일반기술

피에이에스이알방식의 지면효과 운송수단

항공기가 지면에 접근할 때 항력(drag)은 감소되고 양력(lift)은 증가하여 양항비(lift drag ratio)가 매우 높아진다는 사실은 이미 잘 알려져 있으며 이를 이용한 새로운 운송수단을 해면효과익선, 지면효과익기 등의 여러가지 명칭으로 불리는데 이를 총칭하여 WIG(Wing In Ground Craft)라 칭한다. 지금까지 알려진 WIG 중 PAR(Power Augmentation Ram) 방식과 SES(Surface Effect Ship) 방식이 주로 사용되는데, 이들은 대부분 호수, 강등의 내수면에서만 운행되고 있다. 이는 바다를 운행할 경우 필수적으로 부딪치는 파도와 악천후에 대한 운행 효율과 안전성이 낮기 때문이다. 이 때문에 현재의 WIG들은 초고속선에 비해 효율적인 고속 운항이 가능함에도 불구하고 상업성이 떨어져 상용화 초기 단계에 머물러 있는 실정이다. 일반적으로 기존의 PAR 방식 WIG는 이수를 위한 별도의 추진장치를 탑재하여 운항 효율이 떨어지고, SES 방식은 호버크래프트와 같이 자중의 일부를 압축공기로 부양하여 이수시의 필요 추력을 줄이는 방식으로 파고가 낮고 저속으로 운항할 때에는 좋은 성능을 보이나 파고가 높고 고속으로 운항할 때에는 급격히 성능이 떨어지는 문제가 있다. 본 기술에서는 PAR와 SES 효과를 동시에 낼 수 있도록 설계된 날개, 추진장치 및 호울(선체)를 사용하는 PASER(Power Augmentation of Surface Effect Ram) 방식을 이용했 본 기술은 주날개의 뿌리부는 PAR 효과를 얻기 위하여 종횡비가 작은 직사각형 모양의 날개장착하는데 PAR효과를 더 높이고 파고가 높을 때 안정성을 증대시키기 위해 큰 장착각을 갖도록 설치하고, 주날개의 끝부분은 SES 효과를 내면서 안정성을 증대시키기 위해역상반각, 역삼각형 날개를 사용한다. 또한 역상반각 역삼각형 날개의 접합부에는 SES 효과를 얻기 위하여 호울을 설치한다. 이 호울은 날개뿌리와 끝부분의 접착부 역할 뿐 아니라 착수장치 및 추진장치 고정을 위한 역할도 한다. 또한 덕티드 팬을 사용하여 역시 PAR와 SES 효과를 높였다. 본 기술에 의하면 PASER방식의 WIG는 기존의 고파고 악천후 시의 운행성능 및 안전성을 개선하는 새로운 방식으로 측풍에 대한 안정성을 확보하기 위해서는 높은 실속속도(失速速度, Stall Speed), 실속 익하중(Stall Wing Loading) 및 넓은 조종면 등이 요구되므로 PAR효과를 이용하여 유효 실속 속도와 실속 익하중을 높였으며, 익단에 외부조종면을 부가 설치하여 안정성을 확보하는 효과가 있다