[Systems] Vortex Generator

Vortex Generator

가. 정의

- 항공기의 앞부분에 돌출된 작은 Fin (아래 사진 참조)

- 이 돌출된 Fin은 Vortex를 생성하여 Air Separation을 지연시켜 Stall 방지 (Stall speed 하락)

- Vortex Generator은 초음속 항공기에서도 Control surface effectiveness 향상시킴

나. 기능

- 공기가 날개 위를 흐를 때, 압력은 감소하다가 Center of Lift(CP), 즉 날개 선단에서 약 25% 지점에 도달할 때까지 계속 낮아짐

- 그 후 압력이 다시 증가하게 되며 이를 Adverse pressure gradient라고 부름

- 공기는 낮은 압력에서 높은 압력으로 이동하면서 에너지를 잃게 됨. 결국, 공기가 에너지를 다 소모하면 날개에서 Separation이 일어남

 

- Boundary layer 위의 공기 흐름은 Skin friction의 영향을 받지 않아서 Boundary layer의 공기보다 더 많은 에너지를 가짐

- 이 공기 흐름을 Boundary layer로 끌어들일 수 있다면, 에너지를 추가하여 Airflow separation 지연시킬 수 있음

 

 

- Vortex Generator은 작은 날개처럼 작용 Vortex 생성, Boundary layer과 Airflow를 혼합

- 이를 통해 Airfoil의 더 높은 AOA에서 Air separation이 일어나게 하며 이는 항공기 실속을 방지

- 항공기가 초음속 또는 초음속에 가까운 속도 비행할 때, 충격파 형성, 이 충격파는 날개 선단과 후단, 그리고 Control surface에서 형성

- 이 충격파로 인해 Aileron이나 Elevator의 Control surface effectiveness가 급격히 감소하여 조종 불능을 야기할 수 있음