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열역학 제 1법칙과 2법칙에 대하여 서술하시오.

2019학년도 1학기 과제물과 목 명열 역 학과목교수명학 번성 명과 제 명열역학 제 1법칙과 2법칙에대하여 서술하시오.평가점수제출날짜‘19. 06. 03목 차1. 서론2. 본론2-1 열역학 제 1법칙2-2 열역학 제 2법칙3. 결론4. 참고문헌서 론열역학(Thermodynamics)은 열(Thermo)과 동력(Dynamics)가 합쳐진 단어로서 열과 동력적 일의 관계를 바탕으로 열 현상을 기본으로 자연계 내부에서의 에너지 흐름을 통일적으로 다루는 물리학의 한 종류이다. 열역학이 자연계에서의 에너지 흐름을 연구하는 분야라는 점에서 자동차산업, 항공 산업 등 에너지소비와 관련이 깊은 분야에서 중요한 학문이다.?열역학 제 1법칙은 ‘에너지 보존 법칙’이다. 에너지는 형태가 변할 수 있을 뿐 새로 만들어지거나 없어질 수 없다. 일정량의 열을 일로 바꾸었을 때 그 열은 소멸된 것이 아니라 다른 장소로 이동하였거나 다른 형태의 에너지로 바뀌었을 뿐이다. 에너지는 새로 창조되거나 소멸될 수 없고 단지 한 형태로부터 다른 형태로 변환될 뿐이다.?열역학 제 2 법칙의 정의로는 ‘고립계에서 총엔트로피의 변화는 항상 증가하거나 일정하며 절대로 감소하지 않으며, 에너지 전달에는 방향이 있다는 것이다. 즉, 자연계에서 일어나는 모든 과정들은 가역과정이 아니라는 것’ 이다.본 론1. 열역학 제 1법칙계의 내부에너지 변화는 계가 흡수한 열과 계가 한 일의 차이이다. 즉, 계의 내부에너지는 열의 형태로 더해지면 증가하고, 계가 일을 하면 감소한다.열역학 제1법칙을 간단히 수식으로 써보면 다음과 같다.E = Q - W여기서 E는 내부 에너지, Q는 계에 흡수되는 열, W는 계가 한 일이다. 계가 열 Q를 흡수하면 내부에너지는 증가하고 방출하면 내부에너지는 감소한다. 그리고 계가 일을 하면 내부에너지는 감소하고, 계가 외부로부터 일을 받으면 내부에너지는 증가한다.열역학 제 1법칙의 특수한 경우로 4가지 (단열팽창/단열압축 과성, 자유팽창 과정, 등적과정, 등온과정)가 있다.가 있다.단열팽창 또는 단열압축?과정이다. 열역학 제1법칙 E = Q ? W에서Q = 0인 경우이다. 즉 외부로부터 열의 출입이 없는 경우이다. 그러면E =?-W가된다. 이는 외부와 열에너지 전달이 일어나지 않는 과정이다. 계가 일을 하면 내부에너지는 그만큼 감소하고, 반대로 계가 외부로부터 일을 받으면 내부에너지는 그만큼 증가한다.단열벽은 계에 출입하는 열을 완벽하게 막는다. 계와 주위 사이에서 에너지가 전달될 수 있는 방법은 오직 납알을 올리거나 내리는것 뿐이다.?피스톤 위에 납알을 올리면 기체가 압축되어 계가 한 일은 음의 값이고 내부에너지는 증가한다. 반면 납알을 내리면 기체가 팽창되어 계가 한 일은 양의 값이고, 내부에너지는 감소한다.?자유팽창과정. 자유팽창은 계와 주위 사이에 열전달이 없고, 계가 일도 하지 않는 단열과정의 일종이다. 열역학 제1법칙 E = Q - W 에서 Q = W = 0인 경우이다. 그러면 E = 0이 된다.자유팽창에서 잠금마개가 열리면 기체는 자유팽창을 하여 양쪽 공간을 모두 채운다. 이때 두 공간은 단열되어 있으므로 외부와 열전달은 없다. 그리고 기체가 아무 압력도 받지 않고 진공으로 들어가므로 일도 없다.등적과정. 열역학 제1법칙 E = Q - W 에서 W = 0인 경우이다. 즉 부피가 일정하다. 계가 열을 흡수하면 계의 내부에너지는 증가하고, 반대로 열을 잃으면 내부에너지가 감소한다.다음 등온과정이다. 온도를 일정하게 유지하고 압력과 부피를 변화시키는 과정으로, 열역학 제1법칙 E = Q - W 에서 E = 0인 경우이다. 따라서 Q = W가된다. 등온과정을 따르므로, 즉?온도 변화가 없으므로?내부 에너지가 일정하고, 외부에서 공급되는 열에너지는 모두 일로 변한다.2. 열역학 제 2법칙열역학 제2법칙을 수식으로 간단히 나타내면 다음과 같다.ΔS ≥ 0부등호는 비가역과정에 적용되고 엔트로피의 변화는 0보다 크다. 즉 항상 증가한다는 말과 같다. 등호는 가역과정에 적용된다.열역학 제 1법칙은 에너지가 보존된다는 것을 나타낸다. 그러나 에너지는 보존되지만, 자연계에서 실제로 일어나지 않는 많은 과정들이 있다. 예를 들어, 차가운 물체에 뜨거운 물체를 접촉시키면 뜨거운 물체에서 차가운 물체로는 열이 전달되지만, 반대의 과정은 자발적으로 일어나지 않는다. 만약 열이 차가운 물체에서 흘러나와 뜨거운 물체로 흘러 들어간다고 하면 에너지는 보존되어 열역학 제 1법칙은 만족한다. 그러나 자연현상에서 이러한 일은 일어나지 않는다. 이러한 비가역성을 설명하기 위해 19세기 후반의 과학자들은 열역학 제 2법칙이라는 새로운 원리를 발표하였다. 이 법칙으로 자연계에서 일어나지 않는 과정이 어떤 것들인가에 대한 설명이 가능해졌다.열역학 제 2법칙은 독일의 이론 물리학자인 클라우지우스가 처음 수학적으로 표현하였고, 얼마 후 켈빈-플랑크가 설명하였다.열역학 제 2법칙에 관한 클라우지우스의 기술 열은 스스로 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 옮겨갈 수 없다.켈빈-플랑크의 기술계가 한 온도에서 열 저장실로부터 흡수한 열로 순환 과정을 하면서 흡수한 열과 같은 양의 일을 하는 것은 불가능하다. 즉 100%열을 흡수해서 흡수한 열을 100% 운동으로 바꾸는 것은 불가능하다.열역학 제 1법칙이 과정 전과 후의 에너지를 양적으로 규제하고 있는 데 비하여, 제 2법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다. 즉 에너지의 흐름은 엔트로피가 증가하는 방향으로 흐른다는 것이다. 따라서 이 법칙에 따르면, 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그외 어떤 외부의 변화도 일으키지 않는 열기관인 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다. 제2종 영구기관은 100% 열을 받아서 100% 운동에너지로 바꿀 수 있는 기관이다. 그렇지만 켈빈-플랑크의 기술에 의하면 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 했다. 효율이 좋은 기관의 제작은 가능 하지만 영구기관을 만드는 것은 불가능하다.

