로켓의 작동원리와 기본이론

소개글

연세대 공학계열 A+ 레포트입니다.

목차

1. 로켓 추진의 기본원리
2. 로켓 추진의 종류와 특성
3. 구성요소의 특성 및 설계

본문내용

1.로켓 추진의 기본원리
풍선에 공기를 불어 넣은 후 손을 떼면 풍선은 움직이기 시작한다. 로켓의 원리도 풍선처럼 작용, 반작용의 원리로 작동하게 된다. 로켓의 추진 시스템은 자체내에 추진제(연료+산화제:propellant)를 저장하고 외부의 공기를 필요로 하지 않을뿐더러 비행속도나 제트의 속도에 관계없이 작용과 반작용에 의해서 가속된다. 그렇기 때문에 이론상으론 무한히 높은 비행 속도를 얻을 수 있다. 그러므로, 산소가 없는 우주공간에서는 로켓만이 유일한 추진 방식이다.
작용 반작용 법칙이란, 모든 작용하는 힘에는 같은 크기의 힘이 반대
방향으로 작용한다는 법칙이다. 예를 들어, 빙판에 두 사람 중 한 사람이 상대편을 밀면 같은 힘이 상대편으로 부터 자신에게 작용하여 결국 두 사람은 모두 반대 방향으로 미끌어진다.

이제 뉴턴의 제 2법칙을 살펴보자.
F = ma

힘 F는 질량 m 이 일정하면 가속도 a에 정비례한다. 만약, 로켓의 질량이 일정할 때 추력 F가 일정하다면 가속도 a도 일정하게 되어 로켓은 일정한 속도로 등속 비행을 하게된다. 하지만, 로켓의 추진제가 전체 무게의 70- 80%틀 차지하므로 추력 F가 일정하더라도 질량 m 이 줄어들어 가속도 a는 커지게 된다. 결국 로켓의 속도는 계속 증가하게 된다. 그러므로, 로켓 추진의 기본원리는 뉴턴의 제 2법칙과 제 3법칙으로 귀결된다.

2. 로켓 추진의 종류와 특성
로켓기관이 터보제트나 램제트 추진기관과 다른점은 자체내에 연료만 넣는
다른기관과는 달리 산소를 자체내에 저장한다는 점이고, 같은점은 제트(배
기 가스)를 분출하여 추력을 발생하는 것이다. 로켓은 추진기관이지 미사
일처럼 목적을 수행하는 비행체는 아니다. 그래서, 아폴로 11호라는 비행체와 새턴V라는 로켓은 다른 의미를 내포한다. 즉, 아폴로 11호는 새턴V의 로켓으로 추력을 발생시켜 대기권을 탈출해 달에 도착한 후, 지구에 무사히 귀환하는 비행체라는 의미이다.

참고 자료

연세대 공대 교재