항공기: 현대전의 지배력

By Fouad Sabry

항공기란 무엇입니까

항공기는 공중의 지지를 받아 날 수 있는 차량입니다. 이는 정적 양력이나 익형의 동적 양력을 사용하거나 일부 경우 엔진에서 직접 하향 추력을 사용하여 중력에 대응합니다. 항공기의 일반적인 예로는 비행기, 헬리콥터, 비행선, 글라이더, 파라모터, 열기구 등이 있습니다.

혜택을 받는 방법

(I) 통찰력, 그리고 다음 주제에 대한 검증:

1장: 항공기

2장: VTOL

3장: 날개

4장: 무동력 항공기

5장: 고정익 항공기

6장: 비행

7장: 항공의 역사

8장: 덕트 팬

9장: 실험용 항공기 목록

10장: 비행기

(II) 항공기에 관한 대중의 주요 질문에 답합니다.

이 책은 누구를 위한 책인가요?

전문가, 학부 및 대학원생, 매니아, 취미생활자, 그리고 모든 종류의 항공기에 대한 기본 지식이나 정보를 넘어서고 싶은 사람들을 위한 책입니다.

 

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: Jun 19, 2024

Book preview

챕터 1: 항공기

주변 공기의 도움을 받아 비행할 수 있는 차량 또는 장비를 항공기라고 합니다. 상황에 따라 정적 양력을 사용하거나 익형이 제공하는 동적 양력을 활용하여 이를 수행합니다.

항공은 비행기를 중심으로 돌아가는 모든 인간 활동을 지칭하는 데 사용되는 용어입니다. 항공학은 항공기의 계획 및 건설을 포함하는 비행에 대한 과학적 연구에 주어진 이름입니다. 유인 항공기는 물리적으로 탑승 한 조종사가 조종하는 반면, 무인 항공기는 원격으로 명령을 받거나 온보드 컴퓨터를 사용하여 스스로 비행 할 수 있습니다. 항공기를 분류하는 데 사용할 수 있는 다양한 범주가 있습니다., 리프트 유형, 항공기 추진, 사용 등을 포함하여.

그러나 현대의 1인칭 상승과 안전한 하강은 18세기에 제작된 더 큰 열기구에 의해 수행되었습니다. 비행 모형 공예품과 유인 비행에 대한 기록은 수세기 전으로 거슬러 올라갑니다. 두 차례의 세계 대전은 기술 발전 측면에서 상당한 도약을 가져왔습니다. 그 결과 항공기 개발은 다음 5 단계로 나눌 수 있습니다.

첫 번째 시도부터 1914년까지 비행 개발에 중요한 역할을 한 사람들.

제1차 세계 대전은 1914년부터 1918년까지 지속되었습니다.

1918년에서 1939년 사이에 전쟁으로 인해 항공 붐이 일어났습니다.

제2차 세계 대전은 1939년부터 1945년까지 지속되었습니다.

1945년부터 현재까지가 흔히 제트기 시대로 알려진 전후 시대를 이루고 있습니다.

배가 부력을 사용하여 물 위에 뜨는 것과 거의 같은 방식으로 에어로 스타트는이 속성을 이용하여 공중에 떠 있도록합니다. 그들은 헬륨, 수소 또는 뜨거운 공기와 같이 밀도가 상대적으로 낮고 주변의 공기보다 밀도가 낮은 가스로 채워진 하나 이상의 거대한 셀 또는 캐노피를 갖는 것으로 구별됩니다. 이것의 무게가 항공기 구조의 무게에 더해지면 항공기 및 그 구성 요소의 총 무게는 항공기에 의해 변위되는 공기의 무게와 같습니다.

천등이라고도 하는 작은 열기구는 기원전 3세기 이전에 고대 중국에서 처음 발명되었으며 주로 문화 행사에 사용되었습니다. 그들은 비행한 두 번째 유형의 항공기였으며, 첫 번째는 2000여 년 전 고대 중국에서 처음 발명된 연이었습니다. 스카이 랜턴은 비행한 두 번째 유형의 항공기였습니다. (한나라 참조)

