하강류 (downwash)
쉽게 풀면
하강류는 날개가 양력을 만들면서 그 뒤쪽 공기의 흐름을 아래로 살짝 밀어 내리는 현상입니다. 뉴턴의 작용-반작용 법칙에 따라 날개가 공기를 아래로 밀어내는 반작용으로 위쪽으로 향하는 양력을 얻는 것이므로, 하강류는 양력이 생기는 것과 뗄 수 없이 함께 나타납니다. 이 하강류는 뒤쪽에 있는 수평꼬리날개가 실제로 느끼는 받음각을 바꾸기 때문에, 항공기 안정성 계산에서 반드시 고려해야 하는 요소입니다.
왜 중요한가
하강류는 꼬리날개가 실제로 받는 받음각을 줄이므로, 세로안정성 해석에서 받음각 변화에 따른 하강류 변화율이 꼬리날개 기여도를 결정하는 핵심 계수입니다. 실무에서는 항공기 후방의 하강류와 날개끝와류가 뒤따르는 항공기에 주는 영향이 후류 요란 분리 간격의 근거가 됩니다. 항공기 후류의 하강류와 날개끝와류는 뒤따르는 항공기에 위험한 후류요란을 만들어, 관제기관은 항공기 크기 등급에 따라 최소 분리 간격을 별도로 정해 이를 관리합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
앞쪽 날개가 만든 아래로 흐르는 공기 때문에, 뒤쪽 꼬리날개가 실제로 느끼는 받음각이 앞쪽보다 더 작아진다는 계산 결과입니다.
회전 날개 아래로 밀려나는 공기 흐름이 주변 환경에 미치는 물리적 영향을 다룬 서술이다.
조금 더 깊게 보면
하강류 각도는 날개의 양력계수와 가로세로비에 따라 달라지고 꼬리날개의 높이에 따라 받는 영향도 달라져, T자형 꼬리는 저받음각에서는 하강류를 피하지만 깊은 실속에서는 날개 후류에 잠겨 조종력을 잃을 수 있습니다. 또한 지면효과는 지면이 하강류를 제한해 유도항력이 줄어드는 현상이므로, 하강류를 빼놓고는 지면효과를 설명할 수 없습니다. T자형 꼬리날개는 저받음각에서는 날개 하강류 영향을 벗어나 있지만, 실속에 가까운 고받음각에서는 오히려 날개 후류에 완전히 잠겨 조종력을 잃는 딥스톨 위험이 있어 꼬리 위치 설계에 신중함이 요구됩니다.
주의할 점
하강류는 날개끝와류와 같은 현상이 아니라, 날개 전체에 걸쳐 뒤쪽에 형성되는 흐름의 방향 변화를 가리키는 더 넓은 개념이므로 둘을 동일시하지 않아야 합니다.