활공 비행

Gliding flight
글라이더(세일플레인)를 타고 하늘을 나는 스포츠는 글라이딩을 참조하십시오.

활공 비행은 추력을 사용하지 않는 공중 비행보다 무겁다. 용어가 또한 [1]동물에서 이러한 비행 형태를 가리킨다.활공하는 동물이나 활공기와 같은 항공기에 사용된다.이 비행 모드는 강하와 비교하여 상당한 거리를 수평으로 비행하는 것을 포함하므로 원형 낙하산처럼 거의 직선으로 하강하는 것과 구별할 수 있다.

활공 비행의 인간 적용은 일반적으로 이러한 목적을 위해 설계된 항공기를 참조하지만, 대부분의 동력 항공기는 엔진 동력 없이도 활공할 수 있다.지속 비행과 마찬가지로, 활공은 일반적으로 항공기나 새의 날개나 활공 주머니쥐의 활공막과 같은 에어포일을 적용해야 한다.그러나 활공은 단순한 종이 [2]평면과 같이 평평한(캠버링되지 않은) 날개 또는 카드 던지기에서도 가능합니다.하지만, 나는 뱀과 같이 몸을 들어올리는 몇몇 항공기와 동물들은 아래에 평평한 표면을 만들어 날개 없이 활공 비행을 할 수 있다.

항공기("글라이더")

주요 기사 : 글라이더 항공기

대부분의 날개 달린 항공기는 어느 정도 활공할 수 있지만 활공하도록 설계된 항공기에는 다음과 같은 몇 가지 유형이 있다.

비록 2차 세계 대전 동안 군사 활공기는 군대와 장비를 전투로 운반하는 데 사용되었지만, 인간의 주된 응용은 현재 오락적이다.스포츠와 레크리에이션을 위해 사용되는 항공기의 종류는 글라이더(세일플레인), 행글라이더, 패러글라이더로 분류된다.후자의 두 가지 타입은 종종 풋 런칭됩니다.세 가지 유형 모두 설계를 통해 상승 공기를 사용하여 반복적으로 상승한 후 다음 상승원을 찾기 전에 활공할 수 있습니다.활공기(세일플레인)에서 할 때, 그 스포츠는 활공기라고 알려져 있고 때로는 치솟는 것으로 알려져 있다.발진 항공기의 경우 행글라이딩과 패러글라이딩으로 알려져 있다.고정된 날개를 가진 무선 조종 글라이더도 마니아들에 의해 치솟고 있다.

모터 글라이더 외에도, 일부 동력 항공기는 비행의 일부 동안 일상적인 활공(일반적으로 동력 비행 기간 후 착륙할 때)을 위해 설계된다.여기에는 다음이 포함됩니다.

일부 항공기는 엔진 고장이나 연료 고갈과 같은 비상 경우를 제외하고는 활공하지 않도록 설계되어 있습니다.활공 비행이 필요했던 항공편 목록을 참조하십시오.헬리콥터를 타고 활공하는 것을 자동 회전이라고 한다.

활공동물

상세 정보:날고 활공하는 동물과 하늘을 나는 새 목록

새들

많은 동물들이 하나의 조상 없이 여러 번 활공하면서 개별적으로 진화해 왔다.특히 새들은 에너지 사용을 최소화하기 위해 활공 비행을 한다.다음과 같은 대형 새들은 특히 활공에 능숙합니다.

레크리에이션 항공기와 마찬가지로, 새들은 상승하는 공기에서 날아오르는 기간과 함께 번갈아 활공할 수 있으며, 따라서 최소한의 에너지 소비로 상당한 시간을 공수에서 보낸다.특히 이 큰 호위함은 몇 [3]주까지 계속 비행할 수 있다.