풍선이라는 단어는 처음에는 모든 항공기를 지칭했지만 비행선이라는 용어는 당시에는 생산되지 않았지만 종종 고정익 항공기와 같은 대형 동력 항공기 디자인을 가리켰습니다. 때로는 dirigible 풍선으로 알려진 동력 풍선의 도입과 그 후 크기가 크게 증가한 단단한 선체의 도입은 이러한 문구가 일반적인 용어로 사용되는 방식에 영향을 미치기 시작했습니다. Zeppelins는 만들어진 동력 항공기 중 가장 크고 가장 잘 알려져 있습니다. 이 에어로스타트는 견고한 외부 구조와 가스 백을 둘러싼 뚜렷한 공기역학적 외피로 구별됩니다. 비행선이라고 불릴 만큼 큰 고정 날개나 비강성 풍선을 가진 항공기가 아직 없었기 때문에 비행선이라는 용어는 해당 항공기와 동의어가 되었습니다. 이 비행선의 사용은 결국 여러 사건의 결과로 쓸모 없게되었으며, 그 중 가장 주목할만한 것은 1937 년 힌덴부르크 (Hindenburg)의 침몰이었습니다. 요즘에는 동력이 공급되지 않는 에어로스타트를 풍선이라고 하는 반면 동력이 공급되는 에어로스타트는 비행선이라고 합니다.

dirigible이라는 용어는 추진 및 조향 할 수있는 에어로 스타트를 의미합니다. 때때로이 문구는 비 강성 풍선과 관련하여 단독으로 사용되는 반면, 다른 경우에는 비행선 (강성 또는 비 강성 일 수 있음)으로 간주됩니다. 비강성 종류의 비행선에는 다소 공기 역학적이며 선박 뒤쪽에 안정화 지느러미가 있는 가스 백이 있습니다. 이들은 업계에서 소형 비행선으로 빠르게 인식되었습니다. 이 형태는 제 2 차 세계 대전 중 밧줄에 가해지는 압력의 양을 줄이고 바람이 부는 조건에 노출 될 때 풍선을 안정화시키는 능력 때문에 밧줄 풍선에 일반적으로 사용되었습니다. 디자인의 발전과 함께 비행선이라는 별명이 사용되었습니다. 소형 비행선은 동력이 공급되지 않거나 동력이 공급되는 비행선 또는 오늘날의 현대에 비행선 일 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 비행선이라는 용어는 작은 비행선이나 비행선을 의미합니다.

비행기와 같이 공기보다 무거운 항공기는 뉴턴의 운동 방정식에 따라 항공기를 더 높이 추진하는 반응을 유발하기 위해 공기나 기체를 아래로 밀어 넣는 방법을 고안해야 합니다. 이 문구의 기원은 공기를 통한 이 빠른 움직임으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 동적 상향 추력의 생산은 공기 역학적 리프트 또는 엔진 추력 형태의 동력 리프트를 사용하는 두 가지 방법 중 하나로 달성 될 수 있습니다.

가장 널리 퍼진 리프트 종류는 날개를 사용하는 공기 역학적 리프트입니다. 고정익 항공기는 날개를 앞으로 움직여 고도를 유지하는 반면, 회전익 항공기는 회전익이라고 하는 날개 모양의 로터를 회전시켜 고도를 유지합니다. 날개는 평면의 수평면으로, 단면에서 볼 때 종종 에어로포일처럼 만들어집니다. 양력을 생성하고 비행을 허용하려면 공기가 날개 위를 통과해야 합니다. 직물 또는 기타 얇은 재료 시트는 종종 유연한 날개를 구성하는 데 사용되며, 이는 뻣뻣한 구조 위로 늘어납니다. 연의 움직임은 날개 위를 지나가는 바람의 속도에 의해 결정되며, 날개는 유연하거나 뻣뻣하거나 고정 또는 회전할 수 있습니다. 연이 땅에 고정되어 있습니다.

항공기가 동력 양력을 얻으려면 엔진 추력이 수직으로 아래쪽으로 향해야 합니다. 해리어 점프 제트, 록히드 마틴 F-35B와 같은 V/STOL 항공기는 동력 양력을 사용하여 수직으로 이착륙한 다음 공기 역학적 양력을 사용하여 안정적인 비행으로 전환할 수 있습니다.