공학/기술| 2020.05.03| 6페이지| 1,000원| 조회(217)

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항공기 무게의 구분과 무게중심 계산법에 대하여 조사하시오

2019학년도 1학기 과제물과 목 명항공기 기체I과목교수명학 번성 명과 제 명항공기 무게의 구분과 무게중심 계산법에 대하여 조사하시오평가점수제출날짜목 차1.서론2.본론1) 항공기의 중량2) 항공기의 중량의 구분3) 항공기의 무게중심과 평형4) 항공기의 무게중심의 계산 방법3. 결론1) 항공기 중량과 무게중심의 중요점4. 참고문헌1. 서론항공기의 중량과 무게중심(Center of Gravity)은 성능과 안정성 및 조종성 시험에 대하여 매우 중요한 부분이다. 무게중심은 항공기의 자세를 유지하기 위한 조종량과 안정성에 대하여 큰 영향을 미치며, 이 같은 트림 컨트롤(Trim Control)과 항공기 중량은 항력에 영향을 주어 모든 비행 조건하에서 성능에 영향을 미치게 된다. 비행체의 중량, 무게중심을 결정하는 방법은 제작자의 자료와 지상에서의 실험에 의해 결정된다.2. 본론2-1. 항공기의 중량항공기의 중량은 비행중의 연료소모, 각종 소비재 등으로 인한 무게의 변화를 고려하지 않았을 때 직접 결정할 수 있다. 하지만 비행중 연료 소모로 인하여 중량이 감소하게 되고 이에 따라 이륙시의 항공기의 중량과 착륙시의 중량은 달라지게 되어있다.항공기의 중량은 항공기의 이륙 거리 및 착륙 장치 강도를 결정하는 중요 요소로 사용되기 때문에 항공기의 중량 계산은 비행을 위해 필수적인 절차라고 할 수 있다.2-2. 항공기 중량의 구분항공기는 안전하고 효율적으로 비행하기 위하여 상황과 시점에 따라 항공기 중량 개념을 적용한다.-자중(Empty Weight)항공기의 자중은 항공기에 장착되어 동작되는 모든 장비 중량을 포함한 항공기 잧의 중량이다. 가용 하중(Useful Load)은 유효 하중(Pay Load)이라고 말하는데 항공기 자체 무게를 뺀 최대로 적재할 수 있는 중량을 뜻한다. 여객기의 경우 비행을 조종하는 조종사 및 승무원 그리고 승객과, 화물, 비행 연료 등이 가용 하중이라 볼 수 있으며 전투기의 경우에는 조종사 및 무기체계, 외부 장착 센서, 연료 등이 이 하중에 속한다.-최대 무연료 중량(Maximum Zero Fuel Weight)최대 무연료 중량은 처리할 수 있는 연료와 오일을 탑재하지 않은 상태로 승객, 화물을 최대로 실을수 있는 중량으로 가장 무거운 중량이다.-운항자중(Operating Weight)주로 민항기에 사용하는 중량 표시 방법으로 승무원, 수화물, 긴급용 장비 등 운항에 필요한 장비 및 인원을 포함시켜 나타낸 중량이다.-총 중량(Total Weight)기체의 가장 무거운 상태의 중량으로 '최대 이륙중량(Max Take-off Weight)'로 표시한다. 이 중량을 초과할 경우 이착륙을 할수 없으면 랜딩기어의 강도를 결정하기 위해 중요한 요소이다.-연로중량(Max Fuel Weight)항공기가 실을 수 있는 연료탱크의 용량을 표시하며, 외부에 보조연료탱크를 장착할 경우 시리즈에 따라서 연료탱크의 용량이 다른 경우도 있다.-MEW(Manufacturer Empty Weight)순수한 항공기 자체 중량을 의미하는 것으로 항공기의 기본 구조인 엔진 및 동체 등 운항에 필수적인 장비를 포함한 항공기 중량이다.-BEW(Basic Empty Weight)MEW를 포함하지 않은 항공기를 직접 운용하는 회사에서 조졍한 중량으로 Weight and Balance업무에서 기본이 되는 중량이다. MEW에 각 항공사 정책에 따른 Standard Items를 반영하여 BEW를 산출해 낸다.-SOW(Standard Operating Weight)항공기 표준 중량은 의미하는 표현으로 BEW에 운항품목(Operating Items)을 더한 중량이다. 승무원이나 객실서비스 품목등 Operating Items을 반영하면 SOW가 산정이 된다. 운영 구간 혹은 노선 셩격등이 SOW에 의해 변동될수 있다.