플래핑(Flapping) 이란 무엇인가요?

지난 글에서는 헬리콥터가 전진비행을 하면서 로터 회전면에서 양력 불균형이 발생하는 이유와 해소하는 방법에 대해 알아보았다. 이번 글에서는 양력불균형을 해소하는 방법 중 하나인 플래핑(flappiing)에 대해 알아본다.

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1. 플래핑(Flapping)의 뜻

영어사전에서 Flap의 뜻을 찾아보면 '펄럭거림', '(새가 날개를)퍼더거리다.'의 의미를 확인할 수 있다. 즉 새가 날개를 퍼덕거리는 것처럼 '날갯짓'으로 의미를 해석할 수 있다. 

헬리콥터의 로터들은 회전하면서 항상 같은 높이로 돌아가는 것이아니라, 조종사의 조종입력에 따라 특정 구간을 지나면서 상하로 운동을 하는데 이것이 날갯짓을 하는 것과 비슷하여 'Flapping'이라고 한다.

 

2. 플래핑의 원리

 지난 글에서처럼 전진비행을 하는 헬리콥터의 로터 회전면(반시계 방향 기준)에서 회전면의 오른쪽인 전진블레이드는 합력상대풍이 더 강해서 양력이 더 많이 발생하고, 반대로 왼쪽의 퇴진블레이드는 합력상대풍과 로터의 이동방향이 서로 반대여서 양력이 더 적게 발생하는 것을 알아보았다.

 

이러한 현상은 양력이 더 많이 발생하는 쪽은 양력을 줄여주고, 반대로 양력이 더 적게 발생하는 쪽은 양력을 더 발생시키는 기계공학적인 방법을 적용하여 해소 할 수 있다. 헬리콥터 로터의 구조는 로터가 전진 부분과 퇴진 부분을 지나면서 양력에 따라 자연스럽게 플래핑이 발생하는 구조로 설계된다.

 

3. 플래핑을 이용한 양력 불균형 해소과정

1. 전진 블레이드는 양력증가로 로터가 상방으로 올라가게 된다. 그러면 상태풍(로터 블레이드를 지나가는 기류속도)과의 영각이 감소하여 양력이 감소하게 된다.
2. 퇴진 블레이드는 상대풍이 느려짐에 따라 양력이 감소하여 하방으로 쳐지게 되고, 하방으로 쳐질 때 상태풍과의 영각이 증가되어 양력이 더 발생하게 된다.

위와 같은 원리로 전진 비행중 양력 불균형이 상쇄하여 헬리콥터 로터 회전면의 양력 불균형을 해소할 수 있다.