[Performance] Aircraft Performance

Aircraft Performance

가. 정의

- 항공기가 여러가지 변화하는 조건에서 어떤 목적(이륙, 상승, 선회, 순항, 착륙)을 이루는 능력

Performance에 영향을 주는 요인	Performance에 영향을 받는 요인
항공기 무게 항공기 외장상태 대기의 상태 (기압고도, 밀도고도)	이/착륙 거리 상승률 최대 상승고도 (Ceiling) 항속거리 (Range) 순항고도 연료효율 Stability Maneuverability Payload

나. 항공기 성능 비교를 위한 고려사항

- 일정한 속도를 유지하며 직진 수평비행하거나 정속 상승/강하하는 비 가속비행을 전제로 함

- Thrust = Drag & Lift = Weight인 상태

 

다. 각 조건별 Performance 비교

 

ⓐ Straight & Level Flight

- 항공기 무게가 증가할수록 필요추력 증가 : 받음각 증가로 인한 Induced Drag 증가

- 항공기 외장을 내릴수록 필요추력 증가 : 외장 변화로 인한 Parasite Drag 증가

- 고도가 증가해도 필요추력의 변화는 거의 없음 : 받음각 증가로 Induced Drag이 증가하나, 공기밀도 감소로 인해 Parasite Drag 감소

- 필요추력은 변화가 거의 없으나 L/Dmax 속도(TAS)는 증가

 

 

ⓑ Climb

- Maximum angle of Climb (Vx) : 단위 이동거리에 대해 얻을 수 있는 최대 상승량

- Maximum rate of Climb (Vy) : 단위 이동시간에 대해 얻을 수 있는 최대 상승량

- Ceiling : 고도가 높아질 수록 Vx 증가 & Vy 감소

- Absolute Ceiling : 상승 가능한 최대고도로 Vx와 Vy가 같음. 0fpm

- Service Ceiling : +100fpm으로 상승할 수 있는 ceiling

ⓒ Endurance

- 정의 : 비행을 지속할 수 있는 시간으로 Fuel Flow가 적을수록 Endurance는 길어짐

- Maximum endurance : 최대 항속시간을 의미 (Minimum power required에서 Endurance 최대)

- Specific endurance : 단위 연료 당 항속가능시간

 

ⓓ Range

- 정의 : 비행을 지속할 수 있는 거리

- Maximum range : 최대 항속거리로 Fuel Flow 대비 가장 높은 속도를 낼 수 있을 때 발생 (L/Dmax)

- Long-range cruise operation : Max range speed에서 3 ~ 5% 높은 속도에서 발생 (거리 & 연료효율 99%). 항속거리와 연료를 약간 손해보는 대신 Time + Fuel 전체 비용 감소

- Specific range : 단위 연료 당 항속가능거리

* Gliding & 항공기 무게와 최대 활공거리의 상관관계 최대 활공거리(Maximum Gliding Distance)는 Glide Angle이 최소일 때 얻어짐. 즉, 양항비 L/Dmax일 때 얻어짐 (특정 AOA에서 최대) 항공기의 무게가 증가하면 Glide Speed도 증가하나, L/Dmax에서의 Glide Angle은 동일함 그러므로, 항공기의 무게와 무관하게 적정 Glide Speed만 동일하게 유지된다면 Glide Distance는 같음

- Cruise Control : 항공기가 Recommended Long-range cruise condition 하에서 운용되는 것을 의미

(99% Max Specific range 유지를 위해 최적의 비행속도, 고도, Power setting 유지

시간이 흐를수록 연료 소모로 인해 중량이 감소하고 최적 비행속도 및 Power setting 감소 → 최적 비행고도 및 Specific range 증가