포유동물

날다람쥐를 탄 파타지아

활공을 돕기 위해, 몇몇 포유류는 패타지움이라고 불리는 구조를 진화시켰다.이것은 다양한 신체 부위 사이에 늘어져 있는 막상 구조물입니다.박쥐에서 가장 발달되어 있습니다.새와 비슷한 이유로 박쥐는 효율적으로 활공할 수 있다.박쥐에서 날개 표면을 형성하는 피부는 복부 피부의 연장선으로 각 손가락의 끝부분까지 이어져 앞다리와 몸을 결합시킨다.박쥐의 패타지움은 4가지로 구분됩니다.

  1. 프로파타지움: 목에서 첫 번째 자리까지 존재하는 파타지움
  2. 닥틸로파타기움: 자릿수 내에서 발견되는 부분
  3. 사장판: 마지막 자리와 뒷다리 사이에 있는 부분
  4. 요로파타기움: 두 뒷다리 사이의 신체 후부

활공 주머니쥐와 날다람쥐와 같은 다른 포유동물들도 파타지움을 사용하여 활공하지만 박쥐보다 효율성이 훨씬 떨어진다.그들은 키가 커질 수 없다.이 동물은 나무에서 발사되어 활공막을 드러내기 위해 팔다리를 벌리고, 보통 열대우림의 나무에서 나무로 옮겨 다니며 먹이를 찾고 포식자를 피하는 효과적인 수단으로 사용됩니다.이런 형태의 수상성 이동은 보르네오와 호주와 같은 열대 지역에서 흔히 볼 수 있는데, 나무들은 키가 크고 간격이 넓습니다.

날다람쥐의 경우, 파타지움은 몸통 양쪽의 길이를 따라 앞다리에서 뒷다리까지 뻗어 있다.각 손의 다섯 번째 손가락부터 발끝까지 파타지아가 뻗어 있는 당글라이더.그러면 에어로오일이 생성되어 50m 이상 [4]활공할 수 있습니다.이 활공 비행은 막의 곡률을 변경하거나 다리와 꼬리를 [5]움직여 조절됩니다.

어류, 파충류, 양서류 및 기타 활공동물

포유류와 조류 외에도, 특히 날치, 날치 뱀, 날치 개구리, 날치 오징어 등도 활공한다.

날치 이륙

날치의 비행은 일반적으로 약 50미터(160피트)[6]이지만, 파도의 가장자리에 있는 상승기류를 이용하여 최대 400미터(1,300피트)[6][7]의 거리를 커버할 수 있습니다.물 밖으로 미끄러져 올라가기 위해, 날치들은 꼬리를 [8]초당 70번까지 움직인다.그리고 나서 가슴 지느러미를 펴고 [9]양력을 주기 위해 약간 위로 기울인다.활공 끝에 가슴지느러미를 접어서 다시 바다로 들어가거나 꼬리를 물속으로 떨어뜨려 다른 활공을 위해 몸을 일으키거나 방향을 [8][9]바꿀 수 있습니다."날개"의 곡선 형상은 새 [10]날개의 공기역학적 형태와 비슷합니다.이 물고기는 기류와 [8][9]해류의 조합에 의해 생성된 상승 기류 방향으로 직진하거나 비스듬히 비행함으로써 공기 중 시간을 늘릴 수 있다.

크리소펠레아속 뱀은 "날아다니는 뱀"이라는 통칭으로도 알려져 있다.나뭇가지에서 발사하기 전에 뱀은 J자 모양으로 구부러집니다.나무에서 몸을 밀어올린 뒤 배를 들이마시고 갈비뼈를 펴며 몸을[13] '의사 오목날개'[11]로 만드는 동시에 수평으로[12] 기복이 있는 뱀모양을 반복해 [14]공중에서 안정적으로 착지한다.날으는 뱀은 팔다리, 날개, 또는 다른 날개 같은 돌기가 없음에도 불구하고 100미터나 [13][15]되는 거리를 두고 숲과 정글을 활공하며 날으는 다람쥐와 다른 활공 동물들보다 더 잘 활공할 수 있다.그들의 목적지는 탄도학으로 대부분 예측되지만,[16] 그들은 공중에서 "슬라이더링"함으로써 비행 중 자세 제어를 할 수 있다.

