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AC 날개골의 종류 및 항공기에 작용하는 힘의 종류를 그림과 함께 영문으로 설명하시오.

1.AC airfoil typeThis article is about airfoils. For other types of foil, see Foil (disambiguation). Examples of airfoils in nature and within various vehicles. Though not strictly an airfoil, the dolphin flipper obeys the same principles in a different fluid medium.An airfoil (in American English) or aerofoil (in British English) is the shape of a wing, blade (of a propeller, rotor, or turbine), or sail (as seen in cross-section).

공학/기술| 2015.11.19| 5페이지| 1,000원| 조회(460)

영문, AC 날개골의 종류, 항공기에 작용하는 힘의 종류

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비파괴검사의 종류와 방법을 설명하고 조사하시오.

목 차■ 서 론 (비파괴검사의 정의)·································· 1■ 본 론 (비파괴검사의 종류)·································· 2■ 결 론 (비파괴검사의 특징) ································· 3서론비파괴 검사의 정의비파괴검사 또는 비파괴시험이라는 것은 재료나 제품, 구조물 등의 여러 종류에 대하여 검사 대상물에 손상을 주지 않고 검사품의 성질이나 상태, 내부 구조 등을 알아내기 위한 검사 전체를 말한다. 시험법으로 육안시험(VT)을 시작으로 방사선투과시험(RT), 초음파탐상시험(UT), 자기탐상법시험(MT), 침투탐상시험(PT), 와류탐상시험(ET), 변형토측정시험(ST) 등 여러 가지 장치를 사용하여 검사하는 방법이 있다. 어떠한 검사 방법을 어떻게 이용하여 비파괴검사를 하는가에 대해서는 비파괴 검사를 하는 목적에 따라서 다르며, 각기 그 목적에 따라서 가장 적합한 시험법 및 시험 조건을 선택해서 하는 것이 바람직하다.본론비파괴 검사의 종류와 일반적 특성비파괴 검사는 시험체에 적용하는 주된 에너지의 종류에 의해 분류되며 이들은 에너지원이나 검출매체에 따라 다시 세분된다.1) 방사선 투과섬사(Radiographic Testing : RT)방서선의 조사방향에 평행하게 놓여 있는, 즉 두께차를 가지는 구상 결함의 검출이 우수하다. 그리고 결함의 종류, 형상을 판별하기 쉽고 기록 보존성이 높다. 그러나 라미에이션이나 방사선 조사방향에 대해 기울어져 있는 균열 등은 검출되지 않는다.2) 초음파 탐상검사(Ultrasonic Testing : UT)균열 등 면상결함의 검출능력이 방사선 투과검사에 비해 우수하다. 그러나 초음파가 균열 등의 결함면에 수직으로 입사하도록 탐상조건을 설정하는 데 주의해야 한다.3) 침투 탐상검사(Liquid Penertrant Testing : PT)표면으로 열려 있는 결함만을 검출할 수 있으며 금속재료나 비금속재료에 일반적으로 적용가능하다. 흔히 액체침투 탐상검사라고도 한다.4) 자분 탐상검사(Magnetic Particle Testing : MT)강자성 재료에만 적용할 수 있으며, 표면 및 표면 바로 밑의 결함의 검출이 가능하다. 강자성체의 표면결함탐상에는 침투 탐상검사보다 감도가 우수하다.5) 와전류 탐상시험(Electromagnetic Induction Testing : ET)도체의 표층부를 비 접촉으로, 그리고 고속으로 탐상할 수 있으며 봉, 관의 자동탐상에 유용하다.6) 누설검사(Leak Testing : LT)시험체의 내부와 외부에 압력차를 만들어 유체가 결함 등을 통해 흘러 들어가거나 나오는 것을 감지하는 방법으로 압력용기, 배관 등에 적용한다.7) 스트레인 측정(Strain Measurement)구조물의 설계 및 안전성을 평가하려면 외력이 작용했을 때 구조물에 발생되는 응력을 알아야 한다. 응력과 스트레인은 비례하므로 스트레인을 측정하여 응력을 구한다.8) 육안검사(Visual Inspection : VT)원칙적으로 육안으로 보고 확인하는 것이지만 확대경, 거울, 내시경 등의 보조 기구를 사용하기도 한다.결론비파괴시험의 특성비파괴시험을 이용하고자 할 때는 실시에 앞서 다음 항목의 대해서 충분히 이해를 해 두어야 한다.