이전 글에서는 단일로터 시스템의 헬리콥터와 동축 로터 시스템의 헬리콥터에 대해 알아보았다.
이번 글에서는 종렬 시스템과 쌍축로터 시스템 그리고 오스프리와 같은 틸트로터 시스템에 대해 알아본다.
1. 종렬 로터 헬리콥터
종렬 로터는 탠덤(Tandem, 두 사람이 앞뒤로 위치하는 것을 의미) 형식이라고 부르기도 한다.
대표적인 예로는 CH계열의 시누크가 있다.
서로 반대 방향으로 회전하는 메인 로터 블레이드가 앞 뒤로 위치해 있어 서로 토크를 상쇄해 주면서 항공기의 종축을 유지하게 된다.
텐덤로터 형식은 두 개의 커다란 메인 로터가 있어서 단일로터 헬리콥터보다 더 많은 중량을 들어 올릴 수 있으며, 무게중심(CG) 범위가 넓어서 항공기의 안정적인 수평유지가 쉽다.
약 30여 명의 무장인원을 탑승시키고 비행할 수 있어 주로 군용기로 많이 활용되고 있다. 최근에는 산림청에 도입된다는 소식도 있다.
후방로터는 전방 로터의 공기역학적 영향을 받을 수 있기 때문에 두 로터 사이의 거리를 많이 두고 두 로터의 높이를 다르게 하여 이를 최소화할 수 있다.
제자리 비행에서 오른쪽 또는 왼쪽으로의 회전은 단일로터 시스템과 다른 방식으로 진행되는데 조종사가 왼쪽 페달을 밟으면 전방 로터는 왼쪽으로 기울어지고, 동시에 후방로터는 오른쪽으로 기울어져서 제자리 회전을 하게 된다.
이런 방식 때문에 제자리 비행 중 선회 시에도 항공기 동체는 한쪽으로 기울어지지 않고 수평 안정성을 계속해서 확보할 수 있다.
2. 비동축 반전 로터 시스템
비동축 반전 로터시스템은 1946년 Charles H. Kaman에 의해 시작되었으며 현재는 HH-43 헬리콥터가 대표적인 예이다.
2개의 로터가 서로 다른 마스트에서 약간 경사진 형태로 장착되어 있고, 각 로터는 서로 반대 방향으로 회전하여 항공기 동체의 세로축을 유지한다.
로터가 서로 반대방향으로 회전하기 때문에 이 형태 또한 테일로터를 필요로 하지 않는다. 비동축 반전 시스템은 안전성이 높고 양력 발생이 강력하며, 각 로터는 2개의 블레이드로 이루어져 있는 게 일반적이다.
비동축 반전 로터 시스템 헬리콥터는 독일에서 대잠용으로 개발되기도 했고, 미국에서는 소방 헬리콥터로 활용되었다. 또한 건설 현장에서도 활용되는 항공기이다.
3. 틸트 로터 헬리콥터
틸트로터 시스템은 틸트(tilt)의 뜻처럼 로터가 기울어지는 시스템이다. 국제항공 영맹에서는 틸트 로터 항공기를 수직이착륙은 로터의 양력을 이용하고 전진 순항 비행 시에는 고정익에서 양력을 얻는 항공기를 말한다.
수직 이착륙 시에는 로터를 지면과 수평으로 만들어서 헬기처럼 운용할 수 있다. 이후 점진적으로 전진 비행으로 전환하면서 로터가 지면과 수직위치로 움직여서 프로펠러의 역할을 하면서 추력을 얻어 비행한다. 이때 양력은 로터와 연결되어 있는 고정익을 통해 얻는다.
틸트로터 시스템은 고정익은 할 수 없는 수직 이착륙이 가능하고 전진비행 시에는 헬리콥터 보다 더 빠른 전진 속도를 얻을 수 있다. 대표적인 예인 V-22 Osprey는 회전익 모드에서 최대 순항속도는 185km/h이고 고정익 모드에서는 582km/h이다.
다른 시스템은 이전 글을 참고하면 되겠다. 헬리콥터의 종류.
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