*같은 의미로 BOW(Basic Operating Weight), OEW(Operating Empty weight), DOW(Dry Operating Weight) 등이 있다.-ZFW(Zero Fuel Weight)항공기가 운항하기 위해 승객 및 화물을 탑재하나 연료만을 탑재하지 않은 상태의 중량. SOW + (승객 및 화물)의 개념이다. ZFW는 최대 무연료중량을 초과할수 없다.-Taxi Weight운항을 위해 항공기가 승객과 화물을 탑재한 후 연료까지 탑승해 운항 준비가 된 상태의 중량이다.-TOW(Take-off Weight)항공기가 이륙할때의 중량을 의미하며 Taxi weight에서 활주로까지의 연료를 제한 중량이다. 이는 활주 속도, 조종면 각도 및 활주 거리에 영향을 미친다.-LDW(Landing Weight)항공기가 착륙할 때의 중량을 의미하며 TOW부터 비행을 마칠때까지의 사용한 연료의 무게를 제한 중량이다.2-3. 항공기의 무게중심과 평형항공기의 중량은 항공기의 성능에 크게 영향을 미치며 근래의 항공기들은 대량의 인원과 물자를 수송하게 된다. 따라서 얼마만큼의 화물은 어디에 싣는지를 고려해야 한다. 또한 탑재할수 있는 중량이 한계를 초과하게 되면 항공기의 성능 저하는 물론 구조적 손상까지도 초래하게 된다. 모든 항공기에는 제작사가 정해준 무게중심(C.G, Center of Gravity)인 한계 범위가 있다. 이를 초과하게 되면 비행중 무거운쪽으로 기체가 쏠리는 현상이 발생할수 있어 승객이나 적재된 화물을 재배치하거나 중량을 줄여야지만 안전하고 효과적인 비행을 할수 있다. 과도한 하중은 고도, 상승률, 기동성, 속도, 연료 소비율에서 효율을 저하시키게 된다. 지상에서 정비중 비행중에 무게중심을 알아내는 작업을 하고 적절한 위치에 무게중심이 놓일수 있도록 중량을 조절하여 평형을 이루도록 하는 작업을 항공기의 중량 및 평형관리라고 한다.2-4. 항공기의 무게중심의 계산 방법항공기의 무게중심을 계산하는 방법은 항공기의 무게와 길이를 측정한 뒤 '총모멘트/총중량'을 계산해서 구할 수 있다. 구체적으로 항공기의 Nose부분을 기준선으로 삼은 뒤, 기준선부터 전방착륙장치(Nose Landing Gear), 주 착륙장치(Main Landing Gear) 까지의 거리를 각각 측정한다. 그리고 각 바퀴(Nose wheel, Right wheel, Left wheel)의 무게를 각각 측정한 뒤 모두 합하여 총 중량을 산출해 내고, 기준점부터 각각의 랜딩기어까지의 거리와 각 랜딩기어의 곱으로 총 모멘트를 산출해 낸다. 그렇게 하여 총모멘트/총중량 (W1 * A1) + (W2 * A2) + (W3 * A3) / W1 + W2 + W3= M1 + M2 + M3 / W1 + W2 + W3 과 같이 나타낼 수 있다.Weight*Arm=MomentFront wheelW1*A1=M1Right wheelW2*A2=M2Left wheelW3*A3=M33. 결론항공기의 비행에 있어서 항공기의 중량과 무게중심은 굉장히 중요하다. 항공기가 제대로된 안정적인 비행을 하고 이착륙 및 비행중에 항공기 구조적 손상을 막기 위해서 항공기 구분에 따른 중량을 잘 파악하고 있어야 한다. 비행중 연료 소모로 인한 중량감소에 있어 무게중심또한 수시로 변하게 된다는 점에서 무게중심의 범위 지정까지 잘 지정 해놓아야 한다. 이로써 항공기의 중량과 무게중심은 항공기 비행에 있어 필수적인 요소라고 볼 수 있다.4. 참고문헌4-1선행학술 논문 자료-한국 항공대 항공산업기술 연구소 이근명교수의 『항공기의 중량, 무게중심과 관성모우먼트』-세종대학교 항공산업연구소 김종섭, 조인제, 황병문교수의『항공기의 무게중심 이동에 따른 비행성에 대한 연구』4-2 검색엔진 활용-항공위키 참조(https://airtravelinfo.kr/wiki)4-3 교재 참조-항공기 기체I, 우주학개론

공학/기술| 2020.05.03| 6페이지| 1,000원| 조회(285)

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Gyro계기에 관하여 논하라.

