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| 동축반전 프로펠러를 단 Tu-95 | 동축반전 로터를 단 Ka-32 |
| 同軸反轉/二重反轉[1] | Coaxial-rotor/Contra-rotating propeller | |
1. 개요
같은 축에서 서로 반대로 도는 로터나 프로펠러를 말한다.2. 서론
| 동축반전의 대략적인 구동 방식 |
헬리콥터는 아무런 조치 없이 메인 엔진 1개로만 작동하면 구조상 작용/반작용 법칙에 따라 자기 멋대로 빙빙 회전한다. 이를 막기 위해 헬리콥터 개발 초창기 개발자들은 여러 방안들을 구상하였고, 그 중에는 지금의 헬리콥터가 주로 쓰는 테일로터 방식도 있었다.
그러나 테일로터는 경우에 따라서 엔진 힘의 10% 이상을 소비하기 때문에 이는 무게에 비해서 내놓는 힘들이 시원치 않았던 왕복엔진을 대부분 사용하던 당시 헬기에는 중대한 문제가 되었고 단 0.1마력의 힘도 낭비하고 싶지 않았던 초창기 헬기 개발자들이 구상한 여러 대체 방안들 중 하나가 동축 반전 로터이다.[2] 보통 동축반전 로터는 아래쪽 로터의 축을 속을 비운 파이프 형태로 만들고, 그 안으로 위쪽 로터의 축이 통과하도록 만든 다음, 두 로터를 기어 등을 이용하여 서로 반대 방향으로 돌리는 형태이다. 요 기동을 수행할 때는 회전하고자 하는 방향의 블레이드의 피치각은 작게, 반대 방향의 블레이드의 피치각은 크게 줘서 거기서 생기는 항력에 의한 반작용 토크의 차이를 이용해서 회전한다.
역사적으로 보자면 1754년에 미하일 로모노소프가 태엽으로 작동하는 동축반전 로터 모형을 만들었을 만큼 아이디어 자체는 오래된 것이다. 이에 동축 반전 로터는 초창기 헬리콥터에서 많이 볼 수 있던 방식이었으나, 1940년대에 시코르스키의 테일로터 방식 헬리콥터가 크게 성공하여 이후 훨씬 만들기 쉬운 테일로터 방식의 헬리콥터에 밀려 현재는 잘 쓰이지 않고 있다. 고속비행능력이 요구되는 경우에 동축반전을 다시 적용하는 사례가 간간히 있는 정도이다.
3. 특성
회전익항공기를 중심으로 개발된 방식이다보니 대체로 회전익항공기에 한정되는 특성들이 많다.3.1. 장점
3.1.1. 에너지 효율
동축 반전 로터의 최대 장점은 앞서 언급한 것처럼 엔진 출력의 대부분을 양력에 쓸 수 있다는 점이다. 그러므로 테일로터 방식에 비해서 조금이나마 효율이 좋다.3.1.2. 낮은 사고율
헬리콥터가 개발된 초기에는 대부분 머리 높이에 있고 빠르게 회전하여 잘 보이지도 않는 테일로터에 사람이 부딪혀 다치거나 사망하는 사고가 종종 발생했다. 테일로터를 지상에서 높게 설계하거나, 근처에 수평꼬리날개를 둬서 사람이 접근을 못하게 하는 등의 다양한 방지대책이 나왔지만 근본적인 대책이라고 보기는 어려웠다. 동축반전 로터는 이러한 문제가 없기 때문에 여러모로 안전하다.더불어 베트남 전쟁 등에서 얻어진 데이터에 따르면 테일로터는 헬리콥터에서 제일 취약한 부분으로, 보통 가는 꼬리(테일붐)로 동체와 이어지므로 이 부분이 상대적으로 파괴되기 쉬우며, 이 부분이 파괴되면 헬리콥터는 뱅글뱅글 돌며 조종불능에 빠진다. 동축반전 방식은 테일로터가 없으므로 이런 위험이 적다. 다만 위험이 아예 없다고는 할 수 없으며 고정익기만큼은 아니여도 직진 안정성이 매우 낮아진다.
