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항공전자계기의 종류별 구성 및 작동기능에 대하여 설명하시오.

2019학년도 1학기 과제물과 목 명과목교수명학 번성 명과 제 명평가점수제출날짜목차I. 서론II. 본론1. 에어 데이터 컴퓨터2. 무선 자기 지시계 (Radio Magnetic Indicator)3. 수평 상태 지기계 (Horizotal Situation Indicator)4. 자세 방향 지시계 (Attitude Director Indicator)5. 중앙 정비 컴퓨터 계통6. Primary Flight Display7. Navigation DisplayIII. 결론IV. 참고자료I. 서론비행기의 조종실을 보면 수많은 계기들이 있다. 최근의 항공기에는 기능별로 독립되어 있던 계기들이 하나의 계기로 통합하여 지시하도록 함으로써 조종사의 주의력의 분산을 막고, 또 도식화된 지시를 채용하여 이해를 쉽게 하기 위한 총합방식이 채용되고 있다. 예를 들어 자동 착륙을 목적으로 한 항공기는 착륙 진입 때 조종사가 수행할 일의 양이 많으므로, 기체의 상황을 정확하고 쉽게 알아볼 수 있는 지시의 총합화와 함께 각 관련 시스템의 고장이나 운항에 따른 상태를 나타내고 경고하는 논리의 집합과 이론화를 포함할 수 있는 계기 장비가 만들어지고 있다. 또, 플라이트 디렉터는 조종사의 조종의 방향과 양을 지령하는 명령 계기로 하여 자동 조종 중의 종합감시 계기로서 널리 사용된다. 이 밖에도 핵심적인 전자 지시 계기들이 있는데 자세히 알아보도록 하겠다.II. 본론1. 에어 데이터 컴퓨터 ? 압력 정보와 출력 정보의 흐름 계통에 의해 운용되고 있다.에어 데이터 컴퓨터의 기능 ? 전원부, 변환부, 계산부의 이들을 감시하는 중앙 감시 장치 등으로 구성되어 있다. 컴퓨터에 입력된 여러 자료들은 전기적인 신호로 바뀐다음, 해당 수식에 의해 자동적으로 계산이 되어 해당값으로 출력된다.1] 기압 고도 계산 ? 정압공에서 측정된 정압은 압력 트랜스듀서에 의해 압력을 전기적 신호로 변환시켜 준다. 온도, 자세, 가속도 등에 의해 오차가 발생할 수 있으므로 오차를 수정하여 이 수정된 정압 신호를 컴퓨터에 입력하기 위한 디지털 신호로 바꾼다.2] 고도 응당 신호 발생 ? 출력된 기압 고도 신호는 고도 응답 코드로 변환되어 항공 교통 관제 응답기로 보내진다.3] 승강률 계산 ? 기압 고도 신호는 승강률 계산부로 들어가 고도 변화율이 계산되고, 이 자료가 승강계로 보내진다.4] 최대 운용 한계 속도 발생 ? 항공기 최대 운용 한계 속도는 그 항공기 기종과 고도에 따라 각각 정해진다.5] 마하수 계산 ? 마하수를 계산하는 공식의 내용 중에는 정압과 피토압이 포함되므로, 전기적 신호로 변환된 피토압과 기압 고도 게산부에서 계산된 정압이 이 식에 입력되어 마하수를 계산한 다음 이것을 마하계로 보낸다.6] 수정 대기 속도 계산 ? 수정 대기 속도 계산식에서 입력 요소인 피토압, 정압, 표준 대기의 압력 및 밀도 등이 포함되므로 컴퓨터에서 계산이 되어 대기 속도 지시계로 보내어진다.7] 전체 온도 계산 ? 외부 대기 온도를 측정하기 위한 외부 온도계의 수감부는 공기가 충돌하여 압축되면서 온도가 상승하기 때문에 정확한 외부 온도를 측정하기가 곤란하다. 