면적법칙 (area rule)
한 줄 정의: 천음속·초음속 항공기의 조파항력을 최소화하기 위해, 기체 전체의 단면적 분포가 축 방향으로 매끄럽게 변화하도록 동체와 날개의 결합부 형상을 조정하는 설계 원칙입니다.
쉽게 풀면
면적법칙은 비행기를 옆에서 얇게 잘랐을 때 각 단면의 넓이가 앞에서 뒤로 갈수록 부드럽게 변해야 조파항력이 적다는 설계 원리입니다. 날개가 동체에 붙는 부분에서는 갑자기 단면적이 커지기 쉬운데, 이를 상쇄하기 위해 그 부분의 동체를 오히려 잘록하게 좁혀 전체 단면적 변화를 매끄럽게 만듭니다. 그 결과 옆에서 보면 허리가 잘록한 '콜라병' 모양의 동체가 나타나기도 합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"면적법칙을 적용해 동체 중앙부를 잘록하게 재설계한 결과 마하 1 부근에서 조파항력이 크게 감소하였다."
동체 형상을 면적법칙에 따라 조정하자 음속 부근에서 충격파로 인한 항력이 눈에 띄게 줄었다는 설계 개선 사례입니다.
주의할 점
면적법칙에 따른 동체 잘록화는 천음속·초음속 영역에서 특히 효과적이며, 저속 아음속 비행에서는 그 이점이 상대적으로 작다는 점을 함께 고려해야 합니다.