(1) 비파괴검사와 파괴검사비파괴검사는 이미 기술한 바와 같이 재료, 기기, 구조물 등에 손상을 입혀서는 안되고, 또한 파괴하지 않고 화학적 성질, 기계적 성질, 내부구조 등을 추정하여 합격, 불합격을 판단하는 검사법이다. 그러나 이와 같은 성질을 추정하여 판단을 내리기 위해서는 미리 이와 동일조건을 가진 시험체에 대해서 비파괴시험을 하여 그 후에 파괴시험을 실시해서 이 양자의 시험 결과에 관계를 구해 두어야 한다.다시 말해서 비파괴검사는 이미 파괴검사에 의해서 얻어진 결과에 비파괴시험을 해서 얻어진 결과를 대조 비교하여 파괴시험에서 얻어진 결과를 추정해서 자신있는 판단 결과를 내리는 검사법인데, 미리 비교시험결과가 못 얻어지면 아무리 정도 높은 비파괴 시험을 실시한다고 하더라도 아무 의미가 없는 측정에 그치고 마는 결과가 된다는 것을 알아둘 필요가 있다.(2) 비파괴시험을 실시하는 시기위에서는 비파괴검사와의 비교시험에 대해서 기술하였다. 여기서 매우 중요한 것은 비교하는 시기를 정하는 것이다. 그리고 그 시기는 품질을 평가하는 데 가장 적합한 시기가 아니면 안된다. 즉 제조의 공정이 진행되는 과정에서, 나머지 공정에 있어서 재료 또는 밀접부의 품질에 무엇인가 영향이 미칠 수 있다고 생각되는 공정이 가해질 경우에는 앞서 있던 공정의 시점에서 평가된 품질과는 달리 달라진 것이되므로 나머지 공정이 가해진 연후에 품질 평가의 시점을 선정해야만 한다. 그리고 특히 공정이 가해지지 않도록 경시변화로서 재료나 용접부의 품질이 변화 할 염려가 있을 경우에는 특히 이 변화를 충분히 평가할 수 있는 시점에서 시합을 실시해야 한다. 예를 들어 보면 전자의 예로서는 열처리로 말할 수 있고 열처리로 인해서 품질의 변화를 생각할 경우에는 당연히 그 전후의 시점에서 시험을 실시해야만 될 것이다. 그러나 열처리 전에 실시한 시험에서는 비파괴시험에 의한 품질의 평가를 통해 소재제조공정의 관리, 그리고 용접부에 대해서는 용접시행법의 관리를 하게 되는 것이고, 열처리 후에 실시하는 시험에서는 어느 경우에도 열처리 작업의 관리를 해야한다. 따라서 품질평가를 할 대상이 되는 것은 품질 평가를 실시하는 시기에 따라 각기 달리하고 있어서 달리한 시험법을 이용하는 경우가 있고, 어는 시기에 어떤 시험법을 가지고 하는가에 대해서 명확하게 둘 필요가 있다.(3) 비파괴시험의 신뢰성비파괴시험은 어느 물리에너지를 시험체에 투입하여 그 물리에너지의 투과, 흡수, 산란, 반사, 새어나감, 침투 등의 현상의 변화를 특정한 검출체로써 검출하여 이상의 유무를 살펴보는 방법을 말한다. 따라서 이상이 검출될 수 있느냐의 여부는 시험체의 재질, 조직, 형상, 표면상태, 사용하는 물리에너지의 성질, 검출하고자 하는 이상을 표시하는 부분의 상태, 형상, 크기, 방향설, 그리고 검출체의 특성 등에 크게 영향을 주게 된다. 그러나 일반적으로 어떠한 검사법을 사용하더라도 이상 부분을 완전히 검출할 수는 없다. 그래서 비파괴시험을 하여 무결함이라고 판단되는 정보를 구하더라도 반드시 무결함이라고 생각할 수 없다. 또 비파괴시험에 의해서 구해낸 이상 부분의 종류, 형상, 크기, 방향성 등에 관한 정보는 사용한 시험법에 따라서 서로 다르며, 시험법의 특성과 이상부분의 성질의 조합으로써 어느 때는 매우 정도가 높은 측정이 가능하고 어느 대에는 커서 큰 오차를 가져올 수가 있다.이상과 같은 것은 품질평가나 또는 수명평가를 할 때 그리고 비파괴시험을 할 경우에는 대단히 중요한 문제점들이다.(4) 비파괴 시험방법 및 시험조건의 선택비파괴시험으로 얻어진 결과의 신뢰성에 대해서는 이미 앞에서 기술한 바가 있는데 더구나 부적당한 시험 방법을 사용하든지, 시험조건이 올바르지 못하든지 할 때에는 그 결과의 신회성은 더욱 떨어지고 만다. 따라서 시험 방법 자체가 가진 특성에 따라 완전히 결함을 검출할 수는 없다고 하여도 되도록 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 검출하고자 하는 이상 부분의 성질에 적합한 시험 방법과 시험 조건을 선택하도록 해야만 한다. 그러기 위해서는 우선 검출하고자 하는 이상 부분의 성질을 미리 예측해 두는 것이 매우 중요하다. 즉 시험체의 재질, 가공의 종류, 가공리력 또는 사용리력을 검토하여 어떠한 종류의 결함이 어는 부분에서 어떠한 것인가 등을 가상하고 이것을 검출하기 위한 가장 적합한 시험 방법을 선택하도록 한다. 그리고 시험방법이 결정되었다고 하더라도 시험조건에 따라서는 반드시 적절한 시험 방법이라고 볼 수가 없어, 시험 방법은 최대의 능력을 발휘할 수 있는 그러한 시험 조건을 선택해야만 한다.