2019학년도 2학기 과제물과 목 명항공기 계기 및 전기장비과목교수명학 번성 명과 제 명Gyro계기에 관하여 논하라.평가점수제출날짜목 차1. 서론2. 본론- 자이로 스코프?자이로의 원리?강직성과 편위?섭동성?진공계통?공기압계통?전기계통- 계기?방향자이로?자이로 수평 지시계?선회 경사계- 계기의 정비?계기의 취급?시험 및 작동점검3. 결론4. 참고문헌1. 서론한 점이 고정되어 있는 축 주위를 회전하는 것을 팽이라 하며 그 고정점이 회전체의 중심인 것은 자이로 스코프(Gyroscopr) 줄여서 자이로라고 한다. 회전체가 3축에 대해 모두 자유롭게 움직일 수 있으면 자유도가 3인 3축 자이로이며 정침의(Directional Gyro)와 인공수평의(Gyro Horizon 또는 Vertical Gyro)에 사용 된다. 3축중 한축이 고정된 자이로를 자유도가 2인 2축 자이로라 하며 선회계(turn Indicator)에 사용한다.이번 레포트를 통하여 자이로 스코프에 대해 알아보고자 한다.2. 본론1. 자이로 스코프-자이로의 원리한 점이 고정되어 있는 축 주위를 회전하는 것을 팽이라 하고 고정점이 회전체의 중심인 것을 자이로 스코프 라고 한다.회전체가 3축에 대해 모두 자유롭게 움직일 수 있으면 자유도가 3인 3축 자이로이며 정침의와 인공수평에 의해 사용된다. 3축 중 한축이 고정된 자이로를 2인 2축 자이로라 하고 선회계에 사용된다. 자이로는 강직성과 섭동성 그리고 편위라는 성질이 있으며 이 성질을 자이로 계기에 응용하였다.자이로스코프-강직성과 편위자이로는 외력을 가하지 않으면 자이로의 회전자 축은 우주 공간에 계속 일정 방향을 유지하려는 성질을 가진다. 이것을 강직성이라 한다. 자이로 회전자의 질량이 클수록 자이로 회전자의 회전이 빠를수록 강하다.편위는 자이로가 지구의 중력에 관계없이 자세를 유지하려고 하기에 지구의 자전에 의한 지구의 한 기준 축과 각 변위가 생기게 되는 것을 말한다. 이론적으로는 24시간 동안 360° 1시간에 15°씩 기울어진다. 또 자이로 회전자의 불 평형과 마찰의 원인으로 섭동을 일으킨다. 이때 제사가 변위되는 현상이 생기는데 이것 또한 편위에 포함된다.강직성http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=airsong7&logNo=100096998451-섭동성자이로에 외부의 힘이 주어졌을 때 반응으로써 기울임 혹은 회전 등을 말한다. 그런데 이 반응은 외부의 힘이 주어진 그 지점에서 발생하는 것이 아닌, 회전방향으로 90도 지난 지점에서 발생한다. 이런 원리를 통해, 항공기가 방향을 바꿀 때 생성되는 힘의 양을 측정하여 선회율(Turn Rate)를 알아맞추는 데 사용할 수 있다.섭동성-자이로 회전자의 동력원강직성과 섭동성을 나타내려면 자이로 회전자는 고속으로 계속 회전한다. 자이로 회전자의 동력원으로는 진공계통, 공기압계통, 전기계통등이 있다.-진공계통1) 벤추리 계통(Venturi tube)벤추리관 목부분의 부암을 이용하여 공기를 배출시킨다. 동력이 필요하지 않은 장점이 있지만 벤추리 관이 직접 외부공기와 닿기떄문에 결빙의 우려가 있다.2) 진공펌프계통기관에 의해 구동되는 베인식 진공펌프에 의해서 진공압을 얻는다. 진공 계통의 압력은 압력릴리프 밸브에 의해 4±0.25″[Hg]로 조절되며 선회경사계는 흐름제한기(restrictor valve)에 의해 2±0.1″[Hg]로 맞춰진다. 또한 흡인압력계는 진공압이 적당한가를 알려주기 위해 계통에 설치된다. 벤추리관은 글라이더나 소형기에 사용되고 진공펌프는 중형기에 사용되었으나, 현재에는 소형기와 중형기에서도 거의 진공펌프가 사용되고 대형기에는 전기계통이 사용된다.- 공기압 계통18000[ft] 이상의 상공에서는 자이로 로터를 회전시키는 공기의 질량이 충분하지 못하여 진공압 계통으로는 로터의 구동이 어렵다. ㄸㆍ라서 공기압 펌프를 사용하여 대기압보다 높은 압력으로 자이로의 회전자를 회전시킨다. 공기압 계통이 진공계통보다 효율적이다.- 전기계통고도와 무관하게 사용할 수 있는 전기구동식은 자이로 계기의 중요성이 커짐에따라 쉽게 읽을 수 있고 자립특성이 좋으며 오차가 적고 높은고도에서도 효과적이기 때문에 현재 많이 사용되고 있다.2. 계기- 방향자이로방향자이로 지시계는 자이로 회전자의 회전축이 항공기 기수 방향에 수평으로 놓여있는 3축 자이로로써 강직성을 이용하여 항공기의 기수 방위와 선회비행을 할 EO에 정확안 선회각을 지시하는 계기이다. 