[항공우주공학]4장(항공기 구조 및 감항성) 연습문제풀이

소개글

사단법인 한국항공우주학회의 항공우주학개론 4장 연습문제 입니다.
문제에서 해당하는 각종 그림 등을 첨가해 만점 받은 보고서 입니다.

목차

1. 항공기 설계개발의 각 단계별로 포함되어야 할 주요 목표와 내용을 열거하고
간단히 설명하라.
2. 항공기의 기체를 구성하는 주요 부분 각각에 대하여 구조적 특정을 간단히
설명하라.
▶ 날개 (Wings)
▶ 비행제어 및 조종면
▶ 동체 (Fuselage)
▶ 꼬리날개
▶ 엔진 장착부 & 엔진나셀 (Engine Nacelle)
▶ 착륙장치
3. 항공기 기체에 많이 적용되고 있는 구조방식의 종류를 나열하고 각각의 특징을
설명하라.
(1) 트러스 구조
(2) 응력 외피구조
(3) 샌드위치 구조
(4) 페일세이프 (Fail-Safe) 구조
4. 항공기 재료로 듀랄루민이 많이 쓰이는 이유와 그 한계성에 대해 설명하고
미래의 항공기나 인공위성에 쓰일 재료가 갖춰야 할 조건에 대해 간단히 논하라.
5. 항공기 기체에 많이 적용되는 모노코크구조와 세미모노코크구조 방식의 특징을
설명하라.
(1) 모노코크 구조
(2) 세미-모노코크 구조
6. 날개구조에 작용하는 하중의 종류와 구성부재의 기능을 간략히 설명하라.
7. 동체구조의 일반적인 구성부재와 기능을 간단히 설명하라.
<참고자료 및 인터넷 사이트>

본문내용

1. 항공기 설계개발의 각 단계별로 포함되어야 할 주요 목표와 내용을 열거하고
간단히 설명하라.

항공기 설계는 초기의 설계요구조건 및 적용할 분야별 관련 설계사양을 명확히 설정하는 것에서부터 출발된다. 개발기의 용도와 성능요구를 토대로 초기 단계에서는 여러 가지 항공기 형상을 대상으로 형상에 따른 장단점 분석과정을 통하여 최적의 형상으로 수렴하는 반복적인 업무가 수행되고 공기역학 및 비행 역학적 특성이 해석적 방법 또는 풍동 시험을 거쳐 구체화되면서 외형이 좁혀져 나간다. 1차적인 외형이 확정되면 이를 토대로 수행된 각종 탑재장비의 배열과 구조배열 설계결과에 따라 항공기 설계의 주요 항목인 중량이 추산되고, 이 결과가 초기 목표중량과 상당히 차이가 날 경우에는 대폭적인 설계변형이 수반되어야 한다. 수정 외형에 대해 상세한 비행특성 분석용 자료획득을 위하여 보다 큰 모델을 이용한 풍동 시험이 수행되고 이의 결과를 반영한 미세 외형수정이 완료된 후 본격적인 상세 설계에 착수되고 각 분야의 성능 및 기능 확인을 위한 지상시험이 동시에 수행된다. 제작된 부품을 조립하면서 구성품목 사이의 간섭 또는 구성품의 일부기능이 확인되고 총 조립 완료 후 통합 지상시험 과정에서 각 시스템의 성능점검과 비행안전이 확인된 후 비행시험에 돌입하게 된다. 항공기 비행특성의 설계목표와 적합여부는 비행시험을 통하여 획득된 자료에 의거하여 판명되고, 차이가 날 경우에는 이에 대한 원인분석과정을 통하여 설계가 변경된다.
그렇다면 항공기를 설계하는데 있어서 주요 목표는 다음과 같다.
그것은 바로 항공기 기체의 규모, 사용할 엔진, 기체의 형상, 기체의 구조, 주요 장비이다.

우선 항공기 기체의 규모는 이륙중량과 날개의 넓이로 정해진다. 그 이후 기체의 구조, 동력장치, 고유장비, 추가 장비, 조종사를 포함한 탑승인원, 연료뿐 아니라 기타 하중까지 중량을 수정하게 된다.
항공기에 사용할 엔진은 항공기의 항력을 극복하기 위한 추력을 발생시키는 방법에 따라 결정된다. 이것은 프로펠러나 회전익을 회전시켜 추력을 얻거나 항공기 뒤쪽으로 연소가스를 분사시켜 추력을 얻는 방법이 있다. 주로 동력이 프로펠러의 회전운동으로 나오는 프로펠러추진기관과 연소가스를 분사시켜 직접 추력을 얻는 분사추진기관으로 분휴할 수 있다.

참고 자료

- 항공우주학개론 제4판 (사단법인 한국항공우주학회 편)
- 네이버 백과사전 (http://100.naver.com/100.nhn?docid=50972)
- 항공이야기 (www.skynews.co.kr/skynews_main/aviation/airstory/airstory_034.htm)
- 한국비행교육원 (http://www.kfec.net)
- 서해항공 (http://www.seohaeair.co.kr)