0. 고정익 항공기 vs 회전익 항공기

항공기에는 양력을 발생시키는 날개의 형태에 따라 크게 두 가지 형태가 있다.

 

1. 고정익 항공기

우리가 흔히 '비행기'라고 부르는 항공기가 ‘고정익 항공기’이다.

 

양쪽으로 길게 펼쳐진 날개가 동체에 고정되어있는 형태이며, 각 날개에는 동력을 줄 수 있는 엔진이 부착되어 있다.

보잉 737 여객기

일부 여객기 기종 중에는 동체에 엔진이 부착되어 있는 구조도 존재한다.

 

엔진에 의해 추력이 발생하면 아래 그림과 같이 각 날개의 위아래에 흐르는 공기 사이에 압력 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 양력이 발생하는 구조이다.

고정익 항공기 양력 발생 원리

날개에 존재하는 플랩 등의 부가 장치를 사용하여 면적을 조절할 수 있기 때문에 양력 발생이 회전익 항공기 대비 자유로운 형태이다.

 

따라서 회전익 항공기에 비해 대형화에 유리하며, 이론적으로 한 쪽 날개의 동력을 잃어도 비행이 가능하다.

 

날개의 구조에 따라 음속으로 비행이 가능하며, 군용 전투기의 가장 많은 형태를 이루는 구조이다.

F-22 랩터

하지만 고정익 항공기에 비해 이륙 거리가 길기 때문에 제대로 된 활주로에서만 이착륙이 가능하다는 단점이 있다.

 

일부 군용 전투기 중에는 수직 이착륙을 위한 부가 장치를 부착하여 해당 기능을 구현하는 경우도 있다.

 

2. 회전익 항공기

우리가 흔히 '헬리콥터'라고 부르는 항공기가 ‘회전익 항공기’이다.

 

단어 뜻 그대로 날개가 회전하며 양력을 발생시켜 구동하는 형태이다.

 

동체의 위쪽에 장착된 프로펠러로 양력을 발생시키고, 동체의 양 옆 혹은 위쪽 프로펠러 아래에 장착된 엔진으로 추력을 얻어 비행하는 구조이다.

 

고정익 항공기와 달리 양력 발생 방향이 수직이기 때문에 수직 이착륙이 가능하며, 짧은 이착륙 거리를 지닌다.

 

다만 장착된 프로펠러의 구조적 한계로 인해 음속 비행은 불가능하며, 고정익 항공기 대비 대형화에 불리하다.

 

비행 고도 역시 고정익 항공기에 비해 굉장히 낮다.

 

메인 프로펠러에 의한 관성으로 동체가 회전하는 것을 막기 위해 꼬리 날개에 추가 프로펠러가 장착되어 있다.

아파치 헬기

따라서 꼬리 날개 파손 시 제대로 된 비행이 불가능하다.

 

군용 헬리콥터 중에는 이러한 단점을 해결하기 위하여 동체의 앞, 뒤에 서로 반대 방향으로 회전하는 프로펠러를 장착하거나, 혹은 동일한 축에 이중으로 프로펠러를 장착하여 위와 같은 문제를 해결한 기종이 있다.

 

추가적으로 고정익과 회전익 항공기의 장점만 살려 만들어진 항공기도 있는데, 틸트 콥터가 그 기종이다.

 

미군에서 운용 중인 V-22 오스프리 항공기는 이륙할 때에는 고정익과 동일한 방식으로 이륙하지만, 이륙 후 속력을 높여 비행할 때에는 프로펠러 방향을 진행 방향 쪽으로 움직여 마치 고정익 항공기처럼 비행한다.

V-22 오스프리

 

※ 사진 출처 (위에서 아래 순서) ※

https://www.bbc.com/news/business-53646442

http://picpen.chosun.com/view/picpenViewDetail.picpen?picpen_seq=38561

https://shuman.tistory.com/144

https://www.nationaldefensemagazine.org/articles/2018/7/18/us-trying-to-entice-allies-to-buy-v-22-osprey