목차 일부
제1장 기초 공기 역학
1-1. 날개와 에어포일에 작용하는 힘 ... 1
1) 대기의 성질 ... 1
A. 정압 ... 1
B. 온도 ... 1
C. 밀도 ... 2
D. 점도 ... 2
E. 표준 대기 ... 3
2) 베르누이의 원리와 이음속 흐름 ... 5...
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제1장 기초 공기 역학
1-1. 날개와 에어포일에 작용하는 힘 ... 1
1) 대기의 성질 ... 1
A. 정압 ... 1
B. 온도 ... 1
C. 밀도 ... 2
D. 점도 ... 2
E. 표준 대기 ... 3
2) 베르누이의 원리와 이음속 흐름 ... 5
A. 베르누이 방정식 ... 6
B. 대기 속도 측정 ... 9
3) 공기 역학적 힘의 발달 ... 14
A. 유선 형태와 압력 분포 ... 14
B. 양력의 발생 ... 16
C. 에어포일의 용어 ... 22
D. 공기 역학적인 힘의 계수 ... 23
E. 기본적인 양력 공식 ... 24
F. 양력 공식의 이해 ... 26
G. 에어포일 양력 특성 ... 28
H. 항력 특성 ... 30
I. 에어포일 항력 특성 ... 33
4) 고양력 상태에서의 비행 ... 35
A. 중량의 영향 ... 37
B. 방향 조종 비행의 영향 ... 37
C. 고양력 장치의 영향 ... 39
5) 고양력 장치 ... 41
A. 고양력 장치의 사용 ... 46
6) 공기 역학적인 피칭 모멘트의 발달 ... 49
7) 마찰 영향 ... 55
A. 레이놀즈 수 ... 57
B. 공기 흐름 분리 ... 60
C. 스케일 효과 ... 63
1-2. 윤곽 영향과 항공기 항력 ... 65
1) 날개 윤곽의 영향 ... 65
A. 용어의 정의 ... 65
B. 날개에 의한 양력의 발생 ... 67
2) 유도 항력 ... 71
A. 양력의 영향 ... 73
B. 고도의 영향 ... 74
C. 속도의 영향 ... 75
D. 종횡비의 영향 ... 75
3) 테이퍼와 후퇴의 영향 ... 79
4) 실속 형태 ... 82
5) 유해 항력 ... 93
6) 형태의 영향 ... 96
7) 고도의 영향 ... 97
8) 속도의 영향 ... 97
9) 항공기 전체 항력 ... 99
연습 문제(Ⅰ) ... 101
연습 문제(Ⅱ) ... 111
1. 비점성 흐름과 점성 흐름 ... 111
2. 피토 튜브에서 공기 속도 측정 ... 112
3. 에어포일의 특성 ... 115
4. 최근의 저속 에어포일 ... 119
5. 유한 날개의 공기 역학적 특성이 에어포일의 특성과 다른 점 ... 120
6. 종횡비의 효과 ... 124
7. 면적 법칙 ... 129
8. 점성 흐름의 질적인 면 ... 130
9. 모멘텀 ... 137
10. 형태 항력 ... 137
11. 표면 마찰 ... 138
12. 주어진 조건에서 항력 ... 140
13. 무양력선 ... 140
14. 압력 중심의 이동 ... 141
15. 에어포일의 실속 ... 142
16. 층류 흐름 에어포일 ... 143
17. 유도 항력 ... 144
18. 플랩과 슬롯 ... 149
19. 공기 속도와 받음각과의 관계 ... 154
20. 날개 하중 ... 157
21. 스케일 효과와 레이놀즈 수 ... 157
22. 전단 응력 ... 161
23. 상당 대기 속도 ... 162
24. 윙렛(winglet) ... 163
25. 경계층 ... 164
26. 양력에 기인한 항력 ... 167
27. 에어포일의 특성 ... 170
28. 에어포일의 종류 ... 172
29. 최근의 에어포일 ... 174
30. 에어포일 단면과 날개 설계 ... 177
31. 초음속 에어포일 ... 181
32. 표준 진대기 속도와 상당 대기 속도 ... 182
연습문제(Ⅲ) ... 185
제2장 항공기 성능(Airplane Performance)
2-1. 필요 추력과 필요 출력 ... 201
1) 정의 ... 201
2) 필요 추력과 필요 출력의 변화 ... 205
2-2. 이용 추력과 이용 출력 ... 210
1) 추진 원리 ... 210
2) 터보 제트 엔진 ... 214
A. 구성품의 기능 ... 216
B. 터보 제트의 작동 특성 ... 224
C. 터보 제트의 작동 관계 ... 235
D. 추력 증가 ... 240
E. 개스터빈-프로펠러의 조합 ... 243
3) 왕복 엔진 ... 245
A. 작동 특성 ... 245
B. 작동 한계 ... 256
4) 항공기 프로펠러 ... 257