3.1.3. 양력 불균형 문제와 후퇴깃 실속현상이 없음
이건 비교적 최근에 들어서야 다시 주목 받는 부분인데, 고속비행시 로터 블레이드간의 양력 불균형 문제가 없다. 이는 파고들기 시작하면 복잡한 여러 비행이론들과 접목되는데, 간단히 요약하면 헬리콥터가 전진비행시 전진방향으로 회전하는 로터 블레이드는 헬기의 비행속도+로터의 회전속도가 더해져서 상대적으로 훨씬 더 고속이 된다. 반면에 반대쪽은 로터 블레이드가 후퇴하고 있다. 즉 로터의 회전속도-비행속도가 되는 것이다. 이를 상쇄하기 위해 로터 블레이드 자체의 각도를 틀어서 전진하는 방향 로터 블레이드는 피치 각도를 낮추어 양력을 덜 받게 하고(더 빨리 움직이니), 반대쪽은 피치 각도를 높여 양력을 더 받게(상대적으로 저속이니) 한다.위에서 보았을 때 반 시계방향으로 돌고 있는 로터. 전진방향에 대해 오른쪽을 지나는 로터 깃 끝의 속도는 로터속도 + 헬리콥터 전진방향의 속도가 되는 반면, 왼쪽을 지나는 로터깃 끝은 로터속도 - 헬리콥터 전진방향의 속도가 된다.
그런데 이렇게 처리를 할 경우, 전진비행 속도가 너무 올라가면 후퇴하는 로터의 피치 각도는 점점 올라가고 상대 속도는 너무 줄어든다. 그리고 나중에는 마침내 양력을 잃을 정도가 된다! 이렇게 불균형이 벌어지면 비행기가 Roll 방향으로 기울어 질 것 같은데, 실제로는 대각선으로 기울기 시작한다. 이는 회전하는 물체에 어떠한 힘이 작용하면 그 결과는 회전하는 방향으로 90도 돌아간 다음 발생하는 Gyroscopic Precession 현상 때문이다.[3] 즉, 실속이 발생한 로터가 90도 돌아가는 동안, 로터 회전면의 90도 각도인 1/4 정도 영역에서 양력이 줄어드는 것이다. 결국 헬기는 로터 회전 방향에 따라서 전방-좌측, 혹은 전방-우측 방향으로 Roll, Pitch up을 하게 된다.
이것이 영어로는 Retreating blade stall, 한국말로는 후퇴깃 실속현상이다. 참고로 이 현상이 벌어지면 헬기는...
- 이상 진동
- 기수 들림(Pitch up)
- 기울어짐(Roll) [4]
등이 나타나게 된다. 때문에 대부분의 헬기들의 최대 속도는 이 후퇴깃 실속현상이 일어나는 시점을 기준으로 정해진다.
그런데 동축반전로터는 상/하 로터의 회전방향이 반대이므로, 한쪽에서 실속현상이 나더라도 그 위나 아래에서 도는 다른 한쌍의 날개에서 발생하는 양력이 이를 상쇄함으로 헬리콥터가 고속에서 기울어지려는 특성이 없어진다. 다만 뒤로 기울어지는 현상은 여전할 것으로 보인다.
일반 헬기는 진동과 충격을 감소시키기 위해 로터에 연결된 패더링축이 약간 기울어질 수 있게(축 자체가 위아래로 움직이는 건 아니다. RC헬기에서 패더링 샤프트에 들어가는 고무링 생각하면 이해가 쉬울 듯) 만드는데, 동축반전에서는 이렇게 만들면 위 로터와 아래 로터가 충돌할 수 있다. 해결법은 위 로터와 아래 로터를 충분히 멀게 배치하거나, 페더링축을 기울이는 플래핑 힌지를 없애고 고강성의 재료로 로터를 만드는 것.
