가위처럼 움직이는 AD-1날개
NASA AD-1 은 1979년에서 82년까지 NASA에서 경사날개 (oblique wing)를 실험한 실험기이다.
독특한 형태의 oblique wing 은 작은 아음속형 제트엔진 두개를 장착하고 명칭은 AD-1 (Ames Dryden -1)이라 불렀다. 총 79회의 시험비행을 통해 pivot-wing에 대한 기술과 비행자료, 비행 특성, 등을 연구하였다.
경사날개(oblique wing)의 첫 개념은 1942년 독일의 Richard Vogt에 의해 제시되어 Blohm & Voss P.202로 설계되었다. 2차대전 이후 NASA의 항공학자 Robert T. Jones이 다시 발전시켜 수송기급 사이즈로 경사날개를 만들면 최대 Mach 1.4로 비행이 가능하고, 기존날개보다 기동력, 안전성이 증가한다고 주장하였다. 초음속 , 아음속 영역별로 날개를 동체와 각도 60도까지(직선일경우 0도로 할때) 조절하면 날개의 공기 저항을 줄이고, 속도를 증가시킬수있고, 훨씬 더 항속 거리가 길어진다는 것이다.
저속에서는 직선익 형태를 취하여 비행 조종을 용이하게하고 더 많은 양력을 발생시킨다. 속도가 증가하게되면 각도를 증가시켜 저항을 줄이고 연료 효율을 증대 시킨다. 날개는 한쪽 방향만 전방으로 움직이는데 AD-1의 경우는 우측 날개가 전방으로 움직인다. 즉 좌측 날개는 앞으로 갈수없다.
AD-1은 1979년에 NASA로 인도되었다. 뉴욕에 소재를 두고있는 Ames공업사는 24만 달러에 계약하여 제작하였다. NASA는 보잉에서 연구한 날개 연구 자료를 기초로 개념적인 날개설계를 하여 제작사에 제공하였다.
1979년 12월 21일 첫 시험비행을 성공리 마쳤다. TRS18-046 turbojet 엔진은 각 220 파운드 추력을 내었고, 속도는 안전상의 이유로 170 mph 까지만 허용되었다. 동체 길이 11.8 m, 날개 폭 9.8 m 이며 날개는 플라스틱 강화 유리섬유로 샌드위치 판넬 방식으로 제작되었다. 총 중량은 2,145 pound, 순수 중량은 1,450 pound이다. 동체는 좁지만 랜딩기어는 3개를 설치하였고 매우 낮아서 땅에 바싹 붙어가는 듯한 느낌을 주었다. 꼬리날개까지 전체 높이가 2.06 m에 불과하였다. 날개의 각도 변경은 전기적인 파워로 작동하였다.
AD-1 연구 프로그램은 NASA의 어느 프로그램보다 관련자들을 긴장시켰다. 항공역학에서 가장 중요한 Balance가 무너진 매우 불균형적인 형태로 모험적인 실험기였다. 첫 시험비행이 있은 1979년 부터 매 비행시마다 조금씩 날개 각도를 증가시키면서 비행을 하여 1981년 중반인 18개월이 지나서야 60도 각도로 비행을 하였다. 이후 1982년까지 경사날개에 대한 많은 비행 자료를 축적할수있었다.
NASA에서는 1982년에 비행을 종료하였으나, 시험항공기 협회 Experimental Aircraft Association's (EAA)에서 주관하는 항공기 전시회때 종종 AD-1의 비행시범이 펼쳐졌다.
실험결과에 따르면 대륙간 수송기로서 저속 특성이 좋고 비용도 경제적인 것으로 판명되었으나, 날개각도가 45도를 넘어갈 경우 pitch-roll 특성이 매우 불안하였다. 날개의 재질을 변경시키면 다소 완화가 되었으나 여전히 역학적인 불안정성은 존재하였다. 일부 항공역학자들은 날개구조개선과 컴퓨터 조종시스템을 적용할 경우 매우 경제적인 미래 항공기 구조를 이끌어 낼수있을 것으로 기대하고있다.
현재 AD-1 시험기는 캘리포니아 Hiller Aviation Museum에 전시되어있다.
