플라잉 윙의 작동 원리

Mar 22 2001
Stealth Bomber를 조종하고 싶었던 적이 있습니까? 작업 중인 여객기 버전이 있습니다. 이 미래형 비행 날개에 대해 자세히 알아보십시오!

그 어느 때보다 많은 사람들이 비행기를 타고 있고 항공 교통량의 증가로 인해 전 세계 공항에서 병목 현상이 발생했습니다. 최근에 비행기를 타본 적이 있다면 혼잡과 비행 지연을 목격한 적이 있을 것입니다. 연방 항공국 (FAA)은 업계가 지금 변경하지 않을 경우, 항공 여행은 더 악화 될 것이라고 경고했다. 최근 보고서에서 FAA는 항공 승객이 2000년 7억 3300만 명에서 2012년 12억 명으로 63% 증가할 것으로 예상했습니다.

여행객의 급격한 증가에 대응, 보잉 과 NASA는 승객의 새로운 종류의 개발 비행기 더 많은 747 160에 대한 새로운 비행 당 800 명의 승객을 수행 할 수있을 것입니다, 혼합 날개 몸 , 또는 "날개 비행 ," 디자인은 1930년대 이륙한 이후 현대 여객기의 주류였던 시가 모양의 동체와 꼬리 부분을 제거합니다. 플라잉 윙 디자인은 날개 와 동체를 결합하여 부메랑 을 닮은 하나의 세련된 차량으로 만듭니다.


이미지 제공 NASA
혼합 날개 바디 컨셉은 여행의 고민을 덜어줄 수 있습니다.

플라잉 윙 디자인은 혁신적이지 않지만 여객기에 사용된 적이 없습니다. 이 기사에서는 연구원들이 한때 군용으로만 사용되었던 이 설계를 상업용 항공기로 이전하는 방법과 이 이상하게 생긴 항공기에 탑승하기 전에 수행해야 할 작업을 설명합니다.

혼합 날개 배경

B-2 스텔스 폭격기를 본 사람은 비행 날개가 군용 항공기에 새로운 것이 아니라는 것을 알고 있습니다. 사실, 나는 날개 디자인은 20세기 전반부로 거슬러 올라갑니다. 1920년대 후반부터 Northrop Aircraft Co.(현재 Northrop Grumman으로 알려짐)의 설립자인 Jack Northrop 은 비행 날개 설계를 기반으로 하는 여러 군용 비행기의 설계를 주도했습니다. 나중에 Northrop의 회사는 제2차 세계 대전 중 장거리 폭격기를 제작하기 위해 미 육군 항공대가 계약한 회사 중 하나였습니다. Northrop은 YB-49를 인도했습니다 .


사진 제공 미 공군
Northrop Aircraft Co.는 비행 날개 설계를 개척하고 1947년에 처음 비행한 YB-49를 개발했습니다.

YB-49는 1939년 쌍발 비행 모델인 Northrop Model 1 (N-1M)으로 시작된 수년간 개발의 정점이었습니다 . Northrop은 N-1M을 개선하기 시작하여 XB-35YB-35 , 둘 다 프로펠러 동력 비행 날개였습니다. 1946년 XB-35는 첫 시험 비행을 했습니다. 제트 추진력이 YB-35 모델에 추가되어 YB-49가 탄생했습니다. 1년 후, YB-49는 캘리포니아에서 첫 비행을 했습니다.

초기의 성공에도 불구하고 YB-49 프로젝트는 2명의 시험 조종사와 3명의 엔지니어가 사망한 사고로 1948년 취소되었습니다. 제2차 세계 대전이 끝나자 미군은 비행익 폭격기의 더 이상의 개발을 중단했습니다. 비행 날개 디자인은 Northrop Grumman이 제작한 B-2 스텔스 폭격기 의 개발과 함께 1980년대에 부활할 것 입니다. B-2의 개발은 노후화된 B-52 폭격기를 대체하기 위해 1981년에 시작되었습니다.


사진 제공 미 공군
B-2 폭격기는 YB-49 폭격기의 후손이다.

Flying Wings 글로벌 진출
설계자들 간의 협력은 없었지만 비행 날개에 대한 개발은 1920년대와 거의 동시에 미국, 소련, 독일에서 시작되었습니다. 저명한 소비에트 디자이너 중 한 명인 Boris Ivanovich Chernanovski는 1921년부터 1940년까지 비행 날개를 연구했습니다. 독일의 Horten 형제도 여러 날개를 만들었습니다.
B-2 폭격기에서 YB-49의 영향은 분명하지만 한 가지 중요한 차이점이 있습니다. B-2는 스텔스 기술을 사용하여 레이더에 거의 보이지 않게 만듭니다. B-2는 1988년에 공개 데뷔했지만 기술적인 문제로 인해 전투에서 10년 이상 사용이 지연되었습니다. 1999년, B-2 폭격기는 유고슬라비아에 위성 유도 폭탄을 투하하면서 전투에 착수했습니다.

비행 날개가 전투에서 작동한다는 증거와 함께 다음 논리적 단계는 비행 날개 디자인의 상업용 제트기를 개발하는 것입니다.