공학/기술| 2015.11.19| 5페이지| 1,000원| 조회(272)

비파괴검사, 비파괴시험, 비파괴검사 종류, 비파괴 시험방법

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고양력 장치와 고항력 장치에 대한 설명

양력이나 항력을 목적에 따라 변화시키기 위해 날개면이나 동체에 덧붙인 장치를 일반적으로 공력 보조 장치라 한다. 양력을 증가시키는 장치를 고양력 장치라 하는데, 보통 이륙할 때에는 큰 양력을 필요로 하기 때문에 이륙시에 고양력 장치를 많이 사용하고 있다. 특히, 단거리 이착륙시에는 특별히 설계된 고양력 장치가 사용된다. 또 이와 다른 장치로서 항력을 크게 하는 장치를 고항력 장치라고 한다. 고항력 장치는 공중에서 사용하는 고항력 장치와 착륙할 때 사용하는 고항력 장치가 있다. 공중에서 급강하하거나 착륙 진입할 때 비행기 속도를 줄이기 위해서 이 장치가 사용되고, 또 착륙 거리를 단축하기 위해서 지상에 바퀴가 접지하는 순간에 고항력 장치가 사용된다. 고양력 장치는 날개의 양력을 증가시켜 주는 장치이다. 옛날의 저속 항공기에 사용하던 날개는 날개 자체의 캠버가 커서 양력 계수값이 크기 때문에 고양력을 얻을 수 있었으나, 최근의 항공기들은 고속 성능을 향상시키기 위해서 날개나 기체에 작용하는 항력을 최소로 할 목적으로 날개의 두께와 캠버가 작고, 날개 하중이 큰 날개를 출현시켰다. 이 때문에 저속 성능이나 감속 성능을 나쁘게 하는 결과를 초래하였다. 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 플랩(flap), 슬롯(slot) 등이 있다. 플랩은 날개의 뒷전(trailing edge) 부근을 밑으로 구부려서 캠버(camber)를 크게하고, 또 어떤 플랩은 날개 면적 S도 크게 함으로써 최대 양력을 증가시키는 방법이다. 고양력 장치는 초기에는 착륙에만 사용되었으나 최근에는 이륙할 때에도 사용된다. 그러나 이륙할 때에는 플랩이 내려갔을 때 항력 계수의 증가가 크기 때문에 불리하며, 따라서 항력 계수 증가가 적은 플랩이 사용된다. 플랩은 비행기를 지상으로부터 빨리 이륙시키거나, 착륙속도를 느리게 하거나, 붙여졌다. 최대 양력 계수의 증가는 단순 플랩과 같은 정도이나, 뒷전에 심한 흐름의 떨어짐이 생기게 되므로 항력이 두드러지게 증가한다. 슬롯(slot) 플랩은 플랩을 내렸을 때에 플랩의 앞에 틈이 생겨 이를 통하여 날개 밑면의 흐름을 윗면으로 올려 뒷전 부분에서 흐름의 떨어짐을 방지하기 위한 것이다. 이것은 플랩을 큰 각도로 내릴 수 있으므로 최대 양력 계수가 커진다. 파울러(fowler) 플랩은 플랩을 내리면 날개 뒷전과 플랩 앞전 사이에 틈을 만들면서 밑으로 굽히도록 만들어진 것이다. 플랩이 뻗었을 때의 모양에서 알 수 있는 바와 같이, 시위의 길이에 대한 플랩길이의 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 계수값이 가장 크게 증가한다. 또, 항력 증가가 작기 때문에 이륙시에도 사용된다. 이들 기본 플랩을 개량하여 더 큰 최대 양력 계수를 얻도록 한 것도 있다. 잽 플랩은 스플릿 플랩을 뒤쪽으로 이동시키면서 내리도록 하여 급격한 항력 증가를 방지하도록 한 것이다. 슬롯 플랩을 개량한 것으로 이중, 또는 삼중 슬롯 플랩이 있다. 이것은 플랩 앞쪽의 틈에 베인을 설치하여 틈이 두 개, 또는 세 개 생기도록 한 것이다. 