자기 컴파스의 자차, 북선 오차등에 의한 불편을 없애기 위하여 개발된 것이며 플럭스 밸브와 같은 장치와 연결하여 원격지시 컴파스로 발전하게 된다.방향자이로 지시계는 자이로의 성질만을 이용하므로 자기 컴파스와 같은 복각이나 자차의 영향은 없으나 회전축은 우주공간에 대하여 일정한 방향을 유지하므로 계기는 계기 내부의 마찰 등에 의한 영향과 지구 자전등의 영향에 의한 편위가 발생한다. 따라서, 시간에 따라 오차가 커지므로 자기 컴파스를 기준으로 하여 15분마다 지시값을 수정해야 한다.방향자이로방향자이로 지시계의 구조는 360° 전방위에 대한 눈금이 표시되어 있는 눈금 카드, 3축자이로와 짐벌, 기준선이 표시된 케이스, 계기의 앞면에는 케이ㅐ싱 노브가 있어, 이것을 누르면 수평 짐벌이 고정되어 섭동현상을 방지할 수 있다. 노브를 돌리면 케이스 내우m l 자리오 전체가 회전하여 눈금값을 다시 맞출 수 있고, 이 맞춤이 끝나면 다시 노브를 잡아당겨 계끼가 정상 작동을 하도록 한다. 또한 중요한 부품 중 자이로 회전축이 항상 기체축과 수평이 유지될 수 있도록 해주는 공기구동 또는 전기구동 자립장치가 있다.1) 공기구동식 자이로의 자립장치공기구동식 자립장치는 섭동성을 이용하여 자립시키기 위한 방법으로서, 공기받침대 즉 플로우를 이용한다. 수직 짐벌 아래쪽으로 쐐기 모양의 플로우를 설치하여 공기가 두 갉래로 나뉘게 된다. 자이로 스코프가 수평이 되면 공기의 양이 서로 같게 된다. 그러나 자이로가 기울어지면 공기 기류가 받침대의 한면으로 치우쳐 비균형된 힘이 외부 짐벌을 움직이에 한다. 이 힘은 섭동성 때문에 회전방향으로 90° 전진한 점에 자이로를 복원시켜 주는 힘으로 나타난다. 이렇게 됨으로써 기울어진 자이로의 회전축은 수평으로 복귀된다. 공기 구동식 방향 자이로 지시계의 정상 작동 범위는 피치와 경사가 모두 55°이다.2) 전기구동식 자이로의 자립장치전기구동식 자이로 자립장치는 외부 짐벌 위에 위치한 토큐모터에 의하여 수평이 된다. 이 모터의 회전으로 수직 짐벌에 토크가 가해지만 섭동에 의하여 자이로 회전자의 회전축은 수평으로 되돌아온다. 전기 구동식 자이로 지시계의 정상작동범위는 피치와 경사가 85°이다.- 자이로 수평 지시계자이로 수평 지시계는 인공수평의 또는 줄여서 수평의라고 부르는 3축 자이로로서 항공기 기수 방향에 대하여 수직인 자이로축을 가지고 있다. 정확히 말하면 지구 수평면과 수직인 축을 회전하는 자이로를 가진다. 자이로의 특징중에 공간에 대한 강직성화 섭동성을 이용한 직립 장치를 사용하여 자이로의 회전축이 언제나 지구 중심을 향하게 함으로써 항공기의 지구 표면에 대한 자세, 즉 피치와 경사를 알 수 있게 하는 계기이다. 자이로 로터를 구동시키며 회전축이 지구중심을 향하도록 하는 방법에 따라 그 방법이 4±0.25″[Hg]의 진공압을 사용하면 자이로 수평리아 하며, 115[V] 400[Hz]의 교류전원을 사용하는 전기구동식인 경후는 자이로 수직이라 한다. 또한 자세를 나타내기 때문에 자세자이로 라고도 불린다.1) 공기구동식 자이로의 직립장치직립장치는 자이로 회전자축이 비행자세의 변화와 지구의 자전 등의 영향에 구애됨이 없이 지구 중심을 향하도록 하는 장치이다. 공기 구동식 직립 장치는 자이로의 아래쪽에 4개의 진자식 베인이 달려있다. 자이로가 수직일 때에는 4개의 베인이 동시에 구멍을 반씩 막고 있어, 자이로 회전자를 통과한 공기가 이들 구멍을 통하여 같은 양으로 배출되므로 공기에 의한 반작용력은 평형을 이룬다. 그러나 자이로가 기울어지게 되면 베인을 중력은 중력에 의하여 움직여 공기 흐름이 변화하며 공기의 반작용력에 의해 외력이 생기고 이 힘에 의한 섭동은 90° 전진한 힘으로 나타나므로 자이로축은 다시 수직으로 복귀된다.2) 전기구동식 자이로의 직립장치전기구동식 자이로의 직랍장치는 섭동을 이용하여 자이로 회전자를 수직으로 복귀시키는 것으로서, 볼식, 맴돌이 전류식, 전자식, 액체스위치식이 있다.복식은 자이로 회전자 상단의 반원형 홈에 강철 볼을 넣어 회전자가 기울어기면 이 볼에 의해 발생하는 모멘트를 이용한 것이다. 맴돌이 전류식은 자이로 회전자 하단에 직립 콘과 자성체의 진자를 두어 회전자가 기울어지면 전자기적인 맴돌이 전류 효과에 의한 모멘트를 발생시켜, 회전자의 축을 수직으로 복귀시키는 방식이다. 한편, 전자식과 액체 스위치식은 짐벌에 각각 진자식 또는 액체식 스위치를 설치하여 회전자의 축이 기울어지면 이들 스위치가 ON으로 작동되어 토크모터에 전류가 흘러 모터가 회전하므로, 이로 인한 섭동 작용에 의해 회전자의 회전축을 수직으로 복귀시킨다.

