결론 부터 말하자면 카나드는 익면하중시 고려되지 않습니다. 물론 여기서 말하는 카나드는 당연히 Lift 카나드가 아니라 Trim 카나드, 즉 자세제어등을 위한 카나드로 Rafale이나 SU-35 같은 기체에 사용되는 것입니다. 아시다시피 본래 미라지2000 같은 무미익삼각날개 (Tailess Deta Wing) 항공기도 엘레본을 통해 자세 제어가 가능합니다. 그러나 먼 옛날 최초 동력비행에 성공한 라이트 형제의 플라이어 처럼 제트항공기에 카나드, 즉 주날개 앞쪽에 있는 조종면을 달려는 시도가 프랑스에서 이뤄졌고, 다소사가 고정식 카나드를 시험용 항공기에 달면서 제트 항공기에도 카나드가 사용되기 시작했습니다. 카나드는 설계자에 따라 단순히 Trim용인 것 부터 본격적인 제어력 발생용인 것도 있습니다. 또 대부분의 카나드는 주익 전방에서 고받음각에서 강한 와류(소용돌이)를 발생, 마치 F-16이나 F/A-18의 스트레이크 와 같은 역할을 함으로써 고 받음각 상황에서 실속을 지연시켜줍니다. 대신 저받음각에서는 이 카나드에의 한 후류가 주익에 영향을 주기 때문에 위치선정에 세심한 고려가 필요하지요. (그런 이유로 J37 비겐은 주익 외측이 도리어 후퇴각이 더 큰 특이한 삼각날개를 갖게 되었습니다.) 이 카나드에서 발생하는 양력량은 전체 주익 면적 보다 미미합니다. 일반적으로 트림용 카나드는 대칭형 에어포일을 사용하므로 주익처럼 본격적으로 양력을 발생시키는 구조도 아니고, 단지 제어력을 제공하는 수준입니다. 물론 Downforce(양력의 반대방향으로 힘을 발생시키는 것)를 일으키는 것 보다야 났겠지요. 수평미익은 선회시 Downforce를 발생시키 기에 이점은 선회시 약간은 양력를 발생시키는 카나드가 유리 하지요. 그러나 전투기 처럼 정적안정성이 완화된 경우 순항시엔 기수가 자꾸 들어올려지려 하기에 카나드는 Trim 을 위해 지속적으로 Downforce를 발생시켜야 하므로 순항시엔 도리어 추가적인 항력발생의 요인이 됩 니다. 하지만 카나드는 앞서 말씀드린것 처럼 카나드 자체에서 발생하는 강한 와류를 이용, 주익의 실속을 지연 시켜주고 이것은 더 높은 받음각으로 비행할 수 있게 해주는 역할을 합니다. 궁극적으로는 주익에서의 양 력 발생량을 증가시켜주는 역할을 해주는 거지요. 자, 그럼 익면하중이란 어떤 수치인가? 익면하중은 항공기간의 비행능력-실속속도, 선회력, 상승력, 순항능력 등을 간단하게 추정하여 비교할 수 있도록 정한 수치입니다. 정의에 따르면 "항공기의 무게를 주익의 투영면적 나눈 값"이고 여기서 투영면적이란 날개를 90도 위에서 보았을 때, 실제 날개 뿐만 아니라 동체 가운데에 파묻혀 있다고 가정하는 가상의 날개를 포함한 면적입니다. 이상하지 않습니까? 실제로 있지도 않은 가상의 날개까지 익면하중에 포함시키다니. 저도 처음엔 이 부분이 의아 스러웠지요. 그것에 대한 해답은 이거였습니다. 항공기에서 주익외에 다른 부분, 동체나 기타 부위에서도 추가적인 양력을 발생시키기 때문입니다. 저 밑에 "망치를 달아도 양력은 발생한다."라고 하셨는데 맞습니다. 망치를 달아도 양력은 발생합니다. 그러 나 그 양력발생량에 비해 지나치게 큰 항력이 발생하므로 망치를 달지 않고 날개를 달 뿐이지요. 이 익면하중을 통해 보통 간단한 경험식 (통계적인 경향에 따라 항공기의 성능이나 다른 수치를 추정하는 것) 기반의 해석기법으로 항공기의 대략적인 성능을 추정하기도 합니다. 