이 때문에 흐름의 떨어짐을 일으키기 않고 큰 플랩각을 취할 수가 있으며, 덧붙여 파울러 플랩과 같이 날개 면적도 증가시키므로 최대 양력 계수는 아주 커진다. 파울러 플랩은 양력과 항력을 증가시킬 뿐아니라, 플랩 밑면의 압력 증가로 압력 중심의 위치는 뒤로 이동한다. 특히, 파울러 플랩이나 이를 이용한 플랩은 이 효과가 커서 날개에 큰 전단 응력을 작용하거나 기체에 빗놀이를 유발시키므로 강도면과 안전성면에서 불리한 점도 생긴다. 제트기에 사용하는 고속용 날개골은 두께도 얇고 앞전 반지름이 작으므로, 큰 받음각을 취할 경우에 날개 앞전부터 실속으로 들어가서 갑자기 양력이 떨어지기 때문에 위험한 비행 상태로 될 위험이 있다. 따기동성도 올라간다. 그래서 현대의 몇몇 전투기들은 이 앞전플랩을 사용하며, 우리나라의 T-50 역시 사용하고 있다. 앞전 플랩 종류로는 크루거(kruger) 플랩, 슬롯과 슬랫, 드루프 앞전(drooped leading edge) 등이 있다. 슬롯은 길고 가는 통이나 홈으로, 주익 아랫면의 공기를 슬롯을 통하여 윗면으로 보내어 기류가 이탈하는 것을 방지한다. 이 틈은 벌어지거나 닫히지 않는다. 슬랫은 본래 블라인드의 가로창살과 같이 단층모양의 판자를 표현하는 단어로, 비행기에서는 주익앞에 장비하여 필요에 따라 전하방으로 내밀 수 있는 장치를 가리킨다. 슬랫이 작동되었을 경우 이것은 슬롯과 같은 역할을 한다. 크루거 플랩은 날개 앞부분에 붙어 있어 위아래로 접어지는 형태의 플랩이다. 이것은 에어포일의 캠버와 두께를 크게하여 양력과 항력을 증가시킨다. 앞전 플랩에는 일반적으로 크루거 플랩이 사용된다. 드루프 앞전은 날개 앞전 부분이 밑으로 꺾여서 굽혀지기 때문에 붙여진 이름이다. 앞전 반지름과 그 부분의 캠버의 증가 효과를 얻을 수 있는 장치이다. 이상 설명한 앞전 플랩은 삼각 날개 항공기처럼 수평 꼬리 날개가 없는 항공기에 단독으로 사용되는 것 외에는 일반적으로 뒷전 플랩과 연결, 작동하도록 되어 있다. 이 앞전 플랩은 받음각이 커도 실속을 지연시키는 효과를 가져오지만, 이것을 단독으로 사용하면 이·착륙시 기수가 지나치게 올라가 아래 방향의 시계가 충분히 확보되지 않고, 또 착륙 장치의 설계가 복잡해진다. 이 결점을 보완하기 위해서 앞전 플랩을 뒷전 플랩과 함께 사용하면 받음각을 작게 할 뿐만 아니라, 단독으로 사용할 때보다 큰 최대 양력 계수를 얻는다. 경계층 제어 장치는 최대 양력 계수를 증가시키는 방법으로서, 기본 날개골을 변형시킬 뿐 아니라 받음각이 클 때 흐름의 떨어짐을 직접 방지하는 방법이 경계층 제어 장치이다. 경계층 제어 장치에는 날개 윗면에서 흐름을 강제적으로 빨아들임 방식(suction)과 고압 공기를 날개면 뒤쪽으로 분사하여 경계층을 불어 날력 감소에 두고 있다. 항력을 감소시키면 비행기의 속도를 증가시키고, 또 연료를 절약할 수 있기 때문에 비행기에 항력 감소 장치를 설치하면 비행 성능을 향상시킬 수 있다. 현재 사용중인 항력 감소 장치로는 날개 끝 윙렛(winglet)이 있다. 이 장치는 날개 끝에 수직으로 세운 작은 날개이다. 이 장치는 날개 끝 와류를 이용하여 비행 방향으로 추력 성분이 생기게 하여 항력을 감소시켜 주는 역할을 한다. 날개 끝 와류와 자유 흐름이 합성된 흐름의 방향은 윙렛에 받음각을 만들어서 양력을 발생시킨다. 이 양력의 성분 중에서 비행 방향의 추력 성분은 비행기를 앞으로 전진시키는 추력의 역할을 하기 때문에 비행기의 항력을 감소시킨다. 