만약 헬리콥터가 음속으로 날려면 날개도 커야 될까요?..

Question

음속으로 못 나는 헬리콥터가 전투기나 그외 다른 비행기보다 날개 크기도 작은데, 이거에 대해 잘 아시는 분 안 계세요? 정확히 모르셔도 됩니다.

Answer 1

안녕하세요. 감병주 전문가입니다.

헬리콥터가 음속 비행을 어려워하는 가장 큰 이유는 회전하는 로터 구조 때문입니다.
비행 속도가 빨라질수록 로터 한쪽 끝이 먼저 음속에 가까워져 충격파와 강한 진동이 발생해서 이로 인해 양력이 불안정해지고 기체에 큰 부담이 생겨 초고속 비행이 어려워집니다. 즉, 단순히 날개 크기가 작아서가 아니라 회전 날개의 속도 한계가 핵심 문제입니다. 전투기는 고정 날개 구조라 초음속 흐름에 맞게 설계가 가능합니다.
최근에는 틸트로터나 복합헬기 방식으로 헬리콥터의 속도 한계를 극복하려는 기술이 개발되고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

헬리콥터는 프로펠러 날개(로터)가 작고 빠른 속도 비행에 한계가 있는데, 음속으로 날려면 훨씬 더 강력하고 큰 날개가 필요할수도있습니다. 하지만 헬리콥터 로터는 빠르게 회전하면서 공기를 끌어당기는 방식이라, 초음속 비행에 적합하지 않습니다. 전투기 같은 고속 비행기는 고정익 날개를 사용해 공기 흐름을 효율적으로 분산시키고 음속 돌파시 충격파 문제를 극복하게 쉽게 설계되었습니다. 헬리콥터는 구조적 · 공기역학적 이유로 음속에 가까운 속도 비행이 어려워 크기가 작은 날개로도 충분하지만, 초음속 비행은 원칙적으로 불가능합니다. 즉, 헬리콥터가 음속에 도전하려면 현재 방식과 완전히 다른 설계가 필요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 조일현 전문가입니다.

헬리콥터 날개는 회전하면서 양력을 만들어 내는 구조입니다.

따라서 앞으로 나아가기 위해서는 로터의 회전 속도에 전진 속도가 더 해져야 하니 양력을 유지할 수 없게 됩니다.

이는 헬리콥터와 비행기의 양력 방식이 다르기 때문이며 날개를 키운다고 해결 되는 것이 아니라

비행기 처럼 고정된 날개 형태를 가진 변화가 필요합니다.

따라서 헬리콥터는 회전해야 하는 구조 이기에 불가능 하다고 볼 수 있으며,

구조를 바꾸어 회전 속도를 줄이고 추진 엔진을 다는 방식이면 가능하겠습니다.