날개골

1. 정의

2. 에어포일과 양력

3. 에어포일의 형상과 명칭

3.1. 에어포일의 형상 변수

• 앞전(leading edge): 에어포일의 가장 앞부분. 주로 둥글다.[1]
• 뒷전(trailing edge): 에어포일의 가장 뒷부분. 주로 뾰족하다.
• 윗면(upper surface): 에어포일의 윗부분.
• 아랫면(lower surface): 에어포일의 아랫부분.
• 시위선(chord line): 에어포일의 앞전과 뒷전을 직선으로 이은 선. 시위(chord)라고도 한다.
• 시위 길이(chord length): 시위선(chord line)의 길이.
• 앞전 원(leading edge circle): 에어포일의 앞전에 내접하는 원.
• 앞전 반경: 앞전 원(leading edge circle)의 반경.
• 두께(thickness): 에어포일의 윗면과 아랫면에 내접하는 원을 그릴 때, 이 원의 지름.
• 최대 두께: 두께(thickness)가 최대일 때의 값.
• 최대 두께의 위치: 두께(thickness)가 최대가 되는 곳의 위치.
• 평균 캠버선(mean camber line): 에어포일의 윗면과 아랫면에 내접하는 원을 무한히 많이 그린 뒤, 그 원의 중심들을 모두 이어서 그린 직선[2] 혹은 곡선[3].
• 캠버(camber): 평균캠버선(mean camber line)과 시위선(chord line)의 높이 차이.
• 최대 캠버의 위치: 캠버(camber)가 최대가 되는 곳의 위치.

• 대칭 에어포일: 시위선을 기준으로 위아래가 완벽히 대칭되고, 최대 캠버의 크기가 0인 에어포일을 말한다. 즉 최대 캠버가 존재하지 않는다.
• 비대칭 에어포일: 시위선을 기준으로 위아래가 완벽히 대칭되지 않고, 최대 캠버의 크기가 0이 아닌 에어포일을 말한다. 즉 최대 캠버가 존재한다.

3.2. NACA 에어포일

3.2.1. 4자리 계열 분류법

• 첫째 자리: 최대 캠버의 크기는 시위 길이의 약 a%이다.
• 둘째 자리: 최대 캠버의 위치는 앞전에서부터 시위 길이의 약 (b×10)%인 곳이다.
• 셋째와 넷째 자리: 최대 두께는 시위 길이의 약 cd%이다.

3.2.1.1. 형상과 캠버선의 식

• 대칭 에어포일의 경우
• 평균 캠버선은 시위선과 같다.
• 에어포일의 앞전을 좌표평면의 원점, 시위선을 [math(x)], 위쪽 방향을 [math(z)], 최대 두께를 [math(t)], 시위 길이를 [math(c)]라고 할 때, 다음과 같은 식을 사용해 에어포일의 형상을 좌표평면에 나타낼 수 있다.
  

  [math(\pm\frac{z_{t}}{c}=\frac{t}{0.2c}[0.2969\sqrt{x/c}-0.1260(x/c)-0.3516(x/c)^{2}+0.2843(x/c)^{3}-0.1015(x/c)^{4}])]

• 비대칭 에어포일의 경우
• 에어포일의 최대 캠버를 [math(m)], 앞전으로부터 최대 캠버의 위치를 [math(p)], 캠버를 [math(z_{c}(x))]라고 할 때, 다음과 같은 식을 사용해 평균 캠버선을 알아낼 수 있다.
  

  [math(0\leq x\leq p)]일 때: [math(\frac{z_{c}}{c}=\frac{m/c}{p^{2}}(2px-x^{2}))] [math(p\leq x\leq c)]일 때: [math(\frac{z_{c}}{c}=\frac{m/c}{(c-p)^{2}}[(c^{2}-2pc)+2px-x^{2}])]

• 이를 통해 에어포일 윗면[math((x_{U},z_{U}))]과 아랫면[math((x_{L},z_{L}))]의 좌표를 알아낼 수 있다.
  

  [math(x_{U}=x-z_{t}sin\theta)], [math(z_{U}=z_{c}+z_{t}cos\theta)] [math(x_{L}=x+z_{t}sin\theta)], [math(z_{L}=z_{c}-z_{t}cos\theta)] 이때 평균 캠버선의 기울기 [math(\theta=tan^{-1}(\frac{dz_{c}}{dx}))]이다.

3.2.2. 5자리 계열 분류법

• 첫째 자리: 설계 양력 계수는 (a×0.15)인 동시에 최대 캠버의 크기는 시위 길이의 약 a%이다.
• 둘째와 셋째 자리: 최대 캠버의 위치는 앞전에서부터 시위 길이의 약 (bc÷2)%인 곳이다.
• 넷째와 다섯째 자리: 최대 두께는 시위 길이의 약 de%이다.

3.2.2.1. 형상과 캠버선의 식

• 5자리의 숫자 가운데서 앞의 3자리를 '평균 캠버선 형식'이라고 할 때, 다음 표에서 알맞은 값을 찾는다.

• 다음과 같은 식을 사용해 평균 캠버선을 알아낼 수 있다.
  

  [math(0\leq \frac{x}{c}\leq m)]일 때: [math(\frac{z_{c}}{c}=\frac{k_{1}}{6}[{(\frac{x}{c}})^{3}-3m(\frac{x}{c})^{2}+m^{2}(3-m)(\frac{x}{c})])] [math(m\leq \frac{x}{c}\leq 1)]일 때: [math(\frac{z_{c}}{c}=\frac{k_{1}}{6}m^{3}[1-\frac{x}{c}])]

• 에어포일의 형상을 좌표평면에 나타낼 때는 4자리 계열에서와 동일한 식을 사용한다.

3.2.3. 1자리 계열 분류법

• 첫째 자리: 1자리 계열 분류를 뜻하는 숫자 1이다.
• 둘째 자리: 최소 압력(=최대 속도)을 갖는 위치는 앞전에서 시위 길이의 약 (a×10)%인 곳이다.
• 하이픈[7]
• 셋째 자리: 설계 양력 계수는 약 0.b이다.
• 넷째와 다섯째 자리: 최대 두께는 앞전에서부터 시위 길이의 약 cd%이다.

3.2.4. 6자리 계열 분류법

• 첫째 자리: 6자리 계열 분류를 뜻하는 숫자 6이다.
• 둘째 자리: 최소 압력(=최대 속도)을 갖는 위치는 앞전에서 시위 길이의 약 (a×10)%인 곳이다.
• 셋째 자리: 설계 양력 계수의 범위는 넷째 자리의 값을 중심으로 약 ±(b×10)%의 범위를 갖는다.[8][9]
• 하이픈[10] 또는 A[11]
• 넷째 자리: 설계 양력 계수는 약 0.c이다.
• 다섯째와 여섯째 자리: 최대 두께는 시위 길이의 약 de%이다.
• a=으로 나타낸 자리: 층류가 형성되는 위치는 앞전에서부터 시위 길이의 약 (f×100)%인 곳이다.[12]

3.3. TsAGI 에어포일

3.4. RAF 에어포일

3.5. 괴팅겐 에어포일

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