이 장치는 현재 보잉 747-400 계열 항공기에 사용 중이다.양력을 증가시키는 고양력 장치나 항력 감소 장치들은 비행기의 양항 특성을 향상시키기 위한 장치들이다. 반면에, 항공기에는 항력만을 증가시키는 장치가 필요한 경우가 있다. 이는 비행기의 속도를 감소시키기 위한 목적으로 사용이 된다. 플랩은 고양력 장치이지만, 또한 항력을 증가시키므로 고속 비행시에 이것을 사용하여 감속시키는 것은 강도면에서 무리가 생긴다. 특히, 제트기에 있어서는 항력을 아주 작게 설계하였으므로 단시간에 감속시키거나, 하강 또는 급강하시에 가속이 되지 않도록 하기 위해서 플랩을 사용하는 것은 부적합하다. 이 같은 결점을 보완하기 위한 장치가 고항력 장치이다. 고항력 장치에는 에어 브레이크(air brake), 역추력 장치(thrust reverser), 제동 낙하산(drag chute) 등이 있다. 에어브레이크는 날개 중앙 부분에 부착하는 일종의 평판이고, 이것을 날개 윗면, 또는 밑면에 펼침으로써 흐름을 강제로 떨어지게 하여 양력을 감소시키고 항력을 증가시키는 장치이다. 기체에 따라서는 동체의 뒤쪽에 붙이는 것도 있다. 에어 브레이크는 원래 고속 비행기에 사용하기 위한 장치이므로 충분한 강도가 주어져야 하고, 이것을 펼쳤을 때에 기체의 자세를 크게 변화시키지 않 효과를 높여 줌과 동시에 항력을 증가시키기 위해서 사용하는 스포일러를 지상 스포일러(ground spoiler)라 한다. 에어 브레이크나 스포일러는 실속각을 감소시키기 위해 실속 속도를 크게 한다. 플랩을 사용할 때 이것을 펼치면 흐름의 떨어짐이 두드러져 양력 감소에 의한 급격한 고도 저하나 감속이 나타날 뿐만 아니라 버핏도 수반하므로, 일반적으로 플랩을 내렸을 때에는 사용을 금지하고 있다. 제트기에서는 기관의 배기 가스를 막는 판, 또는 편류시키는 판을 이용해서 배기가스 흐름을 역류시켜 추력의 방향을 반대로 바꾸는 방법이 있다. 이 장치를 역추력 장치라 한다. 기체에 따라서는 비행 중에 사용할 수 있는 것도 있으나, 일반적으로는 착륙 후의 활주 거리를 짧게 하기 위해서 지상에서만 사용되는 예가 많다. 프로펠러기에서는 프로펠러의 피치(pitch)를 반대로 해서 추력을 반대로 형성시키는 것도 있다. 다만, 프로펠러기에 있어서는 제트기 정도의 항력 감소는 기대할 수 없고, 고속 비행시에 기관의 출력을 줄이면 프로펠러 자체에 큰 항력이 작용하므로, 에어 브레이크 등의 고항력 장치의 필요성이 적다. 드래그 슈트는 고속항공기가 착륙할 때 활주거리를 단축시키기 위해 사용하는 낙하산이다. 접지 직전이나 직후에 동체의 꼬리쪽에서 방출되어 펴져서 항공기의 저항을 급증시켜 브레이크 작용을 한다. 이와 같은 낙하산을 사용하게 된 것은 최근의 항공기가 공기역학적 설계의 진보로 기체의 저항이 작게 되었으며, 특히 제트기는 기체의 저항이 극히 작고, 또 고속화를 위해 날개 면의 하중이 커져서 최대 양력계수가 작아졌기 때문이다. 따라서 날개에 장치한 고양력장치(플랩 ·슬롯 등)를 사용한다고 해도 날개 면적이 작기 때문에 착륙속도가 빠르며, 따라서 활주거리가 대단히 길다. 이에 대하여 강력한 바퀴브레이크를 사용하는 외에, 동체나 날개에 스피드 브레이크나 스포일러 등 공력적인 브레이크를 장치하여 기체의 저항을 크게 하고 있으나, 구조가 복잡하므로 설치장소나 무게에 한계가 생긴다. 이런 점다.