동체와의 작별

비행 날개 디자인은 군대에서 수년 동안 사용되었지만 아직 비행 날개 항공기가 우리 지역 공항의 게이트까지 오는 것을 본 적이 없습니다. 연구자들은 그것을 바꾸기 위해 노력하고 있습니다. 보잉은 그러나 2015 년까지 준비가 될 수있는 더블 데크, 800 석, 비행 날개 상용 제트기를 개발하고, 그 생산 날짜는 에어 버스 '거대한의 성공 여부에 따라 최대 이동 될 수있는 A-380 점보 제트 넣을 수있는, 보잉이 계획보다 빨리 비행 날개 제트기를 제공하도록 압력을 가했습니다. A-380은 날개가 혼합된 차체 디자인이 아니지만 구성에 따라 600명 또는 800명의 승객을 태울 수 있는 2층 구조입니다.


이미지 제공 NASA
비행 날개는 보잉 747-400보다 67피트(20.4미터) 넓습니다. 기존 활주로를 사용할 수 있습니다.

플라잉 윙
747-400
날개 길이
289피트
(88.1미터)
211피트
(64.3미터)
40.9피트
(12.5미터)
63피트
(19.2미터)
길이

49미터( 160.8피트 )
232피트
(70.7미터)
엔진
3개의 높은 바이패스 비율 제트 엔진
4개의 터보팬 엔진
승객 수용 인원
800
최대 660
범위
7,000마일
(11,265km)
7,200마일
(11,587km)
순항 속도
486노트
(560mph/900kph)
490노트
(563mph/908kph)

Boeing의 Phantom Works 연구실 의 엔지니어 들은 NASA 및 여러 연구 대학과 협력하여 비행 날개 점보 제트기를 개발했습니다. 항공기는 당신이 지금까지 타본 것과는 다를 것입니다. 그것은 동체와 꼬리 부분을 없앴습니다. 남은 것은 비행에 필요한 모든 것이 들어 있는 날개뿐입니다. 다음은 보잉의 비행 날개 아키텍처를 살펴보겠습니다.

  • 몸체 - 비행 날개는 고급 복합 재료로 구성되며 항공기의 전면에서 후면으로 이어지는 10개의 중간 늑골로 분할됩니다. 이 늑골은 항공기를 10개의 별도 승객 베이로 나눕니다. 몸체는 엔진 및 날개와 함께 융합되어 하나의 리프팅 표면을 만듭니다. 이 경량 설계 덕분에 플라잉 윙은 747보다 25% 적은 연료를 사용할 수 있습니다.


이미지 제공 NASA

  • 승객실 - 항공기는 데크당 5개의 베이로 나누어진 더블 데크 캐빈에 800명의 승객을 태울 것입니다. 대부분의 승객에게는 창문이 없으므로 항공기에는 창문 전망을 표시하는 비디오 화면이 있습니다. 각 베이의 전면과 후면에 문이 있어 비상구를 쉽게 이용할 수 있습니다.
  • 엔진 - 하이 바이패스 비율 엔진 이라고 하는 3개의 제트 엔진 이 기체 후면에 구성됩니다. 날개 표면 위와 근처에 있는 공기는 비행 날개의 구부러진 입구를 통해 엔진으로 흐를 것입니다.

연구원들은 보잉 플라잉 윙의 전체 생산 모델을 개발하는 데 여전히 몇 가지 문제에 직면해 있습니다. 캐빈 여압 은 오늘날의 튜브 비행기에서는 문제가 되지 않지만 비행 날개의 훨씬 더 큰 캐빈에서는 문제가 될 것입니다. 새로운 가압 시스템의 개발이 필요합니다. 또한 오늘날의 약 600mph(966kph)의 항공기 속도에서 날개가 기존 비행기보다 훨씬 두껍기 때문에 비행 날개 항공기에서 항력이 점점 더 문제가 됩니다. NASA의 Langley National Transonic Facility의 컴퓨터 분석 및 풍동 테스트 는 비행 날개 설계의 안정성과 성능을 결정할 것으로 예상됩니다.

일단 기술적인 문제가 극복되면 아마도 보잉의 가장 큰 장애물은 비행하는 날개가 재래식 비행기만큼 안전하다는 것을 항공 여행 대중에게 확신시키는 것이 될 것입니다. 대중들이 이처럼 과격한 디자인의 항공기를 타는 것을 두려워할 것이라는 우려도 있다. 그들은 B-2를 보았을 수도 있지만 보잉의 비행 날개는 그보다 훨씬 더 클 것입니다. 또한 800명의 승객을 태울 수 있는 비행기와 비상 상황에서 이것이 의미하는 바에 대해 약간의 두려움이 있을 수 있습니다.

비행 날개는 단순한 상업용 여객기 이상의 잠재력을 가지고 있습니다. 그것은 또한 화물 항공기 및 매우 장거리 군용 공수기로 사용될 수 있습니다. 항공 산업이 요동치고 있는 상황에서 비행 날개 디자인은 항공사가 21세기에 점점 더 이동하는 사회의 요구를 충족하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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