항공우주학개론 2 - 비행성능, 안정성, 조종성 편

소개글

항공우주학개론 2 - 비행성능, 안정성, 조종성 편 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 등속수평비행성능

2. 필요마력

3. 이용마력

4. 잉여마력(Excess Power) or 여유마력

5. 상승한도

6. 하강비행

7. 버펫 (buffet)

8. 항속 성능

9. 선회비행

10. 이착륙 비행

11. 안정성
★ 트림상태

12. 정안정성

13. 동안정성

14. 무게중심과의 관계

15. 조종성

16. 국제 민간 항공 기구 (ICAO) 부속서 7에 의한 항공기의 분류

참고자료

본문내용

⑤ 동적 가로-방향 안정성 (가로-방향운동 = 횡운동)
ⅰ) 측풍이 불었다고 가정. 측풍이 사라지면 기수가 원상복귀 되면서, 피치운동처럼 지나쳤 다가 다시 돌아가는 과정 반복. 그러면서 진폭이 점차 줄어듦.
ⅱ) 이 와중에 기수가 좌우로 흔들리는 요잉 운동이 일어남
ⅲ) 롤링 운동도 야기시킴.
ⅳ) 롤링과 요잉 운동이 같은 주기로 일어나게됨 : 더치롤 (Dutch roll) 이라함.
ⅴ) 나선강하 : 날개에 경사각이 생기면 시간이 지남에 따라 항공기는 서서히 선회하면서 하강. 경사각이 약간씩 커지거나 약간씩 줄어듦. 그 진행정도가 아주 느려 원래 경사각 이 두 배가 되는데 걸리는 시간이 수 분에 달함. 이러한 운동을 나선강하라고 함.
- 시간이 지남에 따라 경사각이 증가 : 불안정한 나선강하
- 시간이 지남에 따라 경사각이 조금이라도 감소 : 안정한 나선강하
ⅵ) 상반각 : 날개가 수평에서 약간 쳐들려 올라간 형태로 부착된 것. -> 동안정성에 기여
상반각 효과 : 내려간 날개를 위로 올리려는 롤링 모멘트가 생기는 효과
ⅶ) 상반각에 의한 효과는 나선강하를 약간 안정하게 바꾸나, 너무 크면 더치롤에서 불안정 할 수 있다.
14. 무게중심과의 관계
① 무게중심이 전방에 있는 경우
ⅰ) 조종성↓
ⅱ) 연료 多
ⅲ) 종적 안정성 증가
ⅳ) 보다 낮은 순항속도
ⅴ) 실속속도가 높다. 실속위험이 낮음.
ⅵ) 실속 및 스핀에서 회복력 양호
ⅶ) 이륙시 상승에 어려움, 착륙시 정지 안될 수 있음
② 무게중심이 후방에 있는 경우
ⅰ) 횡적 안정성 증가
ⅱ) 받음각, 양력 증가
ⅲ) 보다 높은 순항속도
ⅳ) 실속속도가 낮다. 실속위험이 높음.
ⅴ) 실속 및 스핀에서 회복이 어려움
ⅵ) 이륙 시 미리 로테이션 되어 꼬리를 치거나, 상승 중 피치 up 되어 실속 유발 우려
③ 날개 보다 무게중심이 앞, 아래쪽 일수록 안정하다.
④ 항공기 중심 허용 범위
ⅰ) 여객기 - passenger seating variation, In-flight Movement, Fuel allowance
(Fuel usage, fuel density variation),
landing gear 및 flap movement는 거의 고려 안함.
ⅱ) 화물기 : fuel allowance, landing gear 및 flap movement.
15. 조종성
① 평형상태를 변화시키거나 원하는 평형상태를 맞출 수 있는 능력
② 가속운동과 같은 불평형 상태를 만들어 낼 수 있는 능력
③ 안정성과 조종성은 상반관계 : 안정성이 적은 경우 쉽게 다른 평형상태로 바뀔 수 있음. 조종성이 크다고 함. 둘 사이에 절충이 필요.
④ 엘리베이터 (Elevator) :
ⅰ) 피치조종 위함.
ⅱ) 수평꼬리날개 끝부분이나 수평꼬리날개 전체의 각도를 변화시킴.
