2020학년도 1학기 과제물과 목 명과목교수명학 번성 명과 제 명고양력장치와 고항력장치의 종류와특성평가점수제출날짜목차1.서론1)날개의 보조 공력 장치2.본론1)고양력장치(1)뒷전플랩(2)앞전플랩(3)경계층 제어장치2)고항력장치(1)스피드 브레이크(2)스포일러(3)역추력장치(4)드래그 슈트3.결론4.출처1.서론1)날개의 보조 공력 장치오늘 날개의 보조 공력 장치에 대해 조사하게 되었다. 양력이나 항력을 줄일 목적에 따라 변화시키기 위해 날개면이나 동체에 덧붙인 장치를 일반적으로 공력 보 조 장치라고 한다. 양력을 증가시키는 고양력 장치는 이륙 시에 많이 사용하고, 항 력을 크게 하는 고항력 장치는 공중에서 착륙할 때 사용한다. 그렇다면 이제 공력보조 장치로서의 고양력장치의 종류와 역할에 대해 알아보도록 하겠다.2.본론1)고양력 장치(high lift device)고양력 장치는 날개의 양력을 증가시켜 주는 장치이며, 고속 성능과 저속 성능을 동시에 만족시키기 위해 항력이 작은 날개여야 하고, 저속 비행 때에는 실속 속 도가 작아야 하는 목적으로 설계된 장치이다.①뒷전플랩(flap):날개 뒷전을 아래로 구부려 캠버를 증가시켜 최대 양력을 증가 시키는 장치이다.1.단순 플랩(plain flap): 날개 뒷전을 단순히 밑으로 굽혀 날개의 캠버만 증가시켜 준다. 소형 저속기에 많이 사용한다.2.스플릿 플랩(split flap): 날개 뒷전 밑면의 일부를 내림으로써 날개 윗면의 흐름을 강제적으로 빨아들여 흐름의 떨어짐을 지연시킨다. 이것은 구조가 간단하며, 날개의 일부가 쪼개진 모양이 되므로 이 이름이 붙여졌다. 최대양력계수의 증가는 단순 플랩과 같은 정도이나, 뒷전에 흐름의 떨어짐이 생기게 되어 항력이 두드러지게 증가한다.3.슬롯 플랩(slot flap): 플랩을 내렸을 때 플랩의 앞전에 슬롯의 틈이 생겨 이를 통하여 날개 밑면의 흐름을 윗면으로 올려 뒷전 부분의 흐름의 떨어짐을 방지한다. 플랩 각도를 크게 할 수 있어 최대 양력계수가 커진다.4.파울러 플랩(fowler flap):플랩을 내리면 우선 날개 뒷전과 플랩 앞전 사이에 틈을 만들면서 밑으로 굽히도록 만들어진 것이다. 단, 플랩이 뻗었을 때의 모양에서 알 수 있는 바와 같이, 시위의 길이에 대한 플랩 길이의 비가 슬롯 플랩에 비해 작아지므로 큰 각도로 굽힐 수 없다. 그러나 이 플랩은 날개 면적을 증가시키고, 틈의 효과와 캠버 증가의 효과로 다른 플랩들보다 최대 양력 계수 값이 가장 크게 증가한다. 또, 항력증가가 작기 때문에 이륙 시에도 사용된다.5.이중, 삼중 슬롯플랩: 슬롯 플랩을 개량한 것으로 플랩 앞쪽의 틈에 베인(vane)을 설치하여 틈이 두 개,또는 세 개 생기도록 한 것이다. 이 때문에 흐름의 떨어짐을 일으키지 않고 큰 플랩각을 취할 수가 있으며, 덧붙여 파울러플랩과 같이 날개 면적도 증가시키므로 최대 양력 계수는 아주 커진 다. 그러나 구조적으로 복잡하며 장착을 위해 충분한 강도를 필요로 한다. 더욱이 이들을 움직일 장치나 무게 증가 등에 문제가 발생하므로 주로 최대 양력 계수가 작은 기본 날개골을 사용한 고속 대형기에 사용한다.② 앞전 플랩(leading edge flap): 실속 속도를 충분히 작게 할 수 있는 강력한 고양력 장치이며, 날개의 앞전 반지름을 크게 하는 것과 같은 효과를 내며, 큰 받음각에서도 흐름의 떨어짐이 일어나지않는 장치이다.1.