이것은 위 로터와 아래 로터가 부딪혀서 시밤쾅! 하지 않도록 만든 것이지 양력 불균형의 문제와는 상관 없다. 동축 반전 로터도 똑같이 스와시 플레이트를 통해 피치 조작을 하는데, 이는 로터 받음각을 조정하여 양력을 조절하는 것으로 특히 사이클릭 피치 조작은 양력 불균형으로 기체가 기울어지도록 조종하는 것이다. 동축반전로터에서 상쇄되는 양력불균형이란 오히려 맞바람으로 인해 롤 방향으로 기울어지는 것을 방지한다는 의미이며, 세차 현상에 의해서는 로터의 회전 방향과 상관없이 뒤로 기울어지는 힘이 발생하므로 기수들림까지 억제하지는 못한다. 덧붙여 패더링 힌지의 존재이유 중 하나가 양력불균형을 어느 정도 흡수하는 것에 있으니 패더링 힌지가 없는 리지드 구조는...... 애초에 그냥 프로펠러를 쓰더라도 양단의 양력차와 세차 현상의 작용으로 발생하는 기수들림은 일어날 수 밖에 없다!
이 설명이 복잡하게 느껴졌다면 당연한 것이, 원래 복잡한 부분이다(..). 위의 전반적인 내용은 실제 조종사나 항공 관계자들이 배우는 부분이기 때문. 어찌되었던 이 이유로 인해 상대적으로 고속에서의 문제점이 덜하다는 점으로 차세대 고속헬기들은 동축반전로터를 사용할 것이라고 여겨지고 있다.
그리고 의외로 이 분야 연구를 많이 한 것도 테일로터의 선두주자 였던 시코르스키사다. 무려 1970년대 부터 차세대 고속 헬리콥터를 위해 이 분야의 연구를 했으며, 이를 ABC, 즉 Advancing Blade Concept라고 불렀다. 이는 두 개의 로터를 달아 반대 방향으로 돌리면 각각 서로 다른 쪽에서 전진깃(Advancing Blade)이 되므로 전진비행 시 양력불균형을 상쇄한다는 생각에서 나온 시콜스키의 고유 개념이다. 한 마디로 동축반전로터를 시콜스키에서 부르는 이름. 당연하지만 시콜스키의 동축반전이 카모프의 동축반전과 원리상 다를 건 없다. X-2 같은 데서 링키지가 보이지 않는 것은 그냥 항력감소를 위해 커버를 씌워 놓은 덕택이다. 이는 80년대와 90년대를 지나면서 고속 헬리콥터에 대한 요구가 줄어들어 잠잠해졌으나, 이후 미군이 JMR 사업을 추진하자 2010년대 들어서 다시 실험기인 X-2를 제작하였고, 이후 2014년에는 거의 완성형인 S-97을 발표하기에 이르렀다.2017년 S-97 비행영상
다만 프로펠러를 사용하는 RC멀티콥터든 현대의 헬기든 파일럿이 기수들림을 크게 느끼기는 어렵다. 자이로 센서가 기수들림을 감지하고 이를 상쇄하도록 스와시 플레이트를 앞으로 기울이는[5] 보정을 하기 때문이다. RC는 실제 헬기에 비해 스와시플레이트의 작동 각도도 크고[6] 민첩하기에 양력 불균형을 쉽게 극복할수 있다. 다만 3축자이로 없이 기계식 스테빌라이저를 사용하는 RC헬기에서는 기수들림을 쉽게 느낄 수 있다.