2-3. 항공기 성능 요소 ... 263
1) 직선 수평 비행 ... 264
2) 상승 성능 ... 264
3) 항속 거리 성능 ... 272
A. 일반적인 항속 거리 성능 ... 273
B. 프로펠러 항공기의 항속 거리 ... 276
C. 터보 제트 항공기의 항속 거리 ... 280
4) 체공 성능 ... 288
A. 고도의 영향(프로펠러 항공기) ... 289
B. 고도의 영향(터보제트 항공기) ... 289
5) 최적 상승 거리와 체공 시간 ... 291
A. 왕복 엔진 항공기 ... 291
B. 터보 프롭 항공기 ... 292
C. 터보 제트 항공기 ... 292
6) 방향 조종 성능 ... 294
A. 선회 성능 ... 296
B. 전략적 성능 ... 297
7) 이륙과 착륙 성능 ... 301
A. 이륙 성능 ... 303
B. 이륙 성능에 영향을 미치는 요소 ... 307
C. 착륙 성능 ... 315
D. 착륙 성능에 영향을 미치는 요소 ... 320
연습 문제(Ⅰ) ... 325
연습 문제(Ⅱ) ... 331
1. 노즐을 지나는 압축성 흐름 ... 331
2. 디퓨저의 원리 ... 339
3. 윙 볼텍스의 추가의 영향 ... 331
4. 종횡비 ... 345
5. 전단 응력 ... 346
6. 볼텍스 제너레타 ... 347
7. 항공기 상승 ... 350
8. 상승 성능 ... 351
9. 수평 비행 성능 ... 359
연습문제(Ⅲ) ... 367
제3장 고속 공기 역학(High Speed Aerodynamics)
3-1. 일반적인 개념과 초음속 흐름 형태 ... 381
1) 압축성의 본질 ... 381
2) 초음속 흐름의 일반적인 형태 ... 386
A. 경사 충격파(oblique shock wave) ... 386
B. 정상 충격파(normal shock wave) ... 390
C. 팽창파(expansion wave) ... 391
3) 초음속 흐름의 성질 ... 393
3-2. 형태 효과(Confiruration Effect) ... 396
1) 천음속과 초음속 비행 ... 396
A. 힘의 확산(force divergence) ... 399
B. 천음속 비행의 현상 ... 399
C. 초음속 비행의 현상 ... 401
2) 천음속과 초음속 형태 ... 404
A. 에어포일 단면 ... 404
B. 윤곽 효과(planform effect) ... 407
C. 종횡비와 팁 모양의 영향 ... 416
D. 조종면(control surface) ... 407
E. 초음속 엔진 흡입구 ... 420
F. 초음속 형태(supersonic configuration) ... 422
3) 공기 역학적 가열(supersonic configuration) ... 424
연습 문제(Ⅰ) ... 425
연습 문제(Ⅱ) ... 428
1. 압축성 흐름과 비 압축성 흐름 ... 428
2. 마하수의 분류 ... 428
3. 덕트에서 비압축성 흐름과 벤투리와 저속도와 윈드터널 ... 431
4. 압축성 ... 437
5. 초음속 흐름의 일부인 충격파 ... 439
6. 흐름과 압축성 ... 441
7. 압축성 흐름에서 속도 측정 ... 442
8. 경사 충격과 팽창파 ... 445
9. 초음속 윈드터널 ... 449
10. 임계 마하수(critical mach number) ... 453
11. 항력 확산 마하수와 음속 장벽(sound barrier) ... 457
12. 초임계 에어포일(supercritical airfoil) ... 459
13. 극 초음속 흐름의 질적인 면 ... 461
14. 충격파와 압력 분포 ... 464
15. 충격파와 마하수 ... 467
16. 초음속 에어포일에서 양력과 항력 ... 471
연습문제(Ⅲ) ... 474
제4장 안정성과 조종(Stability & Control)
4-1. 정안정과 조종 ... 477
1) 정적 안정성(static stability) ... 477
2) 동적 안정성(dynamic stability) ... 477
3) 트림과 조종성 ... 481
4) 항공기 기준축 ... 483
4-2. 종안정과 조종 ... 484
1) 정적 종안정(static logitudinal stability) ... 484
A. 일반적인 고려 사항 ... 484
B. 구성품 표면의 기여 ... 487
C. 날개 ... 487
D. 동체와 나셀 ... 491
E. 수평 꼬리 날개 ... 491
F. 무동력 안정성 ... 494
G. 출력 효과 ... 496
H. 조종력 안정성 ... 499