크루거 플랩(kurger flap): 크루거 플랩은 평소 날개 앞부분에서 접혀 있다가 작동시 위아래로 접어지는 형태의 플랩이다. 이것은 양력을 증가시키면서 동시에 항력을 증가시키기도 한다.2.슬롯(slot): 슬롯은 길고 가는 통이나 홈으로, 주익 아랫면의 공기를 슬롯을 통하여 윗면으로 보내어 기류가 이탈하는 것을 방지한다. 이틈은 벌어지거나 닫히지 않는다.3.슬랫(slat): 슬랫은 본래 블라인드의 가로창살과 같이 단층모양의 판자를 표현하는 단어로, 비행기에서는 주익앞에 장비하여 필요에 따라 전하방으로 내밀수 있는 장치를 가르킨다. 슬랫이 작동되었을 경우 이것은 슬롯과 같은 역할을 한다.4.드루프 앞전(dropped leading edge): 날개의 앞전부를 구부려 캠버를 크게 함과 동시에 앞전 반지름을 크게하여 양력을 증가시키는 장치이다. 주로 전투기에 사용한다.③경계층 제어장치: 받음각이 클 때 흐름의 떨어짐을 직접 방지하는 장치이다.1. 불어날림(blowing)방식: 고압의 공기를 날개면 뒤쪽으로 분사하여 경계층을 불어 날리는 방식이다.2. 빨아들임(suction)방식: 날개 윗면에서 흐름을 강제적으로 빨아들여 흐름의 가속을 촉진함과 동시에 흐름의 떨어짐을 방지하는 방식이다.2)고항력 장치항공기가 착륙을 할 때는 안전한 착륙을 위하여 속도를 줄여야 한다. 항공기의 속도가 너무 빨라 활주로를 벋어나게 되면 대형 사고로 이어 질 수 있기 때문이다. 항공기의 속도를 줄이기 위해서는 항공기의 작용하는 4가지 힘 중 어떤 힘을 가장 크게 작용하게 하여야 할까? 바로 항력이다. 이 항력을 증가시켜 주는 장치를 고항력 장치라고 한다.①스피드 브레이크: 날개 중앙부위에 부착된 일종의 평판으로, 이것을 날개 윗면이나 밑면에 펼침으로써 흐름을 강제적으로 떨어지게 하여 양력을 감소기키고 항력을 증가시키는 장치이다.②스포일러1.공중 스포일러(flight spoiler): 고속비행시 대칭적으로 펼치면 공기 브레이크 기능을 하고, 도움날개와 연동을 하여 좌우 스포일러를 다르게 움직여 도움날개의 역할을 보조해주는 기능이다.2.지상스포일러(ground spoiler): 착륙 시 펼쳐서 양력을 감소기키고 항력을 증가시키는 역할을 한다.③역추력 장치(thrust reverser): 제트 기관에서 배기가스를 역류시켜 추력의 방향을 반대로 바꾸는 장치로 착륙거리를 단축하기 위해 사용한다.④드래그 슈트(drag chute): 일종의 낙하산과 같은 것으로 착륙거리를 짧게 하거나 비행 중 스핀에 들어갔을 때 회복 시 이용하는 것으로 기체의 뒷부분으로 펼처서 속도를 감소시킨다.3.결론고양력 장치란 날개의 양력을 증가시키는 장치이다.고속 성능과 저속 성능을 동시에 만족시키기 위해서는, 정상 비행을 할 때에는 항력이 작은 날개여야 하고, 저속 비행일 때에는 실속 속도가 작아야 한다. 이러한 목적으로 설계된 장치가 고양력 장치이다.고양력 장치에는 ①뒷전 플랩 ②앞전 플랩 ③경계층 제어 장치 등이 있다.