드라코속의 날도마뱀은 확장된 날개(파타지아)를 만들기 위해 확장될 수 있는 막을 통해 활공 비행할 수 있으며,[17] 갈비뼈 세트로 형성됩니다.

활공 비행은 신세계([19]Hylidae)와 구세계(Rhacophoridae)의 개구리 3[18],400종 사이에서 독립적으로 진화했다.이 평행한 진화는 땅 위 높은 나무에서 그들의 삶에 적응한 것으로 보인다.구세계 종의 특징은 "확장된 손발, 모든 손가락과 발가락 사이의 완전한 웨빙, 팔과 다리의 측면 피부 플랩"이다.

폭력

활공 중인 동물 또는 항공기에 가해지는 힘

활공 [20]시 항공기와 동물에 작용하는 세 가지 주요 힘:

  • 무게 – 중력은 아래 방향으로 작용합니다.
  • 리프트 – 대기 속도를 나타내는 벡터에 수직으로 작용합니다.
  • 드래그 – 대기속도를 나타내는 벡터에 평행하게 작용합니다.

항공기나 동물이 하강할 때 날개 위를 이동하는 공기는 양력을 발생시킨다.리프트력은 글라이더가 하강할 때 약간 아래에서 오는 기류와 직각으로 생성되기 때문에 수직에서 약간 앞으로 작용한다. 공격 각도를 참조하십시오.리프트의 이 수평 구성요소는 항력을 극복하기에 충분하고 글라이더가 앞으로 가속할 수 있도록 합니다.무게가 항공기를 하강시키더라도 공기가 가라앉는 속도보다 빨리 상승하면 고도가 높아진다.

리프트 대 드래그 비율

주요 기사: 리프트 대 드래그 비율
드래그 vs 스피드L/DMAX는 최소 총 드래그(예: 기생충 + 유도)에서 발생합니다.
드래그 및 리프트 계수 대 공격 각도.정지 속도는 최대 상승 계수에서 공격 각도에 해당합니다.

리프트 대 드래그 비율(L/D 비율)은 날개 또는 차량에 의해 발생하는 리프트의 양을 공기를 통해 이동함으로써 발생하는 드래그로 나눈 값입니다.특정 항공기의 필요한 리프트는 무게에 따라 설정되므로, 더 높거나 더 유리한 L/D 비율은 일반적으로 항공기 설계의 주요 목표 중 하나이다. 이는 더 낮은 항력 유도선의 리프트를 직접 전달하여 더 나은 연비와 상승 성능으로 이어진다.

하강 속도에 대한 대기 속도의 영향은 극곡선으로 나타낼 수 있다.이러한 곡선은 최소 싱크가 달성될 수 있는 공기 속도와 최상의 L/D 비율을 가진 공기 속도를 보여줍니다.곡선은 반전 U자형입니다.속도가 감소함에 따라 리프트의 양이 정지 속도 주위로 빠르게 떨어집니다.'U'의 피크는 최소 항력 상태에 있습니다.

로서 양력과 항력은 리프트와 드래그 각각 같은 인자(1/2ρair v2S)에 의해 증가된 계수에 비례하는 L/D 비율 리프트의 계수가 계속 지연되거나 혹은 Cl/Cd의 계수로 나눈, 둘 다 공기 속도에 비례한다, L/D 또는 Cl/Cd의 비율은 보통에 대한 제도된 단순화될 수 있다.gle공격의 대상입니다.

드래그

유도 항력은 날개에 의한 양력의 발생에 의해 발생합니다.날개에 의해 발생하는 양력은 상대풍과 수직이지만, 일반적으로 날개가 작은 각도로 비행하기 때문에 힘의 구성요소가 후방으로 향한다는 것을 의미한다.이 힘의 후방 구성 요소(상대 바람과 평행)는 항력으로 보인다.저속에서는 항공기가 더 높은 공격 각도로 양력을 발생시켜야 하므로 유도 항력이 커진다.이 용어는 U의 왼쪽인 드래그 그래프의 저속측을 지배합니다.

