항공기 결빙/제빙 해석

이번 호에서는 결빙 해석 전문 소프트웨어인 ANSYS FENSAP-ICE를 활용한 항공기 결빙/제빙 해석분야 및 해석 사례에 대하여 소개해보도록 하겠다.

■ 김성용 | 태성에스엔이 기술2그룹 유동팀의 대리로, 항공방산 산업분야의 유동/결빙 해석에 대한 기술지원 및 교육, 프로젝트 진행 업무를 담당하고 있다.
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비행 중 결빙 문제
<그림 1>에서 보는 것과 같이, 1994년 인디애나폴리스 국제공항에서 아메리칸 이글 ATR-72가 이륙한지 얼마 되지 않아 비극을 맞게 된다. 사고의 원인을 조사해 보니, 항공기 날개에 설치되어 있는 방빙(Anti-Icing) 시스템의 한계를 초과하면서 제거되지 못한 물방울들이 항공기 주익의 리딩 에지(Leading Edge)를 넘어 에어론쪽에 착빙되는 현상이 주된 추락의 원인이었다,
이러한 결빙 현상은 일정한 고도와 온도 조건이 되면 구름 속에 존재하는 물방울들이 비행하는 항공기에 착빙(Ice Accretion)되어 발생하는 현상이며 날개, 프로펠러, 엔진 흡입구에 생긴다. 결빙 현상에 의하여 항공기 주익 및 미익 형상을 변화시켜 양력/항력을 감소시키거나, 계측 센서의 오작동 또는 최악의 경우 엔진의 작동을 멈추어 항공기 안전에 큰 영향을 미치게 된다.
  

그림 1. 사고사례 및 결빙 현상 예시