2020학년도 1학기 과제물과 목 명과목교수명학 번성 명과 제 명자이로계기에 관해 논하라평가점수제출날짜목차서론1.자이로에 관하여2.자이로의 원리본론1.강직성과 편위2.섭동성3.자이로 회전자의 동력원ㄱ.진공계통ㄴ.공기압계통ㄷ.전기계통4.방향 자이로 지시계ㄱ.공기 구동식 자이로의 자립 장치ㄴ.전기 구동식 자이로의 자립 장치5.자이로 수평지시계ㄱ.공기 구동식 자이로의 직립 장치ㄴ.전기 구동식 자이로의 직립 장치6.선화경사계ㄱ.선회계ㄴ.경사계결론자이로에 관한 나의 생각참고문헌서론1. 자이로란?한 점이 고정되어 있는 축 주위를 회전하는 것을 팽이라 하며 그 고정점이 회전체의 중심인 것을 자이로 스코프(gyroscope)라 하는데 줄여서 자이로(gyro)라 한다.2. 자이로의 원리회전체가 3축에 대해 모두 자유롭게 움직일 수 있으면 자유도가 3인 3축 자이로이며 정침의와 인공수평의에 사용된다.3축 중 한축이 고정된 자이로를 자유도가 2인2축 자이로라 하며 선회계에 사용된다.자이로는 강직성과 섭동성이라는 특수한 성질이 있으며 이러한 성질을 자이로 계기에 응용하였다.본론1. 강직성과 편위자이로는 외력이 가해지지 않으면 자이로 회전자 축은 우주 공간에 대하여 계속 일정방향으로 유지하려는 성질을 가진다.이러한 성질을 강직성이라 하는데 자이로 회전자의 질량이 클수록, 자이로 회전자의 회전이 빠를수록 강하다.편위는 자이로가 지구의 중력에 관계없이 자세를 유지하기 때문에, 지구의 자전에 의한 지구의 한 기준 축과 각 변위가 생기는데 이것을 말한다.이론적으로는 24시간동안 360도, 즉 1시간에 15도씩 기울어지는데, 이것은 어떠한 방법으로든 수정을 해야한다. 또, 자이로 회전자의 불평형과 마찰 등으로 섭동을 일으키게 되어 자세가 변위되는 현상이 생기는데 이것도 편위에 포함된다.2. 섭동성외부에서 가해진 착력점으로부터 로터의 회전방향으로 90° 회전한 점에 힘이 작용하여 축을 움직이게 하는 성질을 섭동성이라 한다. 섭동성은 로터의 무게가 증가하거나 회전각 속도가 크면 감소하고 로터를 기울이려는 외력에 비례하며 강직성과의 반대의 성질을 가지고 있다. 섭동성을 이용한 계기로써는 선회계가 있는데 항공기가 좌우 방향으로 선회하는 속도를 나타내는 항공 계기, 유리관 속에 까만 구슬이 든 경사계가 계기 아래쪽에 함께 붙어 있다. 섭동성으로 인해 약간의 오차가 계기 상에 나타날 수 있다. 자유롭게 회전할 수 있는 자이로는 베어링의 마찰력으로 인해 원래 의도한 회전면으로부터 벗어날 수 있기 때문이다.따라서 방향지시계 같은 계기는 비행 중에 적절한 재정비를 해야 할 필요가 있다.3. 자이로 회전자의 동력원강직성과 섭동성을 나타내려면 자이로 회전자는 고속으로 회전해야 하는데 자이로 회전자의 회전 동력원으로는 진공계통, 공기압계통, 전기계통이 있다.ㄱ. 진공계통- 벤튜리 계통: 벤튜리관 목 부분 부압을 이용하여 공기를 배출시켜 동력이 필요하지 않지만 관이 직접 외부공기와 닿아 결빙의 우려가 있다.-진동펌프계통: 기관에 의해 구동되는 베인식 진공 펌프에 의해 진공압을 얻으며 압력릴리프 밸브에 의해 조절된다.ㄴ. 공기압계통고고도 상공에서는 자이로 로터를 회전시키는 공기의 질량이 충분하지 못하여 로터의 구동이 어렵다.따라서 공기압 펌프를 사용하여 대기압보다 높은 압력으로 자이로의 회전자를 회전시킨다.ㄷ. 전기계통고도와 무관하게 사용할 수 있으며 쉽게 읽을 수 있고 자립 특성이 좋으며 오차가 적고 높은 고도에서도 효과적이기 때문에 많이 사용되고 있다.4. 