실제 대기 온도와 전체 대기 온도 사이의 온도를 감지하게 된다.8] 대기 온도 계산 ? 전체 온도와 마하수로부터 계산을 하여(켈빈 온도), 이것을 섭씨나 화씨 온도로 환산하여 대기 온도 지시기에 보낸다.9] 진대기 속도 계산 ? 앞의 수정 대시 속도와 마하수와의 관계를 계산하여 진대기 속도 지시기에 보낸다.2. 무선 자기 지시계 (Radio Magnetic Indicator)RMI는 자기 컴파스에서 받은 자방위에 자동 방향 탐지기나 전방향 무선 항법 장치에서 받은 무선방위를 조합하여 비행기의 방위에 관하여 종합적인 지시를 해주는 장치이다. 즉 기수 방위와 지상 무선국과의 위치 관계를 지시함으로써, 비행기의 현재 위치를 조종사가 파악하게 하여 비행에 안전을 유지하게 한다.3. 수평 상태 지기계 (Horizotal Situation Indicator)HSI는 자기 컴파스에서 받은 자방위와 VOR이나 INS에서 받은 비행 코스와의 관계를 지시하는 계기로서, 다음과 같은 상태를 지시합니다.1] 현재 비행 상태에서의 기수의 방위를 지시한다.2] 비행 코스와의 관계를 나타내 준다. 코스의 방향을 각도로 알려 주고, 코스 편차를 알려주는 막대가 있어서 현재 비행기가 코스에서 좌우 어느 쪽으로 벗어났는지를 알 수 있다.3] 처음 설정한 기수 방위와 현재의 기수 방위와의 차이를 알 수 있다.4. 자세 방향 지시계 (Attitude Director Indicator)ADI는 현재의 비행 자세를 알려주며, 미리 설정된 모드로 비행하기 위한 명령을 지시한다. 설정 가능한 모드는 기종에 따라 다르지만, 다음과 같은 모드가 많이 사용된다.1] 기수 방위를 일정하게 유지하며 비행하는 모드2] 여러 항법 장치에 의해 설정된 코스를 따라서 비행하는 모드3] 계기 착륙 계통에 의해 설정된 코스를 따라 기수의 중심이 활주로의 중심에 맞게 이?착 륙 및 진입하는 모드4] 키놀이 조작 명령5] 기압 고도를 일정하게 유지하며 비행하는 모드6] 상승 강하 속도를 일정하게 유지하며 비행하는 모드7] ILS에 의해 설정된 코스와 하강 각도나 상승 각도를 따라 이?착률 및 진입하는 모드5. 중앙 정비 컴퓨터 계통최근 개발된 첨단 항공기 정비용 컴퓨터로 보잉 747-400에 장착되어 항공기 계통의 결함 정보를 보고, 지시, 수집해 주며 또한 항공기의 전 계통의 지상 작동상태를 시험하는데 사용한다. 이 컴퓨터는 효율적인 정비 및 운항을 가능하게 해주어 차세대 운송용 항공기에 사용될 것으로 기대된다.6. Primary Flight Display기계식 장치였던 ADI에 속도계, 기압 고도계, 승강계, 기수 방위 지시계, 자동 조종 작동 모드 표시등을 한 곳에 집약하여 지시하는 계기로서 조종사는 이것에 의해 비행 상태를 한눈에 쉽게 알 수 있다. 비행 자세, 속도 관련, 고도 관련, 기타 지시부로 이루어져 있다.7. Navigation Display항법에 필요한 여러 자료를 나타내는 CRT로서, 기존의 HSI 기능을 모두 포함하고 있다. ND는 비행기의 현재 위치, 기수 방위, 비행 방향, 설정 코스에서 얼마나 벗어났는지의 여부뿐만 아니라 비행 예정 코스, 도중 통과 지점까지의 거리 및 방위, 소요시간의 계산과 지시 등을 한다.