3.1.4. 설계의 용이성
헬리콥터 동체를 더 컴팩트 하게 설계할 수 있다는 점. 뒤로 길게 뻗어 나가야하는 꼬리도 없고, 로터의 길이를 줄일 수 있기 때문에 더 좁은 공간(이를테면 배의 갑판 위)에서 뜨고 내리기 좋다.[7] 게다가 로터의 직경도 (이론적으로는) 테일로터 방식의 절반만 있어도[8] 동일한 양력을 내므로 그만큼 로터의 직경을 줄일 수 있다. 이런 이유 때문에 미국은 무인헬리콥터인 DH-50을 동축반전형태로 개발하기도 했다.동직경, 동일 블레이드 숫자에서 단일 프로펠러보다 강한 추력을 낼 수 있어 터보프롭기에서 사용할 경우 프로펠러의 직경을 아주 크게 만들지 않아도 강력한 엔진의 출력의 대부분을 추력으로 전환시킬 수 있기 때문에 초기 제트엔진보다 연비도 좋으면서 속도는 빠른 항공기를 만들 수 있다. 일반 프로펠러를 사용하면 프로펠러를 훨씬 대형화시켜야 하거나, 다엽화시켜야 하거나, 저출력 엔진을 여러 개 장착해야 한다. 동축반전 프로펠러를 사용한 Tu-114의 경우는 터보프롭이면서 초기 제트 여객기에 맞먹는 빠른 속도를 자랑했다.
멀티콥터는 암대 하나에 모터 2개를 장착할 수 있기 때문에 암대의 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 암대의 길이를 줄이는 것까지 가능해서 경량화, 소형화하기 좋다. 이는 옥토콥터 이상의 멀티콥터를 제작할 때 매우 유리한데, 옥토콥터 이상에서는 모터를 일반적인 방식으로 배치하면 축간거리가 지나치게 길어진다.[9] 이렇게 되면 같은 직경의 프로펠러를 사용하더라도 암대 길이가 늘어나는 건 필연적인데, 모터의 토크로 생성되는 휨 응력을 버티기 위해 암대를 더 견고하게 만들어야 하고, 암대를 안정적으로 고정시키기 위해 동체의 크기까지 억지로 늘려야 하기 때문에 필요 이상으로 무거워진다. 또한 그만큼 동체에서 암대가 차지하는 공간이 줄어들기 때문에 동체의 공간활용성이 조금이나마 늘어난다.
3.1.5. 구조적 안정성
로터에 의한 토크를 서로 반대 방향으로 움직이는 로터들끼리 상쇄시키기 때문에 동체가 특정 방향으로 휨 응력을 받지 않는다.[10] 뿐만 아니라 서로 반대 방향으로 회전하는 특성 덕에 중-고주파 대역의 진동을 거의 완벽하게 상쇄시켜 진동 문제에서 상대적으로 자유롭다.3.2. 단점
이렇게 장점만 줄줄이 나열하면 이 동축반전을 왜 여지것 사용하지 않았나 싶겠지만 어째서 대중화에 실패했을까? 아래의 내용에 그 이유들이 있다.3.2.1. 까다로운 제작 공정
고속으로 회전하는 두 개의 회전축이 서로 한 축에서 반대로 돌게하려니 개발도 까다롭고, 제작에도 손이 많이가며 그만큼 정비소요도 크다. 국내서 대량 운행하는 KA-32도 정비하기 굉장히 까다로워 손이 많이간다고 한다.[11]3.2.2. 애매한 효율 문제
사실 이건 완전한 단점은 아니고, 프로펠러의 회전성능에 따라 갈리는 영역이다.동축반전 로터라고 테일로터 방식에 비해 아주 고효율이지는 않다. 위쪽 로터의 후류에 아래쪽 로터가 항상 잠기게 되는데, 이로 인한 간섭효과 때문에 실제로 아래쪽 로터는 위쪽 로터보다 약간 효율이 떨어진다. 그래서 테일로터 방식에 비하면 우월한 정도로 효율이 좋지는 않고, 조금씩 차이가 있지만 전반적으로 보았을 때 그 효율은 서로 엇비슷한 수준이다. 게다가 로터의 직경을 너무 작게 만들면 로터 자체의 효율이 떨어지게 되다보니, 동축반전 로터의 직경을 무조건 일반적인 헬리콥터의 로터 직경의 절반만하게 만들 수도 없다(애시당초 효율이 동일하지 않다보니 정말 절반만하게 만들 수도 없지만).
