후퇴각 (sweep angle)
쉽게 풀면
후퇴각은 날개가 화살촉 모양처럼 뒤로 젖혀진 정도를 나타내는 각도입니다. 날개를 뒤로 젖히면 실제 공기 흐름 중 날개에 수직한 성분의 속도가 줄어드는 효과가 있어, 같은 비행 속도라도 날개가 느끼는 유효 속도가 낮아져 임계마하수에 도달하는 시점을 늦출 수 있습니다. 그래서 여객기와 전투기 대부분이 뒤로 젖혀진 후퇴익을 채택합니다. 날개가 동체 축에 수직인 선으로부터 뒤로 젖혀진 각도로, 얼마나 뒤로 젖혀졌는지를 나타내요. 각도가 클수록 날개가 화살촉처럼 뒤로 많이 기울어진 모양이 됩니다.
왜 중요한가
후퇴각은 날개에 수직한 유효 마하수를 낮춰 임계 마하수와 항력발산 마하수를 높이므로, 제트 여객기의 순항 마하수를 결정하는 핵심 설계변수입니다. 고속 공력 논문에서는 후퇴각과 에어포일 두께비를 묶어 천음속 항력 상승을 얼마나 늦출 수 있는지 평가합니다. 후퇴각은 날개에 부딪히는 공기 흐름 중 앞전에 수직인 성분이 주로 압축성 효과를 좌우하게 만들어, 천음속과 초음속 영역에서 항력 증가를 늦추는 설계 요소로 쓰인다. 후퇴각이 클수록 임계마하수가 높아져 더 빠른 속도까지 조파항력 증가를 지연시킬 수 있다. 다만 후퇴각이 커질수록 저속에서의 양력 효율은 낮아지는 절충 관계가 함께 생긴다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
날개를 더 많이 뒤로 젖히자 항력이 급증하기 시작하는 속도가 조금 더 높아졌다는 실험 결과를 설명한 문장입니다.
날개를 더 뒤로 눕힐수록, 비슷한 빠르기로 날아도 충격파로 인한 저항이 늦게 나타난다는 것을 확인했다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
후퇴각은 저속에서 최대양력계수를 낮추고 날개끝 실속 경향을 키우며, 경계층이 스팬 방향으로 흘러 층류 유지가 어려워지는 대가를 치릅니다. 또한 후퇴익은 가로안정에 상반각과 비슷한 효과를 주어 과도한 안정성이 더치롤을 유발할 수 있으므로, 후퇴각은 공력뿐 아니라 안정성·조종성 설계와 함께 결정됩니다.
주의할 점
후퇴각이 커지면 고속에서는 유리하지만 저속에서 날개끝이 먼저 실속하는 경향과 가로 안정성 변화가 생기므로, 저속 이착륙 성능과 상충되는 절충 관계가 존재합니다.