공학/기술| 2019.12.01| 6페이지| 1,000원| 조회(173)

전자, 항공, 계기

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항공기의 안정과 조종에 대하여 서술하시오

2019학년도 1학기 과제물과 목 명과목교수명학 번성 명과 제 명항공기의 안정과 조종에 관하여 기술하시오.평가점수제출날짜목차1. 서론- 항공기의 조종과 안전이란2. 본론1. 안정성-정적안정-동적안정2. 조종성-항공기의 기준축-에일러론-엘리베이터-러더3. 결론4. 참고자료서론비행기가 경제적이면서도 안전하게 운항되기 위해서는, 첫째 비행기의 성능이 우수해야 하며, 둘째 만족스러운 조종성을 가져야 한다. 그리고 비행기는 적당한 안정성을 가지고 있어야 한다.비행기의 안정성이라 함은 비행기가 일정한 비행 상태를 계속해서 유지할 수 있는 정도를 말하며, 비행기가 돌풍과 같은 외부 영향에 의해 안정된 비행 상태에서 벗어난 경우 원래의 상태로부터 회복이 가능해야 한다. 특히, 비행기는 비행 중에 조종사의 계속적인 조작이 필요하지 않도록 자체적으로 원래 상태로 회복되는 충분한 안정성이 있어야 할 뿐 아니라, 조종사의 조작에 따라 즉시 반응하여 움직여 주는 조종성도 가져야 한다.비행기의 안정성과 조종성은 비행기의 특성 가운데 가장 중요한 항목이라 할 수 있으며, 비행기를 안전하고도 효율적으로 운용하기 위해서는 비행기의 안정성과 조종성에 대한 내용을잘 이해해야 한다.본론1.안정성안정성이란, 항공기가 정상 비행을 하고 있을 때 돌풍 등의 교란을 받았을 경우 조종사의 조작이나 자동 조종장치 등의 힘에 의하지 않고 항공기 자체의 힘에 의해 원 정상 비행 상태로 돌아가려는 성질을 말한다.안정성은 정적 안정과 동적 안정성 두 가지로 구분되는데, 정적 안정성은 교란을 주었을 때 항공기가 반응하는 초기의 경향을 말하는 것이고, 동적 안정성은 시간이 지나감에 따른 항공기의 안정성을 의미한다.-정적 안정모든 힘과 모멘트가 “0”일 때 항공기는 평형 상태에 있다고 한다. 항공기가 평형 상태일 때 가속은 없으며 안정된 비행 상태에 있다. 평형 상태가 돌풍이나 조조 계통의 움직임에 의해 교란을 받으면 항공기는 모멘트나 힘의 불균형에 의해서 가속을 가져온다.정적 안정은 평형 상태로부터 어떤 교란이 있은때 교란을 받으면, 평형 상태로 회복되는 경향을 가지는데 이를 +정적 안정이 존재한다고 한다. 또한 물체가 교란 받은 방향으로 계속되는 경향이 있으면 -정적 안정이나 정적 불안정이 존재한다고 한다.또한 중립적인 상태가 발생하는데, 이때는 물체가 평형 상태로부터 움직여서 옮겨진 자리에서 평형 상태로 남아있을 때이다. 만약, 물체가 받은 교란이 회복되는 경향이나 바뀌어 진 자리를 유지하는 경향이 있는 경우 중립적 정적 안정이 존재한다고 한다.정적이라는 용어는 이 상태의 안정에 사용하며 결과적인 운동은 고려하지 않는다. 오로지 평형 상태로 회복되는 경향이 정적 안정에서 고려된다. 항공기의 정적 세로 안정은 트림된 어떤 받음각으로부터 항공기를 움직여서 이해할 수 있다. 만약, 공기역학적 피칭 모멘트가 이 변화에 의해서 발생하여 항공기를 평형 받음각으로 회복시키려는 경향을 +정적 세로 안정을 갖고 있다고 한다. 즉, 돌풍 등의 교란에 의해 항공기 받음각이 증가 하였을 때 받음각을 감소시키려는 복원력이나 복원모멘트가 발생할 경우 항공기는 정적 세로 안정성을 가진다고 말한다. ?