그러나 프로펠러의 회전속도가 올라가면 위쪽 로터에 의한 비행후류가 아래쪽 로터에 미치는 영향이 줄어들기 때문에 효율 저하가 완화된다.
3.2.3. 항력 문제
세 번째로 생각보다 고속에서 효율이 나쁘다.[12] 앞서 언급한 동축반전 로터의 고속에서의 장점이 이것 때문에 다 상쇄되어 버리는데, 복잡한 축 부분(로터 허브)의 구조물이 고속에서 상당히 큰 항력을 만들어낸다. 특히 동축반전로터는 상하 로터간 거리가 멀 수록 효율도 좋고, 또 서로 부딪힐 위험도 낮기 때문에 꽤 사이가 벌어져있는데 이는 축 부분의 구조물이 더 크고 복잡해진다는 이야기. 실제로 헬리콥터 고속기록을 세운 것은 Mi-24나 링스같은 테일로터 방식의 헬리콥터였다.다만 시콜스키의 X-2는 이 부분의 항력문제를 해결하기 위하여 위에 언급한바와 같이 관절을 아예 없애버렸다[13]. 허나 이는 X-2 처럼 특이한 케이스에만 적용 가능하고, 일반 헬리콥터는 이 관절부위가 없어지면 자세제어가 불가능하다.
단 X-2에서 플래핑 힌지나 리드래그 힌지를 없앴다고 해서 패더링 힌지까지 없어진 것은 아니다. 로터의 피치 컨트롤 자체를 불가능하게 만들었다면 그냥 프로펠러가 됐단 소린데, 그렇게 되면 멀티콥터가 아닌 이상 조종이 불가능해진다.[14] 로터그립이 위아래로 약간 기울어질 수 있도록 만든 것이 플래핑 힌지인데, 이렇게 패더링축이 기울어지면 로터 끝이 위아래로 움직이게 된다. 일반 헬기야 별 문제 없지만 동축반전에서 이러면 잘못하다 위아래 로터가 충돌하게 된다. 그래서 힌지를 없애고 쉽게 움직이지 않게 강성이 높은 재료로 만든 것이다.
당연하지만 일반 헬기도 플래핑 힌지 없는 리지드 방식으로도 자세제어는 가능하다. 굳이 말하자면 양력불균형으로 인한 기울어짐이 시소형보다 좀 심해지겠지만 스와시를 기울여서 상쇄하면 끗. 다만 진동이 엄청날 것이고 자칫하면 자이로 센서도 헤맬 수 있지만 이는 ABC 즉 동축반전도 마찬가지로, XH-59A도 진동이 엄청 많은 편이었다. 따라서 일반 헬기는 플래핑 힌지를 없앨 이유가 없다.
X-2의 항력 감소는 힌지가 없어져 관절이 움직이지 않게 되었기 때문이 아니라, 간단해진 구조와 고강성 재료로 인해 크기가 줄어든데다 센터허브에 껍데기를 씌워 놨기 때문이다.
3.2.4. 설계 제약
3.2.4.1. 회전익항공기
동축반전을 구성할 때 회전익항공기는 상하부 블레이드 간 간격을 둔다. 의외로 심각한 문제인데, 헬리콥터의 블레이드는 양항비를 올리기 위해 얇고 길게 설계되어있어 잘 휘기 때문에 상부 블레이드와 하부 블레이드의 간격이 어느 정도 이상이 되지 않으면 재수없을 때 상부와 하부 블레이드들이 서로 부딪힐 수 있다. 실제로 Ka-50의 프로토타입에서 이 문제가 발생하여 시제기가 추락한 일이 있고, 이후 블레이드간의 폭을 넓힌 다음 프로토타입에서도 또 같은 현상이 발생하여 추락한 일이 있다. 위에서 언급된 Ka-32도 일반적인 헬기가 돌 수 있는 높은 각도의 Roll도 안전상의 이유로 못 하게 되어있다.그리고 이 문제는 결국 헬기 전체의 높이가 높아지는 문제로도 발전한다. 즉 전후좌우 사이즈는 작아져도 높이가 높아져서 결과적으로 큰 격납고를 필요로 한다. 그나마 육군의 경우에는 격납고의 크기를 더 키우기만 하면 해결되지만 문제는 군함의 헬기용 격납고들의 높이 또한 생각보다 여유가 없다는 점. 특히 옆으로 공간 차지하는거야 헬리콥터의 로터 접고 꼬리 접어서 어떻게든 맞출 수 있는데 높이가 높은 것은 답이 없다.
