현재도 이런 방식이 쓰이는 지는 모르나, 옛날에는 적국의 기체를 물리적으로 접촉할 수단이 없을 때 형상과 질량, 무게중심만으로 비행체의 공력을 계산하여 대략적인 기동력이나 조종성을 가늠 할 수 있었답니다.
+ 같은 방법으로, 직접 설계한 RC 비행기나, 이미 존재하는 RC 비행기에 엄밀한 오토파일럿 코드를 얹고 싶을 경우, 해당 방법으로 비행체의 공력을 산출, 제어 코드를 작성할 수 있습니다.
너무 자세하게 다루면 노잼이 될 것이므로 이런게 있구나! 정도로만 짚고, 상세한 건 검색을 통해 알아가시면 되겠습니다.
공력이 뭔가?
추력을 제외한 비행기에 작용하는 모든 힘을 통틀어 뜻합니다. 비행기의 현 자세와 각속도, 속도에 따른 X, Y, Z 방향의 힘과 토크 등을 계산하기 위해 필요합니다.
알아서 어디에 써먹나?
단적인 예로, 최대이륙중량, 실속 속도, 기동성 등을 알고, 그에 맞게 제어기를 설계 할 수 있습니다.
분석해야 하는 적국의 비행체라면 위의 정보를 바탕으로 대응 수단을 생각 할 수 있겠죠.
뭘로 계산하나?
여러가지가 있습니다:
1. Digital DATCOM
미합중국 공군이 개발한 프로그램으로, UI 하나 없이 비행체에 관한 정보를 넣은 표를 집어넣으면 계산된 결과값을 뱉어내는 프로그램. 구식이지만 간단한 계산식에 실제 풍동에서 계산된 Look-up Table이 포함되어 신뢰성을 높였습니다.
http://wpage.unina.it/agodemar/DSV-DQV/DATCOM_Tutorial_I.pdf
이 예제에서는 북한에서 아직도.. 현역으로 굴러가는 MIG-17의 역설계를 간단히 다룹니다.
장점:
그래도 미 공군이 만든 프로그램임.
초음속 항공기에서는 잘 맞음
단점:
거지같은 UI, 아음속에서 틀어지는 수치
2. AVL
그래도 CLI로 발전한 방식. 작성자가 주로 썼었던 프로그램이기도 하다. .avl 확장자의 텍스트 파일을 업로드하면 Trim조건과 기초적인 공력은 모두 산출해준다. MIT에서 개발함.
장점:
아음속에서 잘 계산됨
텍스트파일 기반이다 보니 확장 프로그램 짜기가 편함
단점:
음속 이상에서는 못씀 (유체의 압축을 고려하지 않음)
여전히 못생김
look-up 테이블 형식의 공력을 구하기가 빡셈
3. XFLR5, FLOW5
Xfoil이라는 MIT에서 개발한 프로그램을 UI와 추가 기능으로 업그레이드 한 버전. AVL의 상위호환이라고 보면 된다. Xflr5는 Flow5보다는 기능이 적지만 무료다. 작성자는 AVL 다음으로 위 프로그램을 많이 썼다.
장점:
UI가 편하다
구동부 각도 별 공력까지 산출 가능하다.
점도, 난류까지 고려한다.
단점:
초음속에서는 못쓴다.
4. OpenVSP
NASA 에서 개발한 프로그램. 위에꺼의 장점들을 다 합쳐놓았다고 해도 무방하다.
전체 도면만 있다면 초보자도 금방 따라서 만들 수 있다.
너무 늦게 알아서 아쉬울 따름이다ㅠㅠ
어떤 정보가 필요한가?
기본적으로는
1. 전체 외관 형상
2. 무게중심
3. 질량
4. 구동부 위치 (엘레베이터, 러더, 플랩, 등등)
5. 에어포일 형상 (날개의 단면)
정도만 있으면 된다.
1, 4는 외관으로 알고, 2,3은 스펙으로 대충 안다고 하더라도
5. 를 알기는 쉽지 않다.
이부분은 설계도를 입수하거나 직접 측정하는 수밖에 없을 것이다.
위 프로그램들을 익혀서 모두 적국의 비행체 공력을 역산할 수 있는 착한 챈럼들이 되도록 하자!
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