공학/기술| 2020.05.03| 8페이지| 1,000원| 조회(202)

자이로스코프, 자이로, 항공기 계기, 아세아, 강직성, 섭동성, gyro, 자이로계기, 아세아 레포트

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왕복엔진 구성품의 종류와 그 역할에 대하여 설명하시오.

2019학년도 2학기 과제물과 목 명항공기 동력장치Ⅰ과목교수명학 번성 명과 제 명왕복엔진 구성품의 종류와 그 역할에대하여 설명하시오.평가점수제출날짜목 차1. 서론2. 본론- 크랭크 케이스- 베어링- 크랭크 축- 커넥팅 로드 어셈블리- 피스톤- 실린더- 밸브와 관련 부품3. 결론4. 참고문헌1. 서론항공기 엔진의 구조에 있어 동력 장치는 신뢰성이 좋고, 경량이며, 작동하는데 경제성을 가지게끔 각 구성품들이 설계되고 구성되어야 한다.왕복 엔진의 구성품은 크랭크케이스(Crankcase), 베어링(Bearing), 크랭크 축(Crankshaft), 커넥팅 로드 어셈블리(Connecting Rod), 피스톤(Piston), 실린더(Cylinders), 밸브(Valves), 보기부(Accessory Section), 프로펠러 감속기어(ReductionGears)들로 구성되어있다.2. 본론- 크랭크 케이스엔진의 크랭크 케이스는 크랭크 축을 둘러싼 여러 기계 장치를 에워싸고 있는 하우징이다. 크랭크 케이스의 기능은 다음과 같다.1. 크랭크 케이스는 크 자체를 지지한다2. 크랭크 축이 회전하는데 사용되는 베어링이 포함된다.3. 윤활유에 대해 밀폐울타리(enclosure)를 준다.4. 동력장치의 여러 내부와 외부 기계 장치를 지지한다5. 항공기에 장착하기 위한 장착 장치가 있다.6. 실린더 장착을 위한 지지대가 있다.7. 강도와 견고성으로 크랭크 축과 베어링의 비틀어짐을 방지한다.대부분의 항공기 엔진의 크랭크케이스는 가볍고 강한 알루미늄합금으로 만들어진다.- 베어링항공기 엔진에 사용되는 베어링은 최소의 마찰과 최대의 내마모성을 갖출 수 있게 설계되어야 한다. 좋은 베어링은 두개의 특성을 갖는다.1. 최소의 마찰과 마모를 주며 부과되는 압력에 충분히 견딜 수 있는재료로 만들어져야 한다.2. 작동시 소음이 없고 효율적이어야 하며 동시에 자유로운 움직임이주어지는 치밀한 공차로 부품이 만들어져야 한다.- 평형 베어링평형베어링은 방사상 하중을 받게 되어있다.플랜지가 있는 평형 베얼링은 대향형 엔진의 추력베어링으로도 자주 사용된다. 저출력 항공기 엔진의 커넥팅 로드, 크랭크 축, 캠축에 사용.재질은 은, 납, 합금(청동 or 배빗)등이 사용된다.- 롤러 베어링롤러 베어링은 롤러가 마찰을 제거하며, 비마찰 베어링으로 알려진 두가지중 하나이다. 직선 롤레 베얼링은 일반적으로 방사상 하중에만 사용되고, 테이퍼 롤러 베어링은 방사상 및 추력 하중에 잘 견딘다.베어링 레이스는 롤러가 이동하는 가이드 또는 채널이다. 롤러는 내부와 외부 레이스 사이에 위치하는데 이 레이스는 표면 경화된 강철로 만들어진다.- 볼 베어링볼 베어링은 다른 베어링보다 구름마찰이 적다. 볼베어링은 내부 레이스, 외부레이스, 강철 볼, 볼 리테이너로 구성된다. 레이스는 큰 방사상 하중에 견딜 수 있도록 볼의 곡면에 맞게 홈이 파여져 있다.볼 베얼링은 주로 대형 성형엔진이나 가스터빈 엔진의 추력 베어링으로 사용된다. 방사상 하중 뿐만 아니라 큰 추력하중에도 견딜수 있어야 한다.- 크랭크 축크랭크 축은 피스톤과 커넥팅 로드의 왕복운동을 프로펠러를 회전시키기 위한 회전운동으로 전환시킨다. 크랭크푹은 양끝 사이에 하나 혹은 그 이상의 크랭크 혹은 열로 구성된다. 크랭크 축은 내연 기관에서 중추 역할을 하고 있으므로 극히 강한 합금강인 크롬 니켈 몰리브덴강으로 제작되며 구성품으로는 주 저널, 크랭크 핀, 크랭크 칙 또는 크랭크 암, 균형추와 댐퍼로 구성된다.- 주 저널주 저널은 주 베어링에 의해 지지되고 회전하는 크랭크 축의 일부분이다. 