물론 익면하중외에도 추력대 중량비 처 럼 역시 "대략적인 수치"로 항공기끼리 비교를 하곤 합니다. "익면 하중이 작을 수록 기동성이 높은 항공기이다." 이것은 분명 맞는 말입니다. 하지만 "반드시 맞는 말" 은 아닙니다. 익면하중은 단순히 항공기의 날개면적만을 고려한 수치이지만, 실제로 항공기의 양력은 날개면적에만 국한 되어 영향을 받지 않습니다. 항공기의 날개에서만 생각해 보아도 후퇴각역시 중요한 요소이고, 가로세로비, 테이퍼비, 두께비 역시 중요 합니다. 거기다가 날개 단면 (에어포일)은 말할 것도 없고 덧붙여 스트레이크의 유무, 전방 플랩을 사용하 였는가 Slat을 사용하였는가, 플랩의 면적은 어느정도 되며 플랩 힌지부분의 후퇴각은 얼마인가도 양력 발생 량에 영향을 미칩니다. 또 플랩은 일반적인 플랩인가, 슬롯형태인가, 파울러인가, 스플릿인가, 2단, 3단형인 가에 따라 양력발생량은 변합니다. 여기다가 날개에 경계층 제어기 (Boundary Layer Controler, 날개위의 공기를 흡입하거나 혹은 불어내는 장치)를 통해 실속지연 효과를 얻어 더 큰 양력을 얻는 방법도 있고 실제 항공기에 아직 사용된 예는 없는 것으로 압니다만 매그너스 효과를 이용, 인위적인 와류를 발생시켜 양력을 얻는 플랩도 있습니다. 거기다가 동체에서 역시 일정수준 양력이 발생하고 일전에도 언급한것과 같이 SU-27이나 F-14는 아예 동체 에서의 양력 발생량을 극대화시키고자, 엔진 노즐 사이의 간격을 넓게 함으로써 동체 후방에서 발생하는 항 력의 증가를 감수하면서 까지 그 특유의 평평한 동체를 사용합니다. (동시대의 F-15는 항력감소를 우선시 하였기에 엔진노즐의 사이를 최대한 좁게 하였습니다.) 자. 실제 항공기는 익면하중 같은 수치정도만으로는 간단하게 비교할 수조차 없는 수 많은 요소가 그 성능에 지대한 영향을 미칩니다. 그럼에도 왜 익면하중같은 수치를 사용할까요? 그건 "편하게 사용할 수 있기 때문"입니다. 최근에는 전산유체역학과 컴퓨터의 발전으로 저런 영향을 미리 해석해볼 수도 있습니다. 그 정확도 역시 과거와는 비교도할 수 없을 정도로 뛰어나졌습니다. 그럼에도 불구하고 수십억원을 호가하는 정밀도 높 은 풍동모형을 깎아서 실험을 해봅니다. 왜일까요? 풍동실험을 통해 1초만에 얻을 수 있는 실험데이터를, CFD를 통해서는 수 일에서 심지어 수 주가 걸려야 얻을 수 있기 때문입니다. 컴퓨팅 파워가 높아지고 있는 현재에도 여전히 CFD를 통해 정확한 수치를 얻는 것은 어려운 일입니다. 그렇다고 항공기 끼리 비교를 위해 풍동 모형을 만들면 될까요? 앞서 말한 것 처럼 정밀도 높은 풍동모형은 억단위의 가격이 필요하고, 다시 풍동을 돌리기 위해선 비싼 풍동사용료를 지불해야 합니다. 예산과 시간과 인력이 지원되는 사업이라면야 이런 실험을 하건 CFD를 하건 정확한 수치를 얻어 항공기의 성능을 예측할 수 있습니다. 그러나 일반인으로선 항공기의 익면면적이나 무게수준의 정보만 얻을 수 있고, 이정도 수치만 취급할 수 있 습니다. 좀 그나마 정확도 있는 수치를 얻으려고 경험식 기반의 수식이나 근사화된 수치를 적용하려고 해도 (이를 테면 DATCOM 같은) 익형이나 날개형상, 실제날개 면적 (동체에 파묻히지 않은 날개 면적, Exposed Wing Area)를 알아야 하고 카나드/미익과 주익간의 거리 같은 것을 알아야 해석이 가능합니다. 설사 일반인이 아니더라도, 공학에서는 정확한 수치만 필요한게 아니라 빨리 얻어 비교할 수 있는 수치가 필요한 경우가 있습니다. 