공학/기술| 2014.12.04| 6페이지| 1,000원| 조회(425)

제트기, 고항력장치, 고양력 장치

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액량 및 유량계기에 대하여 논하라

액량 계기 일반액량 계기는 항공기에 탑재되는 연료, 윤활유, 작동유 등의 양을 부피나 무게로 측정하여 지시하는 계기로서, 액량을 부피로 나타낼 때에는 갤런(gallon)으로 표시하고, 무게로 나타낼 때에는 파운드(pound)로 표시한다.부피는 항공기의 고도와 외부 온도에 따라 그 영향이 심하므로, 무게 단위로 측정하여 표시하는 것이 높은 고도를 비행하는 항공기에서는 특히 유리하다.항공기에는 연료, 오일, 물, 방빙액, 작동유(유압 장치용) 등의 액체가 탑재되어 있다. 이것들은 어느 것이나 소홀히 할 수 없는 중요한 것이고 각각의 액량을 표시하는 계기를 설치하도록 정해져 있다.8.2 액량 계기의 종류1. 사이트 게이지식(Sight Gauge) 액량 계기사이트 게이지식 액량 계기는 게이지 글래스(gauge glass)를 통하여 직접 액면을 보아서 액량을 아는 방식이다. 이 방식의 액량 계기는 탱크와 조종사와의 위치 관계에 의해 제약되므로 비행중에 사용되는 액량 계기로는 거의 사용되지 않으며, 지상에 있어서 정비 작업을 위해서 장착되어 있다.그림 8-1 사이트 게이지(sight gauge) 액량 계기2. 부자식 액량 계기(Float-type Fuel/Oil Quantity Indicator)부자식 액량 계기는 액면에 뜬 부자의 위치에 의해서 액면의 높이를 아는 방식으로 가장 많이 이용되고 있는 액량 계기이다.1) 기계식 액량 계기(Mechanical Fuel/Oil Quantity Indicator)그림 8-2에 나타나듯이 레버(lever)가 장착된 부자에 의해서 기어가 회전되어, 그 축 앞에 붙은 자석에 의해서 자기적으로 지침이 회전하여 액량을 표시한다. 이 방식도 조종사와 탱크의 위치 관계에 의해서 제약이 있으므로 비행중에 이용되는 것이 아니고 지상에서의 정비 작업에 이용되고 있다. 앞에서 설명한 사이트 게이식 액량 계기에 대신하는 것이다. 구조가 단순하므로 신뢰성이 높고 널리 이용되고 있다.자석부자그림 8-2 기계식 액량 계기2) 비율형 액량 계기(Ratiometer-Type Fuel/Oil Quantity Indicator)이 방식은 자동차 등에 널리 이용되고 있는 연료 계기와 같다. 그림 8-3에 대표적인 예를 나타내었다. 가변 저항기의 가동 부분은 액면에 뜬 부자에 의해서 움직인다.그림 8-3 비율형 액량 계기액면 계기의 발신부(tank unit이라고 불리운다)는 위와 같이 가변 저항기와 부자(float)로 구성되고 있다. 가변 저항기는 탱크가 액체로 채워졌을 경우에 저항값이 최소가 되는 방식과 최대가 되는 방식이 있다. 액면계의 지시기는 두 개의 코일, 자석이 붙어있는 지침 및 저항으로 구성되어 있다. 코일 CF에 흐르는 전류는 액면의 높이에 관계없이 일정하지만 코일 CV에 흐르는 전류는 액면의 높이에 따라서 변화한다. 그 때문에 자석이 설치된 위치의 합성 자장의 방향은 바뀐다. 자석은 자장의 방향에 따라가므로 자석에 결합된 지침에 의해 액면의 높이를 알 수 있다.이 방식의 지시기는 전원의 전압이 변동했을 경우에는 CF, CV 양 코일의 전류가 함께 변화하여 CF, CV의 전류의 비로 결정하는 자장의 방향은 변하지 않으므로 지시값도 변하지 않는다. 이와 같은 계기는 비율형 계기(ratiometer type gauge)라고 불리우고 널리 이용되고 있다.3) 부자-나선형 액량 계기(Rotating Float-type Fuel Oil Quantity Indicator)부자는 나선 상태의 홈이 붙은 원통에 장착되고 액면이 상하로 움직이면 나선 홈을 따라서 회선한다.