3.2.4.2. 고정익항공기
역회전축을 넣어야 하기 때문에 회전축에 기총을 넣을 수 없으며, 동체에 기총을 장착할 경우 싱크로나이즈드 기어의 설정이 복잡해진다.동체 앞뒤로 엔진을 장착하는 병렬 쌍발 방식을 채택하면 푸셔식의 문제점을 같이 안고 가야 한다. 프로펠러가 땅에 닿지 않게 하기 위해 트랙터식은 랜딩기어 길이를 제어하기 위해 테일기어를 써서 기체를 뒤로 눕힐 수는 있지만, 푸셔식은 테일 스트라이크 문제 때문에 무작정 뒤로 눕힐 수 없고 랜딩 기어를 길게 뽑아야 한다.[15] 결국 이 두 가지를 모두 적용한 병렬 쌍발은 모든 랜딩기어를 길게 만들어야 하기 때문에 랜딩기어의 내구성 문제가 생긴다.
3.2.4.3. 멀티콥터
멀티콥터는 암대에 랜딩기어, 안테나 및 기타 장비(농약살포장치 등)를 설치하는 경우가 종종 있지만, 동축반전으로 구성하면 프로펠러가 암대의 위아래로 지나가기 때문에 암대 공간을 활용할 수 없다.[16]3.2.5. 엄청난 소음
서로 반대로 도는 두 프로펠러간의 공기역학적 간섭으로 인해 단일로터에 비해 훨씬 더 크고 강렬한 소음이 발생한다. 터보샤프트 방식이 주류인 헬리콥터 분야의 경우, Ka-32가 내는 소음은 비슷한 체급인 UH-60이 내는 소음에 비해서 더 크고 날카로운 소음을 발생시킨다.고정익 항공기의 경우에 특히 터보프롭 방식인 Tu-95나 Tu-114의 승무원, 심지어 비교적 신형인 An-22의 승무원조차도 청각 장애가 직업병이 된 수준으로 시달리며, Tu-95의 대잠초계기 버전으로 개발된 Tu-142는 프로펠러 소음이 너무나도 큰 탓에 수중의 잠수함 입장에서도 음파 탐지기로 찾아낼 수 있을 수준이다.
이 엄청난 소음은 조용히 접근해서 미사일 던지고 튀어야 하는 공격헬기, 조용히 침투해서 병력을 내리는 수송헬기 관계없이 군용 헬리콥터에서는 상당한 마이너스 요소가 될 수밖에 없다. 소음이 크면 클수록 상대방이 맨패즈나 근접신관 등을 준비할 시간을 더 준다는 뜻이기 때문.
민간 쪽에서 활용한다 해도 이 소음 문제가 불편을 야기할 수 있어서 절대로 무시할 수가 없다. 그래도 2023년 10월에는 저소음 동죽반전 헬기가 연구 중이라는 내용이 밝혀지며 잘 하면 해소할 수도 있을지도 모를 여지가 생겼다. #
3.3. 총평
동축반전로터 역시 만능 기술이 아닌 나름 장단점이 존재하는 기술이다. 특히 개발이 까다로우면서도 생각만큼 효율적이지 않다는 점으로 인해서, 즉 동축반전로터의 장점보다는 단점이 더 크다고 판단하기 때문에 오늘날의 거의 모든 헬리콥터 제작 업체들은 대개 동축반전 보다는 보통의 테일로터 방식을 선호하는 것. 동축반전 헬리콥터의 대명사로 불리는 러시아의 카모프 역시 2000년대 들어서는 테일로터 방식 헬기를 개발 중이다.다만 2020년대 들어서는 헬기에 요구되는 ROC가 상승하면서 동축반전로터로 차세대 헬리콥터들이 개발되는 중. 또한 동축반전로터의 단점을 최소화시킬 수 있다면 매우 유용한 기술이 될 수 있어 미국도 현재 디파이언트 X, S-97 레이더 등의 프로토타입을 개발하며 연구하고 있다.