방향 자이로 지시계방향 자이로 지시계는 자이로 회전자의 회전축이 항공기 기수 방향에 수평으로 놓여 있는 3축 자이로로써 강직성을 이용하여 항공기의 기수 방위와 선회 비행을 할 때에 정확한 선회각을 지시하는 계기이다.자기 컴파스의 자차, 북선오차 등에 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 계기 내부의 마찰 등에 의한 영향과 지구 자전 등의 영향에 의한 편위가 발생한다.시간에 따라 오차가 커지므로 15분마다 지시값을 수정해야 한다.ㄱ.공기 구동식 자이로의 자립 장치공기 구동식 자립 장치는 섭동성을 이용하여 자립시키기 위한 방법으로서, 공기 받침대 즉 플로우를 이용한다. 수직 점벌 아래쪽으로 쐐기모양의 플로우를 설치하여 공기가 두 갈래로 나뉘게 된다. 자이로스코프가 수평이 디면 공기의 양이 서로 같게 된다. 그러나 자아로가 기울어지면 공기 기류가 받침대의 한면으로 치우쳐 비균형된 힘이 외부 짐벌을 움직이게 한다. 이 힘은 섭동성 때문에 회전 방향으로 90도 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 55도이다.ㄴ.전기 구동식 자이로의 자립 장치전기 구동식 자이로의 자립 장치는 외부 짐벌 위에 위치한 토큐모터에 의하여 수평이 된다. 이 모터의 회전으로 수직 짐벌에 토크가 가해지면 섭동에 의하여 자이로 회전자의 회전축은 수평으로 되돌아온다. 전기 구동식 방향 자이로 지시계의 정상 작동 범위는 피치와 경사가 85도이다.5.자이로 수평지시계인공수평의라 부르며 3축자이로로서, 항공기 기수 방향에 대하여 수직인 자이로축을 가지고 있다.자이로의 특징 중 공간에 대한 강직성과 섭동을 이용한 직립 장치를 사용하여 자이로의 회전축이 언제나 지구 중심을 향하게 함으로써 항공기의 지구 표면에 대한 자세, 피치와 경사를 알 수 있게 하는 계기이다.진공압을 사용하면 자이로 수평이라 하며, 교류전원을 사용하는 전기구동식인 경우 자이로 수직이라 한다.ㄱ.공기 구동식 자이로의 직립 장치직립 장치는 자이로 회전자축이 비행 자세의 변화와 지구의 자전 등의 영향에 구애됨에 없이 지구중심을 향하도록 하는 장치이다. 공기 구동식 직립 장치는 자이로의 아래쪽에 4개의 전자식 베인이 달려 있다. 자이로가 수직일 때에는 4개의 베인이 동시에 구멍을 반씩 ㅁ막고 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 90도 전진한 힘으로 나타나므로 자이로축은 다시 수직으로 복귀된다.ㄴ.전기 구동식 자이로의 직립 장치전기 구동식 자이로의 직립 장치는 섭동을 이용하여 자이로 회전자를 수직으로 복귀시키는 것으로서, 불식, 맴돌이 전류식, 진자식, 액체 스위치식이 있다. 볼식은 자이로 회전자 상단의 반원형 홈에 강철 볼을 넣어 회전자가 기울어지면 이 볼에 의해 발생하는 모멘트를 이용한 것이다. 맴돌이 전류식은 자이로 회전자 하단에 직립 콘과 자성체의 진자를 두어 회전자가 기울어지면 복귀시키는 방식이다. 한편, 전자식과 액체 스위치식은 짐벌에 각각 진자식 또는 액체식 스위치를 치하여 회전자의 축이 기울어지면, 이들 스위치가 ON으로 작동되어 토크 모터에 전류가 흘러 모터가 회전하므로, 이로 인한 섭동 작용에 의해 회전자의 화전축을 수직으로 복귀시킨다.
