델타익
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Delta翼
1. 개요[편집]
델타 모양의 날개. 한국어로는 '삼각날개'라고도 한다. 한자어로 옮기자면 '삼각익(三角翼)'.
가장 흔하게 볼 수 있는 형상은 바로 종이비행기. 또 행글라이더 역시 이 모양을 하고 있는데 이는 우연이 아니다.
2. 특징[편집]
날개의 후퇴각을 점차 크게 주다보면 결과적으로 날개 뿌리가 버텨야 하는 힘에 비해 뿌리가 너무 작아져서 날개가 구조적으로 문제가 생긴다. 델타익은 이러한 문제를 한 방에 해결할 수 있으며, 대체로 같은 면적의 날개라면 델타 형상일 수록 더 날개뿌리가 커져서 결과적으로 날개가 버틸 수 있는 힘이 더 늘어난다. 특히 날개 내부 구조물의 부피에도 여유가 생겨서 연료를 더 많이 넣을 수 있다는 건 덤.
또한 델타익은 다른 형태의 날개에 비하여 실속을 잘 일으키지 않는다. 날개의 받음각이 상당히 높아지면 크게 후퇴된 날개 앞부근에서 강한 와류(소용돌이, vortex)가 생기는데 이 와류가 발생한 곳의 압력이 낮아지게 되고 흡입효과로 인하여 추가적인 양력을 만들어주는 한편, 날개 위의 일종의 운동에너지를 잃은 공기 입자들에게 새로운 에너지를 나눠주어 날개 위쪽에서 공기 흐름이 떨어져나가는 유동박리 현상을 막아준다.
더불어 델타익은 일반 날개들에 비해 자체적으로 어느 정도 방향에 대한 안정성을 갖는다. 즉 수직꼬리날개가 해야할 일 일부를 델타익이 대신해준다.
돌풍에 대해서도 덜 민감하게 반응하므로 돌풍이 심하게 부는 저고도 비행시에도 유리하다.
물론 델타익이 무조건 킹왕짱인 건 아니다. 이 날개의 최대 단점은 양항비가 좋지 않다는 점이다. 즉 만들 수 있는 양력에 비하여 항력이 많이 생기는 편. 아무래도 후퇴각도 크고, 날개 종횡비도 작다보니(즉 좌우로 날개 폭이 좁다보니) 유도항력 등이 더 많이 생긴다. 그래서 사실 장거리 비행 능력이나 장시간 체공능력만 생각하면 델타익이 불리하다. 현용 수송기나 여객기 중에 델타익기가 사실상 없는 것은 이 때문. 그나마 과거 콩코드와 Tu-144가 삼각 날개 여객기이긴 했으나, 이들도 여러 문제로 인해 오래 버티지 못하고 현재는 전부 박물관에서 자는 신세가 된 것을 보면 잘 알 것이다.
또, 델타익은 실속에 잘 빠지지 않기는 하지만 받음각을 최대한 높인다고 해도 만들 수 있는 최대 양력 자체는 후퇴익이나 직선익에 비하면 적기 마련이다.
델타익에 대한 오해 중 하나는, 델타익이면 무조건 수평꼬리날개가 없다고 생각한다는 점이다. 그러나 델타익은 날개 모양 자체를 보는 것이기 때문에 꼬리날개의 유무는 상관 없다. 다만 수평꼬리날개가 없는 설계가 되면 승강타 역할을 대신하는 조종면인 엘레본이 가급적 동체 뒤쪽에 있어야하는 한편, 날개 자체는 무게중심 근처에 있어야 하기 때문에 결과적으로 날개가 좌우 폭에 비하여 앞뒤로 긴 형태인 델타익이 유리해진다. 즉 델타익이라고 해서 수평꼬리날개가 없는 것이 아닌 여러 이유로 수평꼬리날개를 없애버릴 경우 델타익 밖에 선택지가 없어진다는 것이다. V-tail같은 기술개념은 X-32를 보면 알겠지만 여러 이유로 최근까지 실현이 불가능했었다.