또한 소방헬기 등에는 오히려 동축반전 헬기가 더 좋다. 기류가 개판인 화재 현장 또는 가혹한 환경에서의 안정성 면에서 테일로터 헬기보다 뛰어나고 토크도 높기 때문.
반면에 고정익기 분야에서는 일부 기종에서만 시범적으로 사용되다가 제트기의 시대가 도래하면서 완전히 사장되었다. 대표적으로 현재 러시아군이 운용 중인 Tu-95 폭격기와 세계 최대의 프로펠러 항공기로 유명한 우크라이나 안토노프 사의 An-22는 전부 1950년대에 개발된 유물들이고, 그나마 가장 최신 항공기인 안토노프 An-70마저도 러시아와 공동 개발하던 중 유로마이단 혁명으로 인해 개발이 중지되었다. 동축반전로터가 부진했던 이유는 전투기가 처음 등장한 제1차 세계 대전기부터 굳이 프로펠러를 이중으로 달지 않고도 엔진의 토크를 효율적으로 제어하는 방법이 꾸준히 연구되었던 것도 있고, 프로펠러 제작 기술이 발달되어 구조가 복잡한 동축반전을 쓸 바에는 차라리 프로펠러를 다엽화하는 방향으로 발달되었기 때문이다. 게다가 다엽으로 갈경우 장점이 매우 많아서 동축반전 따위보다 다엽 고정익기들이 멀티히트했다.(이미 보증된 기술을 활용하므로 설계/제작비용, 안전성, 정비성, 피격시 생존성 등등) [17]
4. 사용 기종
4.1. 회전익항공기
- 디파이언트 X
이외에도 상기에 언급된 시코르스키, 카모프 등의 회사에서 나온 여러 기종이 있다.
4.1.1. 멀티콥터
4.2. 고정익항공기
- Do 335
- Ki-94-I
- MB 5
- VB 10
- XFY-1
- XP-72
- YB-35
- XB-42
- XP-75 이글
- XF-84H
- Tu-95
- Tu-114
- An-70
- XTB2D 스카이파이렛
- 슈퍼마린 스핏파이어 Mk.XIX
- 슈퍼마린 시팽
5. 여담
- 이러저러니해도 소방헬기나 인명수색구조용으로는 상당히 잘 쓰이고 있다. 화재가 났을 때는 상공 기류가 개판이 나다 보니 안전성이 높은 이 방식이 좋을 때가 많이 있고, 테일로터가 없어 사고가 적다는 것도 장점이다.
- 라이덴 파이터즈나 케츠이: 키즈나 지고쿠타치의 불프로그처럼 슈팅 게임에는 잊을 만 하면 한 번씩은 나오는 등, 꽤 자주 찾아볼 수 있는 디자인이기도 하다. 슈팅 게임 이외의 사례에서도 간간히 볼 수 있는 편이었긴 하지만 2010년대 이후의 게임들에서는 게임 내 메카닉 디자인 면에서 점차 찾아보기 어려워지고 있는 듯 하다.
