즉 로터 는 헬리콥털를 공간에 띄우는 역할을 합니다.
일단 띄운 다음에는 헬기가 어느 방향이든지 이동을 해야겠죠?

그런데 고정익처럼 밀거나(pusher) 잡아당기는(pull; propeller) 추진력이 없으니 어떻게 이동할까?

팽이를 떠올려보세요. 안정되게 돌고 있는 팽이를 밀면 기울어지면서 이동을 하죠. 같은 원리랍니다.

로터를 기울여서 헬기를 이동시키는 원리죠.

다시 정리해서 간단하게 말하면 컬렉티브(collective) 콘트롤 스틱은 로터블레이드 피치를 동일한 양으로 증감시켜서 헬기의 고도를 콘트롤 합니다. 모든 로터 블레이드 (rotor blade) 의 피치(pitch) 각을 동일하게 동시에 제어하므로 collective 라는 용어를 사용하였습니다.

싸이클릭(cyclic) 콘트롤 스틱은 회전하고 있는 로터블레이드의 회전면을 기울이는 역할을 합니다. 앞으로 기울이면 헬기가 앞으로 이동하고 왼쪽으로 기울이면 왼쪽으로 기울어져서 선회를 하게 되죠.

cyclic 계통은 헬리콥터의 운동성을 결정하는 중요한 부분입니다.

스워시 플레이트(swash plate)라고 하는 부분을 통해서 한 지점에서의 로터블레이드 피치각을 나머지 로터 블레이드 피치각 보다 크게 해주어서 결과적으로 로터블레이드 회전면을 기울여주게 되죠.

그리고 헬리콥터가 이동을 하게 되면서 로터 블레이드에 빨려들어오는 기류에 많은 변화가 생긴답니다. 이러한 영향으로 '양력 불균형', '횡단류효과', '전이양력', '전이성향' 등의 증상이 나타나는데 여기에 대해서는 천천히 차후 잘 설명해 드릴께요.

그리고 페달(pedal) 이 남았군요.
고정익에도 페달이 있죠. 러더(rudder)를 콘트롤 하죠.

헬기에서는 테일 로터(tail rotor)를 콘트롤 합니다.
역할은 고정익, 회전익 모두 같아요. 수평비행, 선회시 균형을 올바로 잡아주는 역할을 합니다. 방향타라고 하는데 사실 이 말은 용어의 사용이 정확하지 않습니다.

선회는 기체의 기울임으로 하는것이지 페달로 하는것이 아니랍니다.
선회시 내활, 외활이라고 하는 현상이 있는데 비행계기중 '선회경사계'라고 하는 계기가 있어요. 여기에 볼(ball)이 있는데 선회할때 이 볼이 중앙에 있어야 올바른 선회를 하고 있는것이랍니다.
특히 계기비행(IFR)에서는 이 계기를 참고로 바르게 선회를 해야 정확한 시간에 정확한 선회를 할 수 있는것이죠.

헬리콥터는 제자리 비행(hovering, 하버링)을 할 수있죠. 제자리 비행이나, 40너트 이하(ETL속도 이하임)에서는 페달을 사용하여 선회할 수 있습니다. 사실 이런경우는 선회라기 보다는 헬기의 기수방향을 바꾸는 것이죠.^^

그리고 헬기에서 페달이 사용되는 또 한가지의 경우는, anti-torque 역할입니다.
러시아제 헬기의 경우는 메인로터(main rotor)가 헬기 위에서 내려다 보았을경우, 시계방향으로 회전하지만, 우방국 헬기들의 메인로터는 반시계방향으로 회전을 한답니다.

반시계 방향으로 회전을 하면 동체는 시계방향으로 돌아가려고 하죠. 기수가 항상 앞으로 보고 있어야 조종사 머리가 헷갈리지 않겠죠?
그래서 꼬리(테일붐, tail boom)를 적당한 길이로 빼서 동체가 돌아가지 못하도록 작은 로터(rotor) 하나를 달아놓은 것이죠. '전이성향'은 이것 때문에 나타나는 현상이랍니다.

참고로 시나이트(CH-46), 시누크(CH-47) 헬기는 전방 로터는 반시계방향, 후방로터는 시계방향으로 회전을 하여 anti-torque를 해결하였고, 러시아제품 카모프와 같은 동축반전 헬기는 상하 로터 블레이드의 회전수(rpm)와 회전방향을 서로 반대로 하여 anti-torque를 상쇠하고 기수를 바꿀 수 있도록 했습니다.

어때요? 이해가 쉬운가요?

일단은 전체 숲을 쳐다보고 각 부분별로 다시 파고 들어야 머리속에서 데이타 베이스가 잘 구축이 될것입니다.

그래서 한충 더 깊은 전문적인 부분은 모두 생략을 하였습니다.

지금까지 말씀드린 부분으로 헬리콥터의 운동성을 전체적인 틀에서 쉽게 이해 할 수 있을것이라고 생각합니다.

여기서 이해가 안되는 부분은 다시 질문을 해 주시기 바랍니다.

답변이 다소 늦었지만, 좋은 주말 보내시기 바랍니다. ^^
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Posted by 휴이(huey)

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