로켓 자체는 양력을 위해 공기에 의존하지 않기 때문에 (심지어 우주로 날아갈 수도 있기 때문에) 종종 에어로다인으로 간주되지 않지만, 여러 공기 역학적 리프트 차량은 로켓 엔진에 의해 추진되거나 지원됩니다. 로켓 자체는 에어로다인으로 간주되지 않습니다. 몸 위의 공기 흐름으로 인해 매우 빠른 속도로 공기 역학적 양력을 얻는 로켓 추진 미사일이 성공할 가능성은 희박합니다.

연은 고정 날개를 가진 비행기의 조상으로 간주됩니다. 고정익 항공기는 전진 속도를 사용하여 날개 위로 공기 흐름을 생성하는 반면, 연은 지면에 고정되어 날개 위로 부는 바람에 의존하여 양력을 제공합니다. 이것은 전진 속도를 사용하는 움직일 수 있는 날개가 있는 항공기와 대조적입니다. 연은 비행한 최초의 항공기로 알려져 있으며 그 발명은 기원전 500년경 중국으로 거슬러 올라갑니다. 테스트 항공기, 풍동 및 컴퓨터 모델링 프로그램을 사용할 수 있기 전에 연을 사용하여 공기 역학에 대한 상당한 양의 연구가 수행되었습니다.

글라이더는 제어되고 무인 비행을 수행할 수 있는 최초의 공기보다 무거운 항공기였습니다. 1853년, 조지 케일리(George Cayley)의 글라이더는 최초의 진정한 인간과 통제된 비행을 달성하는 데 사용되었습니다. 케일리는 글라이더의 디자이너였습니다.

Wilbur와 Orville Wright는 종종 비행기 또는 비행기로 알려진 최초의 실용적인 동력 고정익 항공기를 발명한 것으로 알려져 있습니다. 추진 모드 외에도 고정익 항공기의 날개 구성은 종종 이러한 종류의 항공기를 정의하는 특성으로 간주됩니다. 다음은 날개의 가장 중요한 측면입니다.

단엽기, 복엽기 등과 같은 항공기의 날개 양.

날개에 대한 지지대는 뻣뻣하거나 유연하거나 보강되거나 캔틸레버 될 수 있습니다.

종횡비, 스윕 각도 및 날개 전체에 걸친 모든 변경 사항(중요한 델타 날개 클래스 포함)을 포함하는 날개 평면 형태.

수평 안정기(있는 경우)가 있는 위치.

이면각 — 양수, 0 또는 음수(정다면체).

비행 중에, 가변 형상 항공기의 날개는 다양한 다른 방식으로 구성될 수 있다.

여러 개의 작은 물집이나 꼬투리가 있을 수 있지만 비행 날개에는 동체가 없습니다. 이것의 반대는 날개가 없지만 적당한 안정화 및 제어 표면을 가질 수 있는 리프팅 바디입니다. 헬리콥터를 예로 들 수 있습니다.

대부분의 경우 지구를 양력 공급원으로 사용하여 비행하는 차량은 항공기로 분류되지 않습니다. 이륙하는 동안 그들은 재래식 비행기가 하는 것과 유사하게 지면이나 물의 표면에 매우 가까운 효율적인 방식으로 비행합니다. 이것의 예는 때때로 카스피해 바다 괴물로 알려진 러시아 ekranoplan을 들 수 있습니다. 그러나 이것은 주로 인력 항공기의 전력이 너무 부족하기 때문입니다. 실제로 기체는 현재보다 더 높이 날 수 있습니다.

회전익 항공기라고도 하는 회전익 항공기는 에어로포일 섹션 블레이드(회전익)가 있는 회전하는 로터의 도움으로 양력을 생성합니다. 헬리콥터와 오토자이로와 같은 유형 외에도 자이로다인과 복합 회전익 항공기와 같은 다양한 하이브리드 유형이 있습니다.

헬리콥터의 로터는 엔진으로 구동되는 샤프트에 의해 회전합니다. 양력을 생성하기 위해 로터는 공기를 아래쪽으로 밀어냅니다. 로터가 앞으로 기울어지면 하향 흐름이 뒤로 기울어져 기체가 앞으로 나아갈 수 있도록 하는 추진력이 발생합니다. 일부 헬리콥터에는 하나 이상의 로터가 있으며 일부 헬리콥터에는 블레이드 끝에 위치한 가스 제트에 의해 회전하는 로터가 있습니다.