[1] 이중반전[2] 이외에도 흔하지는 않지만 탠덤로터 방식 고안되었다.[3] 이해하기가 어렵다면 회전하는 팽이를 생각해보면 된다. 회전하는 팽이에 손가락을 갖다대면 대부분은 갖다댄 손가락으로 부터 왼쪽이나 오른쪽으로 튀어나간다. 힘이 작용한 방향으로 부터 회전 방향으로 90도 돌아간 지점에서야 손가락을 갖다댄 결과가 나타나는 것이다.[4] 사진의 헬기는 로터가 시계 반대방향으로 도는 중이다.[5] 멀티콥터의 경우 뒤쪽 프로펠러를 더 회전시킨다. 물론 자그마한 프롭을 고속으로 돌리는 멀티콥터는 기수들림 현상도 미미하다[6] 일반적인 헬기는 5도 내외의 각도로 Cyclic이 작용하지만 RC헬기는 Cyclic 각도가 8도 이상이다.[7] 동체 측면 면적이 적으므로 상대적으로 측풍에도 영향을 덜 받는다. Ka-32가 바람부는 날에도 소방진화작업에 나서기 좋은 이유는 근본적으로 이 헬리콥터가 바람잘 날 없는 해상용 헬리콥터를 베이스로 개발된 모델이라 원래 측풍에 강하도록 엔진출력이 좋게 설계된 것도 있지만, 무엇보다도 동체의 크기와 로터 회전면의 넓이가 중량 대비 작아서 바람에 대한 저항성이 좋기 때문이다.[8] 간단히 생각하면 그럴 것 같지만, 로터 길이가 절반이 되면 로터 회전면은 1/4이 된다. 게다가 로터 바깥쪽일수록 속도가 빠르므로 실제 양력은 훨씬 더 떨어진다. 그래서 1/2로는 부족하고 대략 0.7~0.8배 길이면 충분하다. 물론 로터의 블레이드 숫자도 늘어난다면 더 많이 줄일 수도 있다. 에너지 효율이 좀 줄어들 뿐.[9] 정다각형에 일반적인 배치를 기준으로 인접한 모터 간 프로펠러 충돌을 피하려면, 프로펠러의 최대 허용 길이는 트라이콥터(삼각형)는 축간거리의 85%, 쿼드콥터(사각형)는 축간거리의 70%, 헥사콥터는 축간거리의 50%, 옥토콥터는 29.2%로 떨어진다. 뒤집어 말하자면 같은 크기의 프로펠러를 사용하기 위해서는 축간거리가 프로펠러 길이 대비 쿼드콥터는 140%, 헥사콥터는 200%, 옥토콥터는 341.4%로 늘어나게 된다. 만약 도데카콥터(십이각형)를 만든다면 같은 축간거리에서는 프로펠러의 최대 허용 길이가 축간거리의 18%로 줄어들고, 반대로 같은 크기의 프로펠러를 사용한다면 축간거리가 트라이콥터 대비 최소 555.5%로 늘어나야 한다.[10] 테일로터는 동체의 메인로터 바로 뒤쪽 위치에서, 텐덤 로터는 동체 중앙부에서 휨 응력을 받는다. 멀티콥터 역시 동체의 암대 지지 부위에서 휨 응력을 받는다.[11] 여담이지만 그 덕분인지 한국의 LG상사가 KA32 창정비 분야의 선도주자를 하고있다. 국내에서 운용하는 카모프들은 죄다 LG상사 정비를 한번쯤은 받아봤을 정도이다.[12] 단, 저속에서의 효율은 좋다. 사실 동축반전로터는 헬리콥터가 처음 나왔을때 엔진의 성능으로 인해 양력이 적게 생성되자 이를 보완하기 위해 나온 것이다.[13] 탄성소재로 가상의 관절을 만드는 Hingeless 개념이 아니라 아예 강체로 제작[14] 2채널 토이RC헬기를 생각해 보자.[15] 결국 이 때문에 병렬 쌍발은 노즈기어를 사용할 수밖에 없다.[16] 이 문제는 동축반전로터 뿐만 아니라 단순히 로터를 암대 아래에 배치하는 경우에도 해당되는 문제다.[17] 당장 2차 세계대전 말기에 등장한 그리폰 스핏파이어가 5엽, Ki-94-II가 6엽을 사용했고, 현대의 프롭 전술기들도 4엽을 기본으로 사용하고 있다.