또한 일부 자료에서 현용 전투기들의 날개를 '테이퍼익(Tapered Wing)'으로 분류하는데, 사실 이는 개념상 잘못된 분류다. 테이퍼익은 직선익에서 나온 개념으로서, 현용 전투기들 중 그러한 테이퍼익을 가진 사례는 F/A-18과 그 파생형인 F/A-18E/F·EA-18G 정도의 소수에 불과하며 전투기보다는 오히려 Su-25이나 A-10 등의 공격기 쪽에서 테이퍼익을 가진 사례를 더 많이 볼 수 있다. F-15나 F-16을 비롯한 대부분의 현용 전투기들의 날개는 델타익의 파생형으로 끝이 잘린 델타(Cropped Delta, 혹은 Clipped Delta)로 분류되며, 간혹 이를 사다리꼴 날개로 분류하기도 한다. 이러한 날개는 과거 60도 이상 주던 후퇴익을 40도 수준으로 낮추는 한편, 가로세로비를 2에서 3가량으로 주다보니 날개 끝부분이 날카롭게 마무리되지 않고 어느 정도 직선이 생겨서 삼각형이 아니라 사다리꼴에 가깝게 된 것이다.
특히 최근 스텔스 전투기들은 날개 뒤쪽도 일정한 전진각을 주어서 날개 모양이 더더욱 사다리꼴 모양이 되었는데, F-22·F-35나 Su-57처럼 기존의 잘린 델타익에 가까운 다이아몬드 형태를 취한 경우도 있고 YF-23처럼 삼각형 두 개를 이어붙인 듯한 마름모 형태를 취한 경우도 있어서 대체로 '다이아몬드익' 또는 '능형익(菱形翼)'이라 많이 부른다. 이는 공기역학적인 이유가 아니라 스텔스 특성을 높이기 위하여 뒷면에서 날아온 적 레이더 전파가 날개 뒷전에 부딪혀도 다른 방향으로 반사되어 레이더 반사 면적을 줄이기 위한 설계다. 여담이지만 스텔스 전투기들은 스텔스 성능을 위해서 항속거리, 상승률, 순간 선회, 지속 선회, 일정고도까지 급속상승하는 시간, 전체적인 중량 등에서 손해를 많이 보게되어서 항공역학적으로 4세대~4.5세대에 비해서 좋은 설계는 아니다. 단지 몇 십년이나 앞선 기술을 때려박아서 억지로 유리한 지점을 만들었을 뿐이다.
일반적으로 초음속 항공기는 델타익을 사용하는 반면, 마하 0.9 전후의 속도로 비행하는 항공기들은 후퇴익을 사용하게 된다. 그러나 일부러 수평꼬리날개가 없도록 설계된 항공기들(특히 카나드마저 없는 항공기들)은 저속 항공기라도 델타익 형태를 취하는 경우가 많다. 대표적인 케이스가 발칸 폭격기다.
또한 쉽게 실속하지 않는다는 특성 때문에 아직 프로펠러로 털털거리던 시절부터 많은 항공기들이 꼬리날개만큼은 델타익이나 그에 가까운 형상을 취한 경우가 많았다.
한편 초음속 항공기 중에서도 예외적으로 델타익 대신 후퇴익을 채용한 케이스가 있기는 한데, Su-27과 그 파생형인 Su-30·Su-33·Su-34·Su-35가 대표적인 사례이며 그 외에도 MiG-29와 그 파생형인 MiG-29K·MiG-33·MiG-35의 사례, MiG-25와 그 개량형인 MiG-31의 사례 등이 있다. 이들의 경우에는 분류상으로는 후퇴익이지만 고기동성의 확보나 양력효율의 개선 등의 목적을 위해서 면적을 넓게 확보한 결과 외형적으로는 후퇴익이라기 보다는 델타익에 가까운 인상을 주는 날개를 지니게 되고 있는데, 이 중에서도 Su-27의 경우에는 최초의 프로토타입인 T-10에서는 주익이 진짜로 델타익이었다가 이후 지금의 형태로 변경되었다는 경위가 있어서 말하자면 델타익을 채용하려 했다 후퇴익으로 변경한 흔적을 남겼다고 말할 수 있게 되어 있다.
3. 관련 문서[편집]
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