이번에는
"항공기의 정적과 동적 안정"에 대해서
설명하겠습니다.
※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크
1. 정적 안정
먼저 정적안정에 대해 살펴보겠습니다.
정적 안정은 정지상태에 대해 안정되어 있다는 의미입니다.
위 그림을 보면 빨간공은
왼쪽이든 오른쪽이든 올라가려고 하면
결국 위치가 낮은 가운데에 위치하게 됩니다.
즉, 어디를 벗어나려고 해도 결국 돌아오게 되는 현상이 되어
공은 결국 가만히 있게 됩니다.
공은 어디를 벗어나려고 해도 가만히 있으려는 안정성을 보이게 됩니다.
안정성이 있다는 것은 벗어나도 되돌아오는 복원성,
즉 복원력이 좋다고 볼 수 있습니다.
이것이 정적 안정입니다.
2. 정적 불안정
반대로 위그림을 보면
공은 왼쪽이든 오른쪽이든 벗어나면
돌아오지 못하게 됩니다.
즉, 공이 저 위치를 벗어나게 되면 못돌아오므로, 불안합니다.
그래서 불안정하다고 볼 수 있습니다.
이것이 정적 불안정입니다.
3. 정적 중립
정적 중립은 언덕그림이 아닌 수평면에 공을 놓을 것을 생각하면 됩니다.
공이 그 위치를 벗어나면 벗어난 그 위치에 가만히 있게되는 현상을 보입니다.
이것이 정적 중립입니다.
4. 동적안정
다음은 동적 안정에 대해 설명하겠습니다.
동적안정은 움직이는 상태에서 안정이라는 의미입니다.
시간이 지날 수록 진폭이 작아지는 그래프입니다.
정적안정에서 나온 공 그림을 떠올리면 됩니다.
혹은 진동이 점차 감쇠되는 것을 생각하면 됩니다.
5. 안정과 불안정의 그래프 비교
정적 불안정은 진폭이 점차 커져 발산합니다.
앞의 정적 안정 불안정성 그림 생각과 같이
일탈한다고 생각하면 됩니다.
그리고 중립상태도 있는데,
정적으로는 안정된 상태이며 동적으로 중립상태가 있습니다.
이것은 동적으로 시간이 지나도 진폭이 일정하다는 뜻입니다.
만약 정적으로 불안정상태에서 중립을 논한다면, 이미 정적으로 불안정해서
동적으로 절대 불안정할 수 가 없습니다.
즉, 정적으로 먼저 안정상태를 정의해야 동적의 상태를 논의할 수 가 있습니다.
6. 안정성과 조종성의 관계
그리고 안정성이 높으면 자꾸 원래 위치로 돌아가는데,
이게 너무 높으면 문제가 됩니다.
우리는 조종을 하여 원하는 위치로 가야하는데,
안정성이 높다보면 자구 비행기는 안정을 취하는 방향으로 운동하게 되어
원하는 방향으로 운동을 할 수 가 없습니다.
따라서 안정성이 높으면 조종성은 떨어집니다.
즉, 안정성과 조종성은 상반되는 관계입니다.
다음에는 항공기의 Airfoil에 대해 다루겠습니다.
7. 항공기 Airforil (링크)
항공기에서 양력을 담당하는 날개에서 중요한 Airfoil입니다.
자세한 것은 링크를 참고하기 바랍니다.
앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)
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