크랭크축의 회전중심이며 모든 정상작동 하에서 크랭크 축을 곧바르게 유지하게 한다. 주 저널은 마모를 줄이기 위해 질화물로 표면처리를 한다.- 크랭크 핀크랭크 핀은 커넥팅 로드 베어링을 위한 저널이기 떄문에 커넥팅 로드 베어링 저널이라고도 한다.크랭크 핀은 속이 비어있는데 이유는 무게 경감, 윤활유 통로역할, 슬러지챔버 역할을 한다. 이는 깨끗한 윤활유를 공급하게 해준다.- 크랭크 칙 또는 크랭크 암크랭크 핀을 주 저널에 연결시켜주는 크랭크 축의 한 부분이다. 많은 엔진에서 크랭크 칙은 주 저널 너머까지 뻗어있는데 이것은 크랭크 축의 평형을 유지하는데 사용하는 균형추를 지지하기 위함이다. 크랭크 칙에는 윤활유가 주 저널로부터 크랭크 핀까지 공급되는 오일 통로가 드릴되어있다.- 균형추와 댐퍼균형추의 목적은 크랭크 축에 정적평형을 주기 위한것이다. 만일 크랭크축이 복열 이상이라면 서로 균형이 잡히게 되므로 균형 추가 항상 필요한 것은 아니다. 단열 성형 엔진에 사용되는 단열 크랭크 축은 그곳에 부착되는 피스톤과 커넥팅 로드의 무게를 상쇄시키기 위해 균형을 맞추어야 하므로 균형추가 장착된다.댐퍼의 목적은 크랭크 축의 회전에 의해 발생하는 진동을 경감시키기 위함이다. 댐퍼 또는 동적평형은 크랭크 축에 비틀림 진동을 유발하는 힘을 극복하기 위해 필요하다. 이 힘은 주로 피스톤의 동력 임펄스에 의해 발생한다. 한 엔진의 출력 행정 초기의 피스톤에 부과되는 힘은 8000~10000lb정도가 크랭크 축의 열에 미치게 된다.- 커넥팅 로드 어셈블리커넥팅 로드는 엔진의 피스톤과 크랭크 축 사이에 힘을 전달하는 링크로서 정의된다. 즉, 프로펠러를 구동하기 위하여 피스톤의 왕복 운동을 크랭크 축의 회전 운동으로 바꾸는 것이다. 재질은 강합금을 많이 사용하나 저출력용으로는 알루미늄 합금도 사용한다.- 평형 커넥팅 로드평형 커넥팅 로드는 직렬형 엔진이나 대향형 엔진에 사용된다. 로든의 소단부는 피스톤 핀에 대해 베어링으로 작용하는 청동 부싱이 장착되며 대단부에는 캡이 씌워진 두 조각의 셀 베어링이 장착된다.점검, 정비, 수리 오버홀시 커넥팅 로드의 적절한 접합과 평형을 주기 위해서는 커넥팅 로드가 장탈 전과 같은 위치, 같은 실린더에 위치하도록 하여야 한다.- 포크와 블레이드 커넥팅 로드포크와 블레이드 커넥팅 로드 어셈블리는 V형 엔진에 일반적으로 사용된다. 포크로드와 블레이드 로드는 대단부의 베어링을 공유하며, 포크로드의 대단부 위에 블레이드 로드의 대단부가 겹쳐 장착된다.- 마스터와 아티큘레이터 커넥팅 로드마스터와 아티큘레이터 커넥팅 로드 어셈블리는 일부 V형 엔진에서도 쓰였으나 주로 성형엔진에 사용되었다. 마스터 로드는 평형 커넥팅 로드에는 부과되지 않는 응력을 받으므로 최대 강도와 진동와 응력에 견딜 수 있는 합금강으로 만든다.- 피스톤피스톤은 실린더 내부의 팽창가스의 힘을 커넥틍 로드를 통하여 크랭크 축에 전달한다. 엔진 수명을 최대한 길게 하기 위하여 피스톤은 높은 작동온도와 압력에 견딜수 있어야 한다. 단조로 된 피스톤은 보통 알루미늄 합금으로 되어있으며 주물로 된 피스톤은 Alcoa312합금으로 되어있다.응력을 최소화하고 고속으로 움직이기 위해서는 가능한 피스톤이 가벼워야 한다.항공기 엔진의 실린더 내부 온도는 약 2204°C가 넘으며 작동시 피스톤에 작용하는 압력은 500Psi 이상이 된다.- 피스톤 링피스톤 링은 모든 행정 동안 피스톤과 실린더 벽 사이에 가스 손실을 방지하는 밀폐 역할을 한다. 또한 과도한 윤활유가 연소실로 들어가는것을 막아주는 역할을 하며 피스톤의 열을 실린더 벽으로 전달하는 역할까지 한다. 이에 고급 회주철을 사용하여 높은 온도에서도 탄성을 잃지 않는다.- 실린더내연 기관의 실린더는 연료의 화학적인 열 에너지를 기계적인 에너지로 전환시켜 피스톤과 커넥팅 로드를 통하여 크랭크 축을 회전하게 한다. 또한 실린더는 연료의 연소로 인해 발생하는 열의 상당 부분을 방출시키며 내부에 피스톤과 커넥팅 로드가 있고 밸브 작동 기구의 일부와 점화 플러그를 지지한다.

