플랩(Flap)의 원리와 필요성

비행기를 타실 때 날개를 보신 적이 있나요? 이륙 또는 착륙을 할 때 항공기 날개가 변신하는 모습을 보셨을 텐데요. 이 장치 중 하나가 바로 플랩(Flap)입니다.

날개 뒷쪽에 붙어있는 부분인데요. 오늘은 플랩이란 무엇이고 플랩이 필요한 이유에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

플랩이란?

플랩(Flap)이란 다른 말로는 고양력 장치(High-lift device)라고 합니다. 항공기를 하늘로 부양시키는 힘을 양력(Lift)라고 하는데요. 플랩은 날개의 모양을 변경시켜서 더 많은 양의 양력을 만들어 내는 장치라고 할 수 있습니다.

평상시에는 위로 올라와 있고, 필요할때는 하는 플랩을 내려서 사용합니다. 조종석에서 조종사가 플랩을 어느 정도 쓸 것인 결정할 수 있습니다. 

플랩이 필요한 이유?

비행기에서 이런 플랩이 필요한 이유가 무엇일까요? 비행기는 속도를 얻어야 항공기가 날 수 있습니다. 일정 속도를 얻지 못하면 더 이상 하늘에 떠 있을 수 없습니다. 일정 속도가 떨어지면 항공기는 실속(Stall)에 걸려 추락합니다. 

플랩은 느린 속도에서 항공기가 떠 있게 만들어 줍니다. 그래서 고양력장치라고 부르는 것이죠. 느린 속도에도 떠 있을 수 있으면 어떤 이점이 있을까요? 이착륙할 때 항공기가 낮은 속도에서도 하늘에 떠 있을 수 있습니다. 이렇게 되면 이륙할 때 활주로도 짧게 쓸 수 있고, 착륙할 때도 활주로 짧아지기 때문에 더 안정적인 이착륙을 할 수 있습니다.

그러면 비행할때도 항상 플랩을 쓰면 되지 않을까요? 플랩을 쓰면 단점도 존재합니다. 항공기가 앞으로 잘 나가지 않습니다. 어려운 말로 하면 항력이 생긴다고 할 수 있습니다. 항력이란 항공기가 앞으로 가는 것을 막는 힘을 말합니다.

직관적으로 봐도 왼쪽의 매끈한 날개가 오른쪽에 플랩을 내린 날개보다 공기의 저항을 덜 받겠죠? 민항기 정도의 날개에서는 작은 변화도 엄청난 공기저항을 가져옵니다. 엔진이 그 저항을 이기면서 가기 위해서는 연료소모량이 크게 됩니다. 그래서 평상시에는 플랩을 접고 필요시만 플랩을 내려서 비행을 합니다.

플랩의 원리

플랩의 원리는 날개를 밑으로 내려서 양력을 더 많이 발생시키는 것입니다. 날개를 밑으로 내리면 어떤 현상이 발생할까요?

왼쪽의 사진이 일반적인 날개의 사진입니다. 항공기는 이렇게 공기의 저항을 최소화하면서 비행을 하게 됩니다. 이렇게 비행을 하다가 착륙이나 이륙 시는 오른쪽처럼 날개를 변화시킵니다.

출처 : Boldmethod

이렇게 플랩을 내리면 항공기는 더 많은 양력은 만들어내지만 그만큼 공기의 저항이 커지기 때문에 속도를 내기는 어렵습니다. 대신 이렇게 양력은 많이 낼 수 있고 속도 느리게 할 수 있다면 어떤 이점 있을까요? 위에서 언급했듯이 저속에서 이륙과 착륙이 가능해서 더 안전하게 비행할 수 있습니다.

마치며

플랩은 양력은 많이 만드는 대신 공기의 저항이 커져 항공기가 앞으로 못가게 만드는 장치이죠. 그래서 이륙과 착륙할 때는 적은 속도로도 이륙할 수 있고, 적은 속도로 착륙할 수 있도록 해주는 장치입니다.

왼쪽 사진처럼 초기에는 간단하게 위아래로만 작동되는 슬랏 플랩(Slot-Flap)부터 우측처럼 민항기에 쓰이는 복잡한 파울러 플랩(Fowler Flap)까지 항공기에 맞춰 다양한 형태의 플랩으로 발전되었습니다.

다음에 비행하실 때는 이착륙 시에 항공기가 날개가 어떻게 변화하는지 관찰하면서 비행해보세요.