프로필 드래그(profile drag)는 항공기의 날개와 다른 부분에 공기가 부딪혀 발생합니다.바람 저항이라고도 하는 이러한 형태의 항력은 속도의 제곱에 따라 달라집니다(항력 방정식 참조).이러한 이유로 프로필 끌기는 고속에서 더 뚜렷하게 나타나며 끌기 그래프의 U자 모양 오른쪽을 형성합니다.종단 항력은 주로 단면을 줄이고 능률을 높임으로써 감소합니다.

임계 각도까지 리프트가 꾸준히 증가하므로, 일반적으로 결합된 항력이 가장 낮은 지점이며 날개 또는 항공기가 최상의 L/D로 수행된다.

설계자는 일반적으로 동력 고정 날개 항공기에 대해 선택된 순항 속도로 L/D 피크를 생성하는 날개 설계를 선택하여 경제성을 극대화한다.항공 공학의 모든 것들과 마찬가지로, 양력 대 드래그 비율은 날개 설계에서 유일한 고려 사항이 아닙니다.공격 각도가 높은 퍼포먼스와 부드러운 스톨도 중요합니다.

드래그 최소화는 고성능 글라이더(세일플레인)의 설계 및 운용에 특히 관심이 있으며, 그 중 가장 큰 글라이드비는 60:1에 근접할 수 있지만, 다른 많은 것들은 낮은 성능을 가지고 있다. 25:1은 훈련 사용에 적합한 것으로 간주된다.

활공비

정지된 공기 속에서 일정한 속도로 비행할 때 글라이더는 특정 거리를 아래로 이동한다.전방에서 하향까지의 거리의 비율을 활공비라고 합니다.활공비(E)는 이러한 조건에서 리프트 대 드래그 비와 수치적으로 동일하지만, 특히 속도가 일정하지 않은 경우 다른 기동 중에 반드시 동일하지는 않다.글라이더의 활공비는 대기 속도에 따라 다르지만, 자주 인용되는 최대값이 있습니다.활공비는 일반적으로 차량 적재량에 따라 거의 차이가 없습니다. 무거운 차량이 더 빨리 활공하지만 활공비는 [21]거의 유지됩니다.

Glide ratio.gif

활공비(또는 "핀세")는 하향각의 공탄젠트인 활공각(θ)이다.또는 전진 속도를 싱크 속도(무동력 항공기)로 나눈 값이다.

활공수())는 활공비의 역수이지만 가끔 혼동되기도 한다.

예

비행 기사 시나리오 L/D 비율/
활공비
Eta(활공기) 활공 칠십[22]
호위함새 바다 위를 날다 15 ~ 22 (표준[23] 속도)
행글라이더 활공 15
에어 캐나다 143편 (김리 글라이더) 연료 고갈로 모든 엔진이 고장 난 경우 보잉 767–200 ~12
영국항공 9편 추락 사고 화산재로 인해 모든 엔진이 고장났을 때 보잉 747-200B ~15
US 항공 1549편 에어버스 A320-214, 조류 충돌로 모든 엔진 고장 ~17
패러글라이더 하이 퍼포먼스 11
헬리콥터 자동 회전으로 4
동력 낙하산 직사각형 또는 타원형 낙하산으로 3.6/5.6
우주왕복선 재진입 후 우주로부터의 동력 없는 접근 4.5[24]
윙수트 활공 중에 3
극초음속 기술 차량 2 평형 극초음속 활공[25] 추정치 2.6
북부날다람쥐 활공 1.98
슈가글라이더(포줌) 활공 1.82[26]
우주왕복선 초음속 2 (마하 2.5로)[24]
우주왕복선 극초음속 1.8(마하 5), 1(마하 [24]9 이상)
아폴로 CM 트랜스오닉 0.50 (마하 1.13으로)[27]
아폴로 CM 재진입 및 극초음속 avg 0.368(첫 번째 피크 g 이전), 0.41(마하 [27]6에서)

활공 비행에서 활공비의 중요성

최상의 활공 속도(최고의 L/D)를 위한 활공 각도를 나타내는 극곡선.이는 조용한 공기를 통해 가능한 가장 평평한 활공각으로 비행 거리를 극대화합니다.이 속도(수직선)는 그래프의 원점에서 시작하는 선의 접점에 해당합니다.이 속도보다 빠르거나 느리게 비행하는 글라이더는 [28][29]착륙하기 전에 더 적은 거리를 주행할 수 있습니다.