부자의 회전은 중앙 축에 의해서 싱크로(또는 데이신)의 로터에 전달된다. 로터의 회전에 의해서 스테이터(stator)에는 로터의 회전각에 따른 각도 신호가 발생된다. 이 각도 신호는 액량 계기 지시기에 보내져 액량이 지시된다. 이 방식의 액량 계기는 헬리콥터 등에 이용되고 있다.나선 가이드회전축지시기부자싱크로(수신기)싱크로(발신기)AC 400[Hz] 전원그림 8-4 부자-나선형 액량 계기3. 딥 스틱식(Dip Stick Type) 액량 계기길고 얇은 강철 와이어를 탱크에 삽입하여 유체가 묻어나오는 높이를 읽으므로 액량을 알 수 있는 계기이다. 와이어에 유면에 따른 지시 눈금이 있으며 점도가 높은 유체의 액량을 알아내는데 사용한다. 소형 항공기의 오일량계로 사용한다.4. 정전 용량식 액량 계기(Capacitance-type Fuel Quantity Indicator)정전 용량식 액량 계기는 공기와 연료 등의 액체와 유전율의 차이를 잘 이용한 액량 계기로 그림 8-6에 원리도를 나타냈다. CF는 일부가 연료에 가라앉은 동축 원통형 콘덴서, C는 고정 콘덴서, CC는 전체가 연료에 가라앉은 동축 원통형 콘덴서이다.AC400[Hz]CFTCCCAPi1i2MV2V1VRG/T그림 8-6 정전 용량식 액량 계기변압기 T에는 그림에 표시한 것과 같은 2차 권선이 설치되고 위상이 역관계에 있는 전압 V1, V2가 발생하고 있다. 서보(servo) 증폭기 A의 입력 P점에는 CF를 통과한 V1에 의한 전류 i1 및 C, CC를 통과한 V2에 의한 전류 i2가 흘러 들어간다. 이 입력에 의해서 서보 모터(servo motor) M이 회전하고 평형점에 달한 시점에서 정지한다. 액면이 높아지고 CF가 증가하면 i1이 커지지만, 이 i1을 부정하므로 VR이 아래도 움직여서 i2를 증대시켜 평형이 된다. 따라서 VR이 정지한 위치(지침의 위치)에 의해서 액면의 높이를 알 수 있다. 연료의 유전율이 변하는 경우(온도 변화가 다른 품질의 연료를 사용할 경우)에는 CC가 바뀐 경우에도 지시값은 영향을 받지 않는다.유량 계기 일반항공기에 이용되고 있는 유량 계기(flowmeter)는 기관을 적절히 작동하므로 기관에 유입하는 연료의 유량을 측정하고 조정실에 장치되어 있는 연료 유량 계기 지시기로 표시하고 있다. 항공기 유량 계기의 연료 유량은 흔히 파운드/시간[lb/h] 또는 갤런/시간[gal/h]으로 표시된다.유량 계기는 주로 연료 탱크에서 기관으로 흐르는 연료의 유량을 시간당 부피 단위, 즉 GPH(gallon per hour：3.79[L/h]), 또는 무게 단위 PPH(pound per hour：0.45[kg/h])로 지시하는 계기이다.기관이 1시간 동안 소모하는 연료의 양, 즉 기관에 공급되는 연료파이프 내를 흐르는 유량률(rate of flow)을 부피의 단위 또는 무게의 단위로 지시한다. 이 계기는 오토신 또는 마그네신의 원리를 이용하여 원격으로 지시하는데, 그 종류에는 차압식 유량 계기, 베인식 유량 계기, 질량 유량 계기, 동기 전동기식 유량 계기가 있다. 대형 기관에 베인식 유량 계기 및 질량 유량 계기가 흔히 이용되고 있고, 연료 분사식의 소형 왕복 기관에는 차압식 유량 계기가 이용되고 있다.유량 계기의 종류1. 차압식 유량 계기(Differential Pressure-type Flowmeter)액체를 보내는 튜브의 도중에 그림에 나타난 것 같은 작은 구멍을 만든 오리피스(orifice)를 설치하면 액체의 흐름이 없을 때는 오리피스의 상류와 하류의 압력에 차이가 없지만, 액체를 흘러보내면 상류와 하류에 압력차가 생긴다. 오리피스의 모양과 액체의 성질이 일정할 경우는 유량과 압력차의 사이에는 일정한 관계(유량은 압력차의 제곱근에 거의 비례한다)가 있으므로 압력차를 측정함으로써 유량을 알 수 있다.