I. 방향 조종 안정성 ... 503
J. 조종력의 결정 ... 505
2) 종적조종 ... 511
A. 방향 조종의 필요 사항 ... 511
B. 이륙 조종 요구 사항 ... 511
C. 착륙 조종 요구 사항 ... 512
3) 종적 동안정 ... 514
4) 현대식 조종 계통 ... 517
4-3. 방향 안정과 조종 ... 520
1) 방향 안정성(directional stability) ... 520
A. 정의 ... 520
B. 항공기 구성품의 기능 ... 522
C. 위험한 상태 ... 525
2) 방향 조종 ... 527
A. 방향 조종 요구 조건 ... 529
4-4. 횡안정성과 조종 ... 532
1) 횡안정성 ... 532
A. 정의 ... 532
B. 항공기 구성품의 기여 ... 533
2) 횡방향 동적 영향 ... 537
3) 롤 조종 ... 539
A. 항공기 롤링 운동 ... 539
B. 롤링 성능 ... 541
C. 임계 요구 조건 ... 544
4-5. 기타 안정성 문제점 ... 544
1) 랜딩기어 형태 ... 545
2) 스핀과 스핀 회복의 문제점 ... 547
3) 피치업 ... 550
4) 큰 마하수의 영향 ... 551
5) 조종사가 유도하는 요동 ... 553
6) 롤 커플링 ... 554
7) 헬리콥터의 안정과 조종 ... 558
연습문제(Ⅰ) ... 565
연습문제(Ⅱ) ... 568
1. 리딩 에이지와 트레일링 에이지에 사용하는 장치 ... 568
2. 후퇴(sweepback)의 효과 ... 573
3. 항공기의 선회 성능 ... 577
4. 선회 반경과 거리 ... 583
연습 문제(Ⅲ) ... 585
제5장 운용 강도 한계
1) 일반적인 정의와 요구 조건 ... 589
A. 정적 강도 ... 589
2) 사용 시간 ... 592
A. 피로의 고려 ... 592
B. 크리프의 고려 ... 593
3) 공기 탄성의 영향 ... 593
5-1. 항공기 하중과 운용 한계 ... 594
1) 비행 하중(방향 조종과 돌풍에 기인한 것) ... 594
A. 방향 조종 하중 계수 ... 594
B. 돌풍 하중 계수 ... 595
2) V-n 혹은 V-g 다이아그램 ... 597
3) 고속 비행의 효과 ... 602
4) 착륙 하중과 지상 하중 ... 606
연습 문제(Ⅰ) ... 611
연습 문제(Ⅱ) ... 612
제6장 비행의 특수한 문제점과 공기 역학
6-1. 속도와 고도의 이차 조종 ... 613
1) 받음각과 각도 ... 613
2) 상승율과 강하율 ... 615
3) 비행 기술 ... 616
6-2. 받음각 지시계 ... 617
1) 받음각 지시계 ... 617
6-3. 접근과 착륙 ... 619
1) 접근 ... 619
2) 착륙 플레어와 접지 ... 622
3) 일반적인 오차 ... 623
6-4. 이륙 ... 624
1) 이륙 속도와 거리 ... 624
2) 일반적인 오차(실수) ... 626
6-5. 가스트와 윈드쉐어 ... 626
6-6. 무동력 활공 성능 ... 628
1) 활공각과 양항비 ... 629
2) 활공 성능에 영향을 미치는 요소 ... 631
6-7. 얼음과 서리가 항공기 성능에 미치는 영향 ... 633
6-8. 다발 엔진에서의 엔진 결함 ... 635
6-9. 지면 효과 ... 639
1) 지면 효과의 공기 역학적 영향 ... 639
2) 특정 비행 상태에서의 지면 효과 ... 640
6-10. 비행중인 항공기에서 발생하는 간섭 ... 643
6-11. 제동 성능 ... 646
1) 제동 기술 ... 649
2) 제동 기술에서의 일반적인 실수 ... 651
6-12. 이륙 포기 속도, 활주로상의 속도 ... 652
6-13. 소닉붐 ... 658
6-14. 헬리콥터 문제점 ... 661
1) 후진 브레이드 실속 ... 666
2) 압축성 효과 ... 667
3) 오토로테이션 특성 ... 668
4) 출력 안정 ... 673
연습 문제(Ⅰ) ... 676
1. STOL과 VTOL ... 676
2. 레이놀즈 수의 영향 ... 680
3. 추진 양력 ... 682
4. 측풍 이륙 ... 685
5. 측풍 착륙 ... 686
6. 턱언더(tuckunder) ... 686
7. 공기 역학적 중심(a,c)과 압력 중심(c,p)의 비교 ... 687
8. 웨이크 나류 ... 688
9. 힘 확산 ... 691
연습 문제(Ⅱ) ... 692
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