ⅲ) 무게중심에 대한 모멘트를 변화시켜 회전운동을 일으킴.
ⅳ) 세로 조종성 : 엘리베이터 변위에 따른 피칭모멘트의 발생량.
ⅴ) 같은 엘리베이터 변위에 대해 더 큰 자세변화가 일어날수록 조종성이 큼.
ⅵ) 비행 중에 엘리베이터를 내리면 원래 위치로 돌리려는 모멘트가 작용. 이 모멘트는 조 종계통을 통해 조종간에 전달됨.
⑤ 러더 (Rudder) :
ⅰ) 요 운동 위함.
ⅱ) 수직꼬리날개에 설치.
ⅲ) 방향 조종성 - 옆미끄럼각을 조종. 정상선회 => 옆미끄럼각 = 0
ⅳ) 페달로 러더 조절
ⅴ) 같은 페달 변위에 대해서 더 큰 옆미끄럼각이 발생하면 방향안정성에 대한 방향 조종성 이 더 큰 것. 러더 변위를 원상복귀시키면 옆미끄럼도 없어짐.
⑥ 에일러론 (Aileron) :
ⅰ) 롤 운동 위함.
ⅱ) 날개 좌우에 하나씩 설치하여 서로 반대방향으로 작동시켜 롤링모멘트를 만듦.
ⅲ) 난류, 돌풍 시 수평자세가 기울어지는데, 롤 자세에 대해서 항공기 자체가 거의 안정성 을 가지고 있지 않으므로 강력한 조종력 필요.
ⅳ) 선회시 언제나 날개에 경사각을 주어 선회함. 수평자세에서 원하는 경사각을 만들 수 있는 롤 조종성을 가지고 있어야 함.
ⅴ) 에일러론에 변위를 준 채로 있으면 날개 경사각이 유지되는 것이 아니라, 롤링 각속도 가 생겨남.
ⅵ) 수평자세에서 날개에 경사각 주려면 -> 에일러론 움직여 롤 각속도를 만들고 시간이 지남에 따라 경사각이 커져 원하는 경사각이 되었을 때, 에일러론을 다시 원위치 시켜 야함.
ⅶ) 같은 에일러론 변위에 대한 롤 각속도의 크기 : 롤 조종성
★ 항공기를 조종하기 위해 조종간은 어떤 조종면을 작동하기 위함? 러더, 엘리베이터.
⑦ 스포일러 : 역요를 없애기 위함. 날개 윗변에 판을 설치하여 공기흐름을 막음.
항력을 증가. 양력을 감소
⑧ 서보탭 (Servo tab) : 항공기 1차 조종면 뒷전에 설치되는 작은 크기의 이동식 탭.
조종면이 움직이는 반대방향으로 연결되어 있어 조종면을 움직임. 자연적으로 항공 역학 적인 힘을 제공해 조종사의 힘을 경감 시킴 -> 조종면의 조종압력을 감소시킴.
16. 국제 민간 항공 기구 (ICAO) 부속서 7에 의한 항공기의 분류
Aircraft (항공기)
① Light-than-air aircraft(경항공기)
ㄱ. 무동력 - Ballon(기구) -> ⅰ. Free Balloon (자유기구)
ⅱ. Captive Ballon (계류기구)
ㄴ. 동력 - Airship (비행선) -> ⅰ. Non-rigid airship (연식비행선)
ⅱ. Semi-rigid airship (방경식비행선)
ⅲ. Rigid airship (경식비행선)
② Heavier-than-air aircraft (중항공기)
ㄱ. 무동력 -> ⅰ. Glider (활공기)
ⅱ. Kite (연)
ㄴ. 동력 - 고정익기 (비행기) (Airplane) -> ⅰ. Landplane (육상기)
ⅱ. Amphibian (수륙양용기)
ⅲ. Seaplane (수상기)
- 고정익기 + 회전익 -> Compound Helicopter
- Rotorcraft (회전익) -> ⅰ. Helicopter
ⅱ. Gyropland (오토자이로)
ⅲ. Gyrodyne (자이로다인)
* 참고자료 : 항공우주학개론 제 4 판, 박문규, 경문사.
개인자료

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항공우주학개론,   항공기,   비행성능,   비행상승한도