비행원리[비행체의 비행원리에 대하여 설명하시오.]
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소개글

비행원리[비행체의 비행원리에 대하여 설명하시오.]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 본론
1) 외력이란?
2) 양력발생원리

3. 결론

4. 참고문헌

본문내용

가보면 불같은 강속구를 던지는 투수가 있는가 하면, 공의 속도는 그다지 빠르지 않지만, 공의 변화가 매우 심해서 타자들이 제대로 치기 힘든 변화구를 구사하는 투수들을 종종 볼 수가 있다. 변화구의 종류도 매우 다양해서 커브, 슬라이더, 너클볼 등 갖가지 다양한 변화구를 볼 수가 있는데, 그토록 현란한 변화구를 구사할 수 있게 하는 원리는 무엇일까? 아래 그림과 같이 투수가 공을 던질 때 공에 회전을 주고 던지는데, 이때 공의 위와 아래 주위를 공기가 지나가게 된다. 공의 회전에 의해서 야구공 표면의 속도방향과 공기의 진행 속도방향이 일치하는 쪽에서는 공기 흐름의 속도가 커지게 되고, 반대로 아래쪽에서는 공기의 진행 방향과 야구공 표면의 속도 방향이 반대가 되므로 그만큼 속도가 작아진다.
유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고, 속도가 감소하면 압력이 높아진다는 베르누이(Bernoulli)의 원리에 의해서 아래면의 압력이 커지고 윗면의 압력은 낮아지게 되므로, 아래 그림과 같이 아래에서 위로 야구공을 뜨게 하려는 힘이 작용하게 된다. 이러한 현상을 1852년 독일의 물리학자 구스타프 마그누스가 포탄의 탄도를 연구하는 과정에서 발견했다고 해서 마그누스(Magnus) 효과라고 한다.
③ 베르누이의 법칙
- 운동하고 있는 유체 내에서의 압력과 유속, 임의의 수평면에 대한 높이 사이의 관계를 나타내는 유체역학의 정리이다. 이때 유체의 압축률과 점성은 무시될 수 있어야 하며 유체의 흐름은 균일하거나 층류이어야 한다.
1738년 스위스의 수학자 다니엘 베르누이가 이 정리를 처음으로 유도했다. 사실상 이 정리가 의미하는 것은 운동하고 있는 유체의 역학적 총 에너지, 즉 유체의 압력에 의한 에너지와 임의의 수평면에 대한 중력에 의한 위치에너지 그리고 유체의 운동 에너지의 총합이 일정하다는 것이다. 그러므로 베르누이 정리는 흐름이 균일하거나 층류인 이상유체에 대한 에너지 보존원리이다. 따라서 유체가 수평면에서 운동할 때, 즉 위치에너지의 변화가 없는 경우 베르누이 정리에 의하면, 유체 압력의 감소는 유속의 증가를 뜻한다. 예를 들어 수평면에 놓인 단면적이 변하는 도관을 통해 유체가 흐를 때, 도관의 단면적이 줄어들수록 유속은 증가한다. 그러므로 유체가 도관에 대해 작용하는 압력은 도관의 단면적이 최소인 부분에서 가장 작아진다. 유체의 흐름에 대해 부분적으로 단면적이 좁아진 도관이 미치는 효과를 벤튜리 효과라고도 하는데, 이 현상을 처음으로 밝힌 이탈리아의 과학자 G.B. 벤츄리(1746~1822)의 이름을 따서 명명했다. 베르누이 정리는 항공기 날개의 설계와 같은 다양한 공학적 응용분야에서 그 근간을 이루고 있다. 항공기 날개의 상단부 곡면을 따라 흐르는 공기는 날개 밑을 지나는 공기보다 빠르다. 따라서 날개 하단면의 압력이 날개 상단면의 압력보다 커지게 되는데 이러한 원리로 항공기가 뜨게된다.
④ 뉴턴의 운동법칙