활공 항공기의 성능을 측정할 때 최상의 활공비가 중요하지만, 속도 범위에서의 활공비 또한 활공기의 성공을 결정한다(활공에 관한 기사 참조).

조종사들은 때로는 항공기의 최고 L/D로 비행하며 비행속도를 정밀하게 조절하고 항력을 줄이기 위해 조종기를 부드럽게 작동시킨다.그러나 강하게 가라앉는 공기와 바람의 강도를 최소화하는 다음 리프트의 강도는 최적의 비행 속도에 영향을 미친다.조종사들은 가라앉는 공기를 빠르게 통과하기 위해, 그리고 지면에 대한 활공 각도를 최적화하기 위해 바람으로 향하기 위해 더 빠르게 비행한다.국가 전체에서 더 빠른 속도를 달성하기 위해 글라이더(세일플레인)에는 종종 공기 속도를 증가시켜 다음 리프트 영역에 더 빨리 도달하기 위한 물 밸러스트가 적재된다.이는 싱크 비율과 대기 속도의 증가가 비례하여 유지되기 때문에 활공 각도에 거의 영향을 미치지 않으며, 따라서 무거운 항공기는 더 높은 비행 속도에서 최적의 L/D를 달성한다.당일 리프트 영역이 강할 경우 밸러스트의 장점이 느린 상승률보다 크다.

만약 공기가 싱크대 속도보다 빨리 상승하고 있다면 항공기는 상승할 것이다.저속에서는 항공기가 더 나쁜 활공비를 가질 수 있지만 싱크대도 더 낮다.낮은 기속은 상승 속도가 가장 큰 상승 공기의 중심에서 단단히 회전하는 능력도 향상시킵니다.약 1.0m/s의 싱크 속도는 상승 공기가 강하게 있을 때만 상승이 가능한 경우를 제한하기 전에 행글라이더 또는 패러글라이더가 가질 수 있는 최대 속도이다.글라이더(세일플레인)의 최소 싱크 속도는 클래스에 따라 0.4~0.6m/s입니다.여객기와 같은 항공기는 행글라이더보다 활공비가 더 좋을 수 있지만, 훨씬 더 빠른 전진 속도와 훨씬 더 높은 싱크 속도 때문에 거의 열을 낼 수 없을 것이다.(김리 글라이더 사건의 보잉 767은 12:1의 활공비를 달성했을 뿐이라는 점에 유의하십시오.

높이 손실은 몇 가지 속도로 측정하고 "극성 곡선"에 표시하여 바람에 날거나 공기에 가라앉는 등 다양한 조건에서 비행하기에 가장 좋은 속도를 계산할 수 있습니다.다른 극곡선은 글라이더에 물 밸러스트를 적재한 후 측정할 수 있습니다.질량이 증가함에 따라 고속에서 최적의 활공비가 달성됩니다(활공비는 증가하지 않음).

치솟다

주요 기사: 들어올리기(보온)

날아오르는 동물과 비행기는 상승하는 공기로 날아오르는 기간과 교대로 활공할 수 있다.5가지 주요 리프트 유형이 사용됩니다.[30] 온도, 용마루 리프트, 풍파, 컨버전스 및 동적 치솟기.동적 비행은 조류와 일부 모형 항공기에 의해 주로 사용되지만, 조종 [31]항공기에 의해 드물게 달성되었다.

새가 하늘을 나는 비행의 예로는 다음이 있다.

인간에게 치솟는 것은 세 가지 공중 스포츠의 기본이다: 글라이딩, 행글라이딩, 패러글라이딩.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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