기타공학/비행기2018.07.22 00:30


개발이 시도 되었던 원반(?) 형상의 항공기 VZ-9 아브로카



최근 UFO 이야기가 구미가 당겨 이런 저런 내용들을 뒤져보고 있는데, 



흥미가 당겼던 건 개인 뿐만 아니라 각국 정부도 마찬가지 였더라고요.ㅋ



모양은 아무리 봐도 UFO인데, 실제 비행까지 가능할 정도의 '접시형상'의 항공기가 만들어져 있었습니다.



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아브로 캐나다의 VZ-9 '아브로카'란 녀석입니다. 



흐흐 이건 그냥 누가 봐도 그냥 하늘을 나는 비행접시에요.



1959년 핵전쟁의 위기가 점차 고조되자 활주로 없이도 운용이 가능한 VTOL기에 대한 연구가 활발해 지고,



캐나다의 항공업체인 아브로캐나다 역시 '프로젝트 Y'라는 이름의 VTOL 시험기체를 연구하게 됩니다.



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추력효율을 최대화 하고 항력을 최소화 하는 무슨 가리비 조개 비슷하게 기체로, 단거리 이착륙의 구현이 가능한지 연구하는 목적이었지요.



그런데 문득 프로젝트 Y 개발팀은, 자신들이 제작한 기체 형상이 '코안다 효과'라는 현상을  불러 일으켰음을 깨닫게 됩니다.



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코안다 효과는,



표면을 흐르는 유체가 곡면을 따라 흐르면서 물체를 반대방향으로 끌어당기는 현상 인데요. 우리 주변에서도 쉽게 확인할 수 있는 과학입니다.



냄비에 끌인 라면을 사발에 부을 때, 국물이 똑바로 안 떨어지고, 냄비 안쪽 방향으로 커브(?)를 틀며 흐르게 되는데, 이게 바로 코안다 효과입니다.




유튜브 / 출처미상




이걸 기체 전체에 적용하면 보다 더 양력의 효과를 극대화 할 수 있지 않을까? 라며 기체의 형상 아얘 접시형상으로 만들어 시험에 돌입합니다.



경-_-축 본격 비행접시 탄생




VZ-9 아브로카는 총 3기의 터보펜 엔진이 장착되어 중앙의 대형 팬을 돌리는 구조의 기체였는데,



팬이 공기를 아래로 밀어냄과 동시에, 일부는 위쪽의 표면으로 흐르게 설계해서, 팬에 의한 양력 + 코안나 효과의 1타 2피를 노리는 비행 물체였습니다.



제자리 공중 비행은 물론이요, 전후좌후 어느 쪽으로도 빠른 기동성을 확보하려는 의도였습니다.



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아브로를 물끄러미 지켜보던 미국,



응? 이거 뭔가 있어 보이잖아! 제자리에서 뜨고 내릴 수 있는 접시모양 비행기라고? 


우리가 자금 대줄테니까 좀 쓸만하게 만들어 주쇼.





1956년 미육군이 상당한 기대를 가지며 75만 달러의 개발금을 지원하고, 아브로 캐나다는 자체적으로 2백5만 달러를 투자하면서,



대형 프로젝트인 'Y-2'로 본격적으로 발전하게 되고, VZ-9 아브로카라는 명칭의 VTOL 시제기가 만들어 지는데요.



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두 명의 승무원이 탑승하는 지름 5.5m의 비행접시로,  UFO처럼 동에 번쩍 서에 번쩍 할 것 같은, 한 번 보면 쉽게 잊을 수 없는 형상을 하고 있지만,



현실은 시궁창. 만들어진지 불과 2년만에 프로젝트가 폐기되고 맙니다.



네, 생각보다 성능이 너무 안나왔던 탓입니다.




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팬의 크기가 너무 작다 보니 유의미한 양력을 만들어 낼 수 없었고,



여기에 배기가스가 엔진으로 재유입되면서 추력을 감소 시키는 문제까지 더해지면서, 전체 추력 효율이 말도 안되게 떨어졌습니다. (현재의 해리어 전투기에서도 겪는 문제입니다.)



설계 최대속도 최대 483km/h 이었지만, 시험에서는 불안정한 피치로 인해 최대 56km/h를 넘지 못했고



3기의 엔진이 장착 되었음에도 이동거리가 127km를 넘지 못했습니다. (설계 최대 거리 1,601km) 




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성능이야 F-5에 사용될 GE의 J85엔진을 장착하여 어떻게든 끌어올릴 계획이었지만, 가장 큰 문제는 바로 큰 소음과 진동이었습니다.



날개없이 순수하게 공기의 흐름만으로 기체를 제어해야 하다 보니, 기체 하부에 52개의 공기배출구를 뚫어야 했거든요.



고속으로 날아야 하는 기체에 작은 구멍이 무려 52개라니요.



지금이야 발전된 유체역학 시뮬레이션으로 어떻게 해결 한다고 하지만, 당시는 1950년대 말이었습니다. 유체의 흐름에 대한 제대로 된 시험 결과를 얻기 힘든 시절이었습니다.



www.researchgate.net




여기에 추가로, 팬의 회전축과 다른 수평축으로 돌아가는 세 기의 터보제트 엔진은 예상치 못한 토크를 만들어 내는데요.



복잡한 형상의 기체 + 예상치 못한 토크 + 까다로운 기체 제어로 인해 무척이나 불안정한 기동을 보여주었고,



테스트 파일럿에게 'balancing on a beach ball', 비치볼 위에서 균형 잡는 듯한 기체라는 평가도 받아야 했습니다.







만들기 까다롭고, 조종도 어렵고, 효율도 나쁜데, 성능까지 떨어진다니요.



결국 미공군 미육군 모두 개발을 포기하면서, 군과 업체 총액 1천만 달러가 투자된 프로젝트는 그대로 폐기처분 되고 맙니다.



조금 더 노력했으면 UFO를 봤을텐데 노력이 부족했어요 노오력이 -_-;;;



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사실... 수직 이착륙 기술이라는게 현대에도 개발하기 힘든 까다로운 녀석이라 



소련은 YAK-141의 개발을 포기하기도 했고, 미국 역시 F-35의 개발에 한참을 애먹은 경험이 있습니다.



항공역학이 한참 발전 하던 중이고, 도전정신이 빛을 발하던 냉전시대의 일이라, 개발이 가능했던 특이한 기체가 아닌가 싶은데요.



http://jlnlabs.online.fr




2007년엔가 아마추어 발명가가 GFS-UAV라는 이름으로 아브로카와 유사한 비행접시를 만들어 내기도 했으니,



마음(?)만 먹으면 취미로 라면 누구든 비행접시 모양의 UFO를 만들 수 있는 시대에, 



비행접시형 전투기가 나오지 않는 건, 다 그럴만 한 이유가 있는 거겠죠. ㅋ



관련링크 >> GFS-UAV JLlabs 




Posted by 위저드아이언 wizard_IRON