항공기 개념 설계 단계에서는 수 많은 항공기 형상 대안이 비교 분석되고, 많은 회수의 설계변경이 이뤄지기에 CFD 결과가 나오기 까지 앉아서 기다릴 시간이 없고 그 많은 모양에 대해 다 풍동모형을 깎아 볼 순 없습니다. "익면하중"을 비교 한다는 것은 결국 "정확한 값"을 비교하자고 하는 것이 아니라 "빠르게 상호 비교할 수 있 는 값"을 가지고 하는 겁니다. 테이퍼비, 스트레이크, 플랩, 에어포일, 후퇴각 이런 값을 전부 무시하고 단지 빠르게 비교하고자 할때 사용 하는 거지요. 그런데 이런곳에 양력 카나드도 아니고 Trim 카나드의 면적을 집어 넣는다? 어차피 정확도가 70%정도 밖에 안되는 자료에 정확도가 소수점 다섯짜리까지인 숫자를 넣는다고 그 자료는 순식간에 정확도가 올라갈까요? 결론은 아닙니다. 그래봤자 정확도는 거기서 거기입니다. 그럴거라면 상호 공통성을 기하기 위해 주익의 투영면적과 고려하고자 하는 상태의 무게만을 고려한 익면하 중을 가지고 서로 비교를 하는 것이 타당하겠지요. 특히 동급의 항공기의 비교라면, 어차피 기술적으로 큰 격차는 없습니다. 그렇기에 이런 매우 어설퍼 보이는 수치로 서로 비교를 해도 보통 크게 어긋남이 없는 겁니다. 그리고 제가 일전에도 말했듯, 연구소 수준에서의 설계과정에서도 익면하중 계산시 카나드-델타 항공기이 건 스트레이크가 있는 주익-미익 항공기이건 전부 주익면적만을 통한 익면하중을 계산하였습니다. 국내에 서 내놓으라 하는 연구소에서 "구식이고 교과서에나 적혀 있고 학생이나 쓰는 숫자"를 가지고 비교한 이유 는 뭘까요? 또, 제가 우연찮게 보게되었던 제네럴다이나믹스사의 카나드-델타, 주익-미익, 무미익델타 3가지 형상의 모형에 대한 풍동실험에서 역시 3가지 모델 모두 같은 주익면적을 가지고 계산하였습니다. 제네럴 다이나 믹스사의 엔지니어들은 카나드-주익 형상이 주익-미익형상 보다 익면적이 더 높아야만 비슷한 성능이 나 오기에 주익면적을 똑같은 모델을 사용하고 거기다 카나드 까지 더 붙여 준걸까요? 제가 "누가 이랬더라" 라고 인용을 하는 것은 제가 뭐라고 주장해도 공신력이 없기 때문입니다. 인터넷 상에 서 일개 대학원생이 "카나드는 익면하중에 고려하지 않는다." 라고 주장한들, 반대로 "카나드는 익면하중에 포함해야 한다."라고 주장한들 아무도 믿지 않습니다. 그러나 많은 이들에게 검증되고 많은 이들이 보고 참 고문헌으로 삼고 있는 책자에 나온 내용을 인용한다면 그것은 최소한 인터넷 게시판에서 혼자만의 주장 보 다는 공신력을 갖게 됩니다. 이번 4월달에열릴 2006년 춘계항공우주학회 논문을 곧 모집할 예정이더군요. 괜찮으시다면 라팔최고님은 인터넷상에서 공신력 없는 주장을 하실게 아니라 정확한 근거와 타당한 이유를 제시하면서 "종전의 익면하 중 계산 법은 틀렸다."라고 주장을 하시는건 어떨가요? 국내 학회발표 정도는 별로 매리트가 없다면 학회지 에 논문을 투고하셔도 좋고 SCI나 SCIE급 국외 학회나 학회지면 이력에도 득이 될테니 금상첨와겠군요. 주장은 누구나할 수 있습니다. 그러나 모두가 인정해줄 주장을 뒷받침할 근거를 제시하는 것은 쉽지 않기 함부로 주장만 할 수 없는 겁니다. 마지막으로 앞으로는 그런 비꼬는 말투는 듣고 싶지 않군요. 서로 얼굴도 볼일 없는 인터넷 상이지만 남에게 반말들을 정도로 행동한 기억은 없습니다. 더불어 그렇게 비꼬는 말투로 글을 쓴들, 정당한 반론을 위해 글을 쓴것인지 단지 반대를 위한 반대를 위해 글을 쓴 것인지 알길이 없습니다. 후자라면 더 이상 저도 쓸모 없는 논쟁을 할 필요도 없겠지만요.