공학/기술| 2014.12.04| 4페이지| 1,000원| 조회(470)

액량 계기, 항공기장비, 액량 및 유량계기

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Gyroscope에 관하여 논하라.

자이로 계기 일반한 점이 고정되어 있는 축 주위를 회전하는 것을 팽이라 하며 그 고정점이 회전체의 중심인 것을 자이로 스코프(gyroscope) 줄여서자이로(gyro)라 한다. 회전체가 3축에 대해 모두 자유롭게 움직일 수 있으면 자유도가 3인 3축 자이로이며 정침의(directional gyro)와 인공 수평의(gyro horizon 또는 vertical gyro)에 사용된다. 3축 중 한축이 고정된 자이로를 자유도가 2인 2축 자이로라 하며 선회계(turn indicator)에 사용한다.1.자이로의 성질자이로는 강직성과 섭동성이라는 특수한 성질이 있으며 이러한 성질을 자이로 계기에 응용하였다.짐벌회전자Z회전자축ZYYXXXX그림 6-1 자이로 스코프1) 강직성(Rigidity)과 편위(Drift)자이로는 외력이 가해지지 않으면 자이로 회전자 축은 우주 공간에 대하여 계속 일정 방향으로 유지하려는 성질을 가진다. 이러한 성질을 강직성(Rigidity)이라 하는데, 자이로 회전자의 질량이 클수록, 자이로 회전자의 회전이 빠를수록 강하다. 적도상의 한 지점에 자이로의 회전축을 두고 24시간 동안 관찰해 보면, 자이로 회전축의 방향은 그림 6-2와 같다. 이것을 지상에서 관찰하고 있으면, 그림 6-2 (b)와 같이 자이로의 회전축은 시계 방향으로 이동하여 24시간 후에는 원위치로 되돌아온다. 이것은 지구의 자전 때문에 생기는 현상이다.남 극(a)(b)그림 6-2 자이로의 강직성과 지구와의 관계편위(drift)는 자이로가 지구의 중력에 관계없이 자세를 유지하기 때문에, 지구의 자전에 의한 지구의 한 기준축과 각 변위가 생기는데 이것을 말한다. 이론적으로는 24시간 동안에 360°, 즉 1시간에 15°씩 기울어지는데, 이것은 어떠한 방법으로든지 수정을 해야 한다. 또, 자이로 회전자의 불평형과 마찰 등의 원인으로 섭동을 일으키게 되어 자세가 변위되는 현상이 생기는데, 이것도 편위에 포함된다.2) 섭동성(Precession)그림 6-3 (a)와 같이, 관성모멘트``I`를 갖고omega 의 각속도로 회전하는 자이로가 회전하고 있을 때 회전자의 앞면에``F`라는 힘을 가하면, 가한 점으로부터 회전 방향으로 90° 진행된 점에``P`의 힘이 가해진 것과 같은 작용을 하여 회전축은``A, ``B 방향으로 움직인다.그림 6-3 (b)는 지구의 중력에 대하여 기울어져 있는 팽이를 나타낸 것이다. 팽이는 기울어져 있으므로 중력에 의해서 힘``F`가 작용한 것과 같겠지만, 섭동성에 의하여 회전 방향으로 90° 전진한 점에 힘``P`가 작용하는 것 같이 기울어져서 회전하게 되므로 팽이는 섭동 운동을 하게 된다.MgP90°ABFPF(a)(b)그림 6-3 섭동원리섭동각속도[Ω]= 외력 over {관성력 times 회전~각속도} = M over {I omega } = M over L 여기서,``M：외력,``I：관성력(관성 모멘트),omega ：각속도,``L：각 운동량따라서, 섭동성은 로터의 무게가 증가하거나 회전 각속도가 크면 감소하고 로터를 기울이려는 외력에 비례하며 강직성은 섭동성과 반대의 성질이 있다.2.자이로 회전자의 동력원강직성과 섭동성을 나타내려면 자이로 회전자는 고속으로 계속 회전해야 하는데, 자이로 회전자의 회전 동력원으로는 전기 계통, 진공 계통, 공기압 계통 등이 있다.1) 전기 계통고도와 무관하게 사용할 수 있는 전기구동식은 자이로 계기의 중요성이 커짐에 따라 쉽게 읽을 수 있고 자립 특성이 좋으며 오차가 적고 높은 고도에서도 효과적이기 때문에 현재 많이 사용되고 있다.2) 진공 계통(Vacuum System)① 벤튜리 계통(venturi tube)：벤튜리관 목 부분의 부압을 이용하여 공기를 배출시킨다. 동력이 필요하지 않는 장점이 있지만 벤튜리 관이 직접 외부 공기와 닿기 때문에 결빙의 우려가 있다.압력계회전 선회계기수 지시계자세 지시계그림 6-4 벤튜리를 이용한 자이로의 동력원② 진공 펌프 계통(vacuum pump)：기관에 의해 구동되는 베인식 진공 펌프에 의해서 진공압을 얻는다. 진공 계통의 압력은 압력릴리프 밸브에 의해 4± 0.25"[Hg]로 조절되며 선회 경사계는 흐름 제한기(restrictor valve)에 의해 2 ±0.1"[Hg]로 맞춰진다. 또한 흡인압력계는 진공압이 적당한가를 알려주기 위해 계통에 설치된다. 벤튜리관은 글라이더나 소형기에 사용되고 진공 펌프는 중형기에 사용되었으나, 현재에는 소형기와 중형기에서도 거의 진공 펌프가 사용되고 대형기에는 전기 계통이 사용된다.진공 펌프코드자세 지시계대기 환기선진공 계통 공기 필터진공 릴리프 밸브흡입 게이지방향 지시계흡입 릴리프 밸브공기 입구진공방출 공기그림 6-5 진공 펌프를 이용한 자이로의 동력원3) 공기압 계통18,000[ft] 이상의 상공에서는 자이로 로터를 회전시키는 공기의 질량이 충분하지 못하여 진공압 계통으로는 로터의 구동이 어렵다. 따라서 공기압 펌프를 사용하여 대기압보다 높은 압력으로 자이로의 회전자를 회전시킨다. 공기압 계통이 진공 계통보다 효율적이다.자이로 계기의 종류1. 방향 자이로 지시계(Directional Gyro Indicator)방향 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, 북선 오차 등에 의한 불편을 없애기 위하여 개발된 것이며 플럭스 밸브와 같은 장치와 연결하여 원격지시 컴파스로 발전하게 된다.방향 자이로 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 자전 등의 영향에 의한 편위가 발생한다. 따라서, 시간에 따라 오차가 커지므로 자기 컴파스를 기준으로 하여 15분마다 지시값을 수정해야 한다.

공학/기술| 2014.12.04| 4페이지| 1,000원| 조회(252)

Gyroscope, 자이로계기, 항공기 정비

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