오토자이로의 로터는 어떤 식으로든 동력을 공급받지 않으며 대신 추력을 생성하기 위해 별도의 발전소에 의존합니다. 로터는 뒤쪽 방향으로 기울어져 있습니다. 오토자이로가 앞으로 이동하여 공기가 로터 위로 위로 밀려나고 로터가 회전합니다. 이 회전으로 인해 로터를 가로지르는 공기 흐름의 속도가 상승하여 양력을 제공합니다. 로터 연은 본질적으로 전진 운동을 달성하기 위해 견인되거나 강한 바람에서 연 비행을 달성하기 위해 정적 앵커에 부착 될 수있는 무동력 오토 자이로입니다.

사이클로자이로는 축을 중심으로 수평으로 회전하는 날개가 특징입니다.

복합 회전익 항공기의 날개는 0%에서 100%까지 전방 비행 양력에 기여할 수 있습니다. 이러한 종류의 항공기는 더 이상 회전익 항공기가 아니라 동력 리프트 유형으로 분류됩니다. 틸트로터 항공기, 틸트윙 항공기, 테일시터 항공기 및 딱정벌레목 항공기는 모두 수직 비행 중에는 수평이고 전진 비행 중에는 수직인 로터 또는 프로펠러를 특징으로 합니다. 틸트로터 항공기의 예로는 Bell Boeing V-22 Osprey가 있습니다.

리프팅 바디는 양력을 제공하기 위해 설계된 특정 종류의 항공기 바디입니다. 날개가 있는 경우 너무 작아서 상당한 양의 양력을 발생시키지 않으며 대신 제어와 안정성의 목적으로만 사용됩니다. 리프팅 바디는 저항 또는 항력이 많기 때문에 비효율적이며, 따라서 비행하기에 충분한 양력을 생성하기 위해 매우 빠르게 움직여야 합니다. 우주 왕복선에는 리프팅 바디가 없지만 Martin Marietta X-24와 같은 대부분의 연구 프로토 타입에는 리프팅 바디가 있습니다. 또한 여러 개의 초음속 미사일은 관형 몸체를 통과하는 공기 흐름에서 양력을 얻습니다.

전동 리프트 유형의 수직 이착륙 기능은 엔진 파생 리프트(VTOL)에 따라 달라집니다. 수평 비행의 경우 대부분의 품종은 고정 날개가 제공하는 양력을 사용하는 것으로 전환합니다. 동력 리프트 유형에는 여러 종류가 있으며, 그 중 일부는 해리어 점프 제트와 같은 수직 이착륙 제트 항공기와 벨 보잉 V-22 오스프리와 같은 틸트로터를 포함합니다. 개인용 팬 리프트 호버 플랫폼 및 제트팩과 같은 몇 가지 실험적인 설계가 있으며, 이는 전체 비행 중에 양력을 생성하기 위해 엔진의 힘에 전적으로 의존합니다. 수직 이착륙 항공기에 대한 연구 개념에는 Rolls-Royce Thrust Measuring Rig가 포함됩니다.

양력은 Flettner가 설계한 항공기에 Magnus 효과에 의해 제공되며, 기존의 고정익 대신 회전 실린더가 있습니다.

오니솝터는 새처럼 날개를 치며 전진합니다.

장난감 및 레저 제품뿐만 아니라 나노 항공기는 가장 작은 유형의 항공기의 예입니다.

보도에 따르면 헬리콥터와 고정익 기능을 갖춘 하이브리드 비행선 인 British Airlander 10은 최대 90mph (140km / h, 78kn)의 속도와 최대 22,050lb의 페이로드로 2 주간의 공중 내구성을 제공 할 수있는 것으로 알려졌습니다. 길이는 302피트(92미터)입니다. 2016 년 현재 British Airlander 10은 크기와 부피 (10,000kg)면에서 가장 큰 항공기입니다.

스크램젯 동력 극초음속 리프팅 바디 실험용 연구용 항공기인 NASA X-43A 페가수스는 정확히 3,292.8m/s(11,854km/h, 6,400.7kn, 7,366mph)의 마하 9.6에서 가장 빠른 동력 항공기 비행과 공기 호흡 동력 항공기 중 가장 빠른 항공기 비행을 달성했습니다. 이 비행은 정확히 3,292.8m/s로 기록되었습니다. 2004년 11월 16일에 실시된 세 번째이자 마지막 비행에서 X-43A는 이 새로운 기준을 달성했을 뿐만