리브 (rib)
쉽게 풀면
리브는 날개 단면의 곡선 형태를 유지시켜 주는 뼈대로, 사람의 갈비뼈와 비슷한 위치와 역할을 합니다. 날개를 옆에서 보면 익형 모양대로 잘려 있는 여러 개의 얇은 판이 스팬 방향을 따라 일정한 간격으로 배치되어 있는데, 이것이 리브입니다. 리브는 외피가 공기 압력을 받아 안팎으로 눌리거나 부풀어 오르는 것을 막아 정확한 익형 형상을 유지시켜 주는 역할을 합니다.
왜 중요한가
리브는 익형 형상을 유지하는 부재이므로, 리브 간격과 강성이 외피 변형을 통해 공력 성능에 어떤 영향을 주는지가 경량 날개와 변형 날개 연구의 관심사입니다. 실무에서는 착륙장치, 엔진 파일런, 조종면 힌지 같은 집중 하중이 들어오는 위치에 강화 리브를 두는 것이 배치 설계의 기본입니다. 착륙장치나 엔진 파일런처럼 집중하중이 걸리는 위치에는 일반 리브보다 훨씬 두껍고 촘촘한 강화 리브가 별도로 배치되어, 국소 하중을 넓은 면적의 스파와 외피로 분산시키는 역할을 합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
날개 뼈대의 간격을 일정하게 배치해서, 표면이 눌려 찌그러지기 시작하는 힘의 크기가 설계 기준보다 충분히 크도록 만들었다는 내용입니다.
이 문장은 날개 안에 들어가는 뼈대 부품을 얼마나 촘촘히 배치하느냐에 따라 날개 모양이 얼마나 잘 유지되고 무게가 얼마나 늘어나는지를 컴퓨터 시뮬레이션으로 살펴봤다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
리브는 외피와 스트링거의 좌굴 길이를 정하는 지지점 역할도 하므로, 리브 간격을 넓혀 무게를 줄이면 외피를 두껍게 해야 하는 상충 관계가 생깁니다. 또한 연료 탱크 구간의 리브는 연료 출렁임 하중을 받고 통로 구멍이 뚫려 있어, 단순한 형상 유지 부재로 취급하면 실제 응력 상태를 놓칩니다. 연료탱크 구간의 리브에는 연료가 통과할 수 있는 구멍이 뚫려 있어야 하므로, 이 구멍 주변의 응력집중을 완화하는 보강링 설계가 리브 강도 해석에서 별도로 다뤄집니다.
주의할 점
리브는 날개의 굽힘 하중을 직접 지지하는 주 부재가 아니라, 형상 유지와 국부 하중 전달이 주된 역할이므로 스파의 기능과 혼동하지 않아야 합니다.