-뉴턴의 운동법칙은 양력(Lift) 발생에 대해 설명할 수 있는 것처럼 보이지만, 어떻게 양력(Lift)이 발생하는 지에 대한 해답은 제시하지 못한다. 실제로 많은 에어포일(Airfoil)들은 윗면과 아랫면의 곡률이 같은 대칭형(Symmetrical)이지만, 여전히 많은 양력(Lift)을 발생시키고 있다.
(1) 뉴턴의 제 1 법칙(관성의 법칙)
-\"정지해 있거나 직진운동을 하고 있는 모든 물체는 외부의 힘에 의해 간섭받지 않는 한 계속 그 상태를 유지하려 한다.\" 주기장(Ramp)에 정지해 있는 항공기는 이러한 관성을 극복할 만한 외부의 힘이 존재하지 않는 한 계속 주기장에 정지해 있으려고 한다.
(2) 뉴턴의 제 2 법칙(가속도의 법칙)
-\"힘은 시간의 변화율당 모멘텀의 변화와 동일하다. 질량이 일정하다면 힘은 질량을 가속도와 곱한 합과 같다(F=ma).\" 만일 어떤 물체에 지속적인 힘이 적용되고 있는 상태라면, 그 물체의 가속도는 질량에 반비례하고, 그 힘에 비례한다.
(3) 뉴턴의 제 3 법칙(작용 반작용의 법칙)
-\"모든 운동에는 그와 반대방향으로 동일한 반작용이 존재한다.\" 비행기에서 프로펠러가 돌면서 공기를 뒤쪽으로 밀어낸다면, 결국 공기가 프로펠러를 앞쪽으로 밀어내는 것(비행기를 전진시키는 것)이다. 제트 비행기에서 엔진이 뜨거운 가스화염을 뒤쪽으로 밀어낸다면, 그와 동일하고 반대되는 반작용이 엔진을 앞으로 밀면서 비행기를 전방으로 움직이도록 힘을 발휘한다.
■결론
- 본 레포트에서는 항공기가 어떠한 원리로 비행을 할수있는지에 대하여 자세히 알아보았다 항공기와 같이 무거운 물체가 뜨기위해선 가장중요한 힘은 양력이라는 힘으로서 양력을 발생시키기 위해선 여러 가지 조건이 필요하다는 것을 알게 되었다.
현재 우리 인간의 생활에서 없어서는 안될 항공산업이 이만큼 발전할 수 있었던 것은 인간의 끊임없는 도전과 연구의 결실이라고 생각된다. 앞으로 나 자신도 끊임없이 발전하도록 할 것이다.
■참고문헌
① 책 : 비행원리 [교육부]
② 인터넷 : 항공기 양력발생 원리 [네이버카페 : 항공정비사 워너비]
[에소프레소 2014.01.28]
[http://cafe.naver.com/airmanwannabe ]
③ 인터넷 : 비행기가 뜨는 원리, 양력의 원리에 대해 간단히 알아보자
[네이버 블로그]
[Challenger 2015.01.01] [http://m.blog.naver.com/challenger48/220211208805 ]
④ 인터넷 : 베르누이 정리 : Magus 효과와 항공기 양력발생원리
[항공우주항공교육원]
[http://tinyfactory21.cafe24.com/wp/wp-content/uploads/2016/03/10_%EA%B3%BC%ED%95%99_%EB%AC%BC%EB%A6%AC_%EB%B2%A0%EB%A5%B4%EB%88%84%EC%9D%B4-%EC%A0%95%EB%A6%AC_Magnus-%ED%9A%A8%EA%B3%BC%EC%99%80-%ED%95%AD%EA%B3%B5%EA%B8%B0-%EC%96%91%EB%A0%A5%EB%B0%9C%EC%83%9D%EC%9B%90%EB%A6%AC%EB%B0%95%EC%98%81%EA%B7%BC-1.pdf]
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  • 등록일2021.01.06
  • 저작시기2016.3
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