[항공 지식] T-Tail의 장점과 단점에 대해 파헤쳐보자 - T-Tailwing

안녕하세요. Euronaku_LR입니다.

오늘은 T형 꼬리날개를 가진 항공기의 역사와 T형 꼬리날개를 가진 항공기의 장점, 단점에 대해 포스팅 해볼 예정입니다.

( T형 꼬리날개를 가진 대표적인 항공기 C-17 수송기 )
( http://jet-airlinezz.blogspot.com/2011/07/boeing-c-17-globemaster-iii.html ) 
 

T-Tail 형태를 가진 항공기로 위 사진의 C-17 수송기와 세계 최대의 초대형'수송기'인 C-5기등이 있습니다. ( An-225는 세계 최대의 초대형화물기 )

Q.그러면 세계 최초의 T형 꼬리날개를 가진 항공기는 무엇이였을까요?

- 세계 최초의 T-Tail 기체 -

( Curtiss의 XF-15C라는 혼합 추진 전투기 프로토타입. )

일단 검색한것중에서 45년도에 비행한 XF-15C입니다...

45년도 2월 27일에 Curtiss의 Aeroplane사와 한 자동차 회사가 만든 이 항공기는 기수부분에 있는 터보프롭 엔진과 기체 밑에 있는 터보 젯 엔진을 혼합 사용하는 혼합 추진 전투기입니다. 
XF-15C는 45년도 2월 27일, 터보프롭 엔진 없이 첫 비행에 성공하고, 같은 해 4월에 완성해서 한달 후인 5월에 비행을 했으나, 착륙도중 추락하였습니다.

그로인해 미국은 XF-15C의 개발을 중단하게 됩니다.
하지만 T-Tail 기체는 계속 나오게되죠. 대표적인 예로 미 공군의 F-101 부두(Voodoo) 전투기등이 있습니다.

약 17년이 지난 후인 1962년 1월, 영국의 호커 시들리(Hawker Siddeley) 사가 새로운 항공기를 발표하게됩니다.

' HS-121 Trident(트라이던트) ' 였습니다.

- 세계 최초로 T-Tail을 적용한 여객기, HS-121 Trident -

( 호커 시들리사의 HS-121 Trident )

62년도 1월 9일, 호커 시들리사의 HS-121 Trident가 첫 비행에 성공하게됩니다.

트라이던트는 T-Tail 기술을 적용했으며, 특이한 점은 노즈기어가 동체 중앙쪽에 위치하지않고 왼쪽에 있습니다.

T-Tail의 장점은 꼬리날개가 후류에 말려들지 않게하여 수직꼬리날개의 유도저항을 감소시킵니다. 
유도저항은 항공기가 움직일때 양력을 가짐으로써 나타나는 '공기 저항'입니다.
또한 더 나은 피치각을 주는등 여러가지 이점이 있습니다.

당시에 트라이던트, VC-10, Tu-134, IL-62등이 대표적인 T-Tail기체였습니다.

하지만 이런 T-Tail기술을 적용한 항공기에게 장점만이 있는것이 아닙니다. 단점도 있습니다.

T-Tail의 항공기가 설계치 이상의 받음각 상태에서는 깊은 실속상태(Deep Stall)상태에 빠집니다. 빠져나오기 힘들다고 합니다.
이상태에서 주익의 공기흐름이 꼬리날개를 덮어버리면 수평꼬리날개를 쓸수없는 상황이 된다고 합니다.

( 자료 사진 / 위는 일반적인 비행, 아래는 깊은 실속에 빠졌을때의 상황, 주익의 공기흐름이 수평꼬리날개를 덮어버렸습니다. ) 

위와 같이 T-Tail 형식의 항공기는 실속에 빠지면 회복이 거의 불가능 한 구조로 되어있습니다. 

또한 T-Tail의 구조 상의 이유로 수직안정장치가 상당히 강해야하며, 고가의 복합재료가 사용되지 않는 한 강도를 위해 무거운 재료를 쓰기 때문에
항공기의 꼬리 부분이 상당히 무거워지는 수가 있습니다.

그 이유는 예를 들어 수직 안정판이 클 경우, 하나로 수직안정판을 달게 되면 수직 안정판의 구조적인 문제를 고려해야되므로 위처럼 무게가 무거워지는 경우가 있습니다. 그리고 수직안정판도 일종의 날개이므로 급격한 기동시 처짐이나 휨이 발생하기때문에 이를 견디게 하려면 상당한 구조강도가 요구되기때문입니다. 

- T-Tail, 요즘에는 어떤 기체에 많이 쓰이는가? -

요즘 T-Tail기술은 고성능 글라이더에 많이 적용되고있습니다. 그 이유는 이 글라이더들이 섬유강화 플라스틱등으로 제작되었기때문입니다.
이로 인해 양항비 30~40대의 고성능을 내는 기종이 많아지고 있습니다. 

T-Tail은 장점들도 많지만 단점들도 많이 있습니다. 꼭 어떤 쪽으로는 저 항공기가 좋다, 이 항공기가 좋다할수는 없다고 생각합니다.
모든 항공기가 설계구조에서 장점과 단점을 가지기 때문이라고 생각하기떄문입니다. 모든 항공기가 완벽할수는 없지만, 그래도 더 좋은 항공기가 언젠가 나올수 있다고 생각합니다.