공학/기술| 2020.05.03| 8페이지| 1,000원| 조회(186)

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항공기 동체, 날개의 구조형식과 역할에 대하여 조사하시오. 평가A좋아요

2019학년도 2학기 과제물과 목 명항공기 기체 II과목교수명학 번성 명과 제 명항공기 동체, 날개의 구조형식과 역할에 대하여 조사하시오.평가점수제출날짜목 차1. 서론2. 본론1) 항공기 동체 구조와 역할- 트러스 구조- 응력 외피 구조2) 항공기 날개 구조와 역할- 날개 형식- 날개 구조3. 결론4. 참고문헌1. 서론항공기의 구조는 크게 동체와 날개로 나눌수 있다. 동체는 항공기의 몸통이 되는 부분이고 날개는 양력을 발생시키는 항공기의 필수적인 구조이다. 이 두 구조는 항공기에 있어 전체적인 부분이라고 볼 수도 있고 가장 힘을 많이 받는 부분이기도 해 매우 튼튼하고 실용적이어야 한다. 따라서 이번 레포트를 통해 동체와 날개의 구조 및 역할을 알아보고자 한다.2. 본론1. 항공기 동체 구조와 역할1) 트러스 구조트러스 구조 형식 동체는 강관이나 봉 등과 같은 여러개의 부재로 트러스구조를 만든 다음, 그 위에 외피인 우포나 얇은 금속 판을 씌운 구조이다.기제 구조에 작용하는 모든 힘은 강관이나 봉 등과 같은 부재가 담당하며,외피는 공기력을 트러스 구조에 전달하는 역할만을 한다. 강관을 용접한동체가 가장 많이 사용되며 이 때 사용되는 강관의 재료는 용접성이 좋은저탄소강이나 니켈-크롬-몰리브덴강 등을 사용한다.트러스 구조는 설게와 제작이 용이하고 비용이 저렴하지만 내부공간마련이 어렵고 외형이 유연하지 못해 대부분 초창기 경비행기의 동체 및날개에 적용되었고 지금은 사용되지 않으며 프렛형과 워렌형이 있다.프렛형 : 수직부재가 압축하중을, 대각부재가 인장하중을 담당하는 구조로 주로 우포항공기 날개에 적용한다.워렌형 : 수직부대 없이 대각부재가 압축 및 인장하중 모두 감당하는 구조로 내부 공간 확보가 용이하여 용접강철 트러스 동체에 주로 적용하였다.2) 응력외피구조응력 외피구조는 트러스 형과는 달리 공기역학적으로 효율적인 유선형의얇은 판을 접합시킨 구조 형태로 외피도 항공기에 작용하는 항중을 일부감당하는 구조이며 내부에 트러스가 없으므로 공간확보가 쉽고 외형을유선형으로 하여 공기저항을 최소화 할 수 있어 항력이 작다는 장점이있다.응력 외피 구조형식 독체는 항공기의 외형을 만드는 외피가 항공기에작용하는 하중의 일부분을 담당하기 때문에 응력 외피구조 형식 동체라고한다. 그 종류에는 모노코크 구조와 세미 모노코크 구조형식이 있지만요즘은 세미 모노코크구조를 많이 사용한다.- 모노코크 구조모노코크 구조는 정형재와 벌크헤드에 의해 동체 형태가 이뤄지며 비교적 두꺼운 외피는 대부분의 하중을 담당한다. 이 때 정형재는 주요 하중을담당하지 않고 형태만을 유지시켜주는 역할을 한다. 따라서 외피가 두꺼워구조의 무게에 대한 강도가 작다. 따라서 구조의 무게에 대한 강도를 크게 하기 위해 외피의 두께를 얇게하면 압축하중에 의한 좌굴 현상이 발생하게된다. 그러므로 항공기 동체구조로는 적합하지 못하고 미사일 구조등에사용된다.- 세미 모노코크 구조세미모노코크 구조는 모노코크 구조에 프레임과 세로대, 그리고스트링어를 보강하여 그 위에 외피를 얇게 입힌 구조이다. 모노코크 구조에비해 외피가 얇지만, 동체의 길이방향으로 세로대와 스트링어가 보강되었기때문에 압축하중에 의한 좌굴문제가 없고 기체의 무게를 감소시켜 무게당높은 강도를 유지할 수 있어 대부분의 항공기에서는 이 형식을 사용한다.- 구조재의 역할a) 벌크헤드 : 동체의 앞뒤 하나씩 설치되어 동체가 비틀림 모멘트에 의해동체의 단면이 찌그러지는 워핑현상을 방지하고 프레임,링등 집중하중을 받는 부분으로부터 동체의 외피로 응력을확산시킨다.b) 스트링어 : 동체의 길이방향으로 부착되며 동체에 작용하는굽힘모멘트에 의한 인장응력과 압축 응력을 담당한다.2. 항공기 날개 구조와 역할1) 날개 형식-트러스 구조 형식날개보와 리브가 트러스 구조로 되어있어 그 위에 얇은 금속이나 우포를씌운 형식의 구조이다. 날개보와 리브를 고정시키는데 대각선으로금속와이어를 사용하여 고정한다. 전단력, 굽힘모멘트, 비틀림 모멘트는날개보와 리브가 담당하며, 외피는 날개의 공기역학정 외형만 유지하고힘을 받이 않는다. 이 구조는 주로 소형 항공기에 사용한다.- 응력외피 구조형식응력 외피 구조의 날개는 다중 날개보, 리브, 스트링어로 구성된 세미모노코크 구조로서 고강도의 알루미늄 합금 외피를 씌운다. 일반적으로날개보는 2~3개가 사용되며 날개보와 외피에 의해 사각형 상자 구조를구성한다. 날개 단면의 형태를 만들기 위하여 날개보에 직각으로 리브를리벳접합 시킨다. 이때 리브의 주위에 합축하중에 의한 좌굴을 방ㅇ지하기위해 적당한 간격으로 스트링어를 배치한다.2) 날개 구조날개의 구요 부재는 날개보, 리브, 스트링어 및 응력 외피로 구성된다.- 날개보날개보의 구조는 날개에 작용하는 하중의 대부분을 담당하며 트러스형및 I형으로 되어있다. 날개보에 작용하는 주요 하중은 굽힘에 의한하중(굽힘모멘트)과 비틀림에 의한 하중이다. 비행 중에는 날개보가 위로휘어지게 하는 굽힘 모멘트가 작용하므로 날개보의 윗면 플랜지에는압축력이 생기고 밑면 플랜지에는 인장력이 생기며, 웨브에는 전단력이생긴다.- 날개 리브리브는 날개의 단면이 공기 역학적인 날개 단면의 외형을 유지하도록날개의 윤곽을 잡아주며, 날개 외피에 작용하는 하중을 날개 보에전달한다.- 스트링어스트링어는 날개의 굽힘 강도를 증가시키고 비틀림 하중을 감당하기 위해

공학/기술| 2020.05.03| 7페이지| 1,000원| 조회(262)

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