또한, 교란에 의해 생긴 진동(피칭)이 시간이 지나감에 따라 감소하여 원 평형상태로 되돌아 갈 경우 항공기는 동적 세로 안정성을 가진다고 말한다. ?세로 안정성은 항공기의 안정성 중 가장 중요한 부분으로 세심한 고려가 요구된다.항공기의 세로 안정성을 논하기 위해서 고려되는 세 가지 중심으로 공기력중심, 무게중심, 중립점이 있다. 공기력중심이란, 항공기가 비행 중 발생하는 공력적인 힘 즉, 양력, 항력, 피칭모멘트가 작용하는 중심이다. 무게중심은, 말 그대로 항공기 무게의 중심을 의미한다. 중립점이란, 조종간을 고정하였을 때 받음각 a에 대한 피칭 모멘트계수 곡선의 기울기가 0이 되는 중심위치이다.?중립 점은 공기력중심과 비슷한 성질을 갖는다.-동적 안정정적 안정은 움직여진 물체가 평형으로 회복되는 경향과 관계되지만, 동적 안정은 운동과 시간으로 결정되는 것에 의해 정해진다. 만약 물체가 평형 점으로 진폭이 시간에 따라 감소되면 물체는 일반적으로 + 동적 안정을 갖는다. 동적 안정성이란 제한된 시간에 따른 물체의 진동을 의미한다. 물체의 동적 안정을 고려할 깨는 물체가 갖고 있는 정적 안정성을 함께 생각하여야 한다. 초기의 교란이 가해지고 운동이 단순히 진동 없이 진정되면 이 상태를 진정이라고 말한다. 이러한 운동은 평형 상태로 돌아가려는 초기의 경향 때문에 +정적 안정을 나타내고, 시간에 따라 진폭이 감소하기 때문에 + 동적 안정도 가지게 된다.시간에 따라 비주기적인 진폭이 증가하는 발산 형태를 나타낸다. 초기의 이동 방향으로 계속 움직이는 것은 정적 불안정을 나타내는 것이고 증폭의 증가는 동적 불안정을 나타낸다.중립적 안정은 초기의 교란이 움직임을 만들면 이것은 일정하게 머물러 있고 운동에서 중량의 부족과 일정한 진폭은 중립정적안정과 중립 동적 안정을 나타낸다.진동하는 형태는 주기적인 운동의 시간 관계를 상세히 보여준다. 각 형태에 공통적인 특징은 +정적 안정으로서 평형 상태로 회복되는 성질의 주기적인 운동을 보여주고 있다. 그렇지만 동적 운동에는 안정, 중립, 불안정 등이 있다.시간이 지남에 따라 진포이 감소하는 감쇠진동은 진폭이 시간에 따라 감소하는 것은 운동이 제한되고 에너지가 분산되는 것을 의미한다. 에너지의 분산이나 감쇠는 + 동적 안정을 제공하는 데 필요하다. 비감쇠 진동의 형태로 비감쇠 진동은 시간과 함께 진폭이 감쇠되지 않고 진동이 계속되며 이러한 경우를 동적 중립이라 하고 +정적 안정을 나타낸다. + 감쇠는 연속적인 진동 제거에 필요하다. 마지막으로 발산 진동을 나타낸 것이다. 이것은 초기의 평형 위치로 돌아가려는 경향 때문에 정적으로는 안정하지만 시간이 지남에 따라 진폭이 증가하므로 동적으로는 불안정하다.발산 진동은 에너지가 소모되는 감쇠의 경우와 달리 에너지가 운동에 공급될 때 발생한다.항공기의 짧은 기간 동안에 피칭 진동과 함께 일어나는 것이다.2.조종성안정성과 조종성은 항상 상반된 관계를 가진다. ?앞에서 살펴본 바와 같이 안정는 성질이고, 반면 조종성은 교란을 주어서 항공기를 원 평형상태에서 교란된 상태로 만들어 주는 행위이기 때문이다. 따라서 항공기의 안정성과 조종의 학문은 항공기를 설계할 때 이러한 안정성과 조종성이 적정 수준을 이루도록 이 두 가지 성질의 적절한 타협점을 정의하는 학문이라고 할 수 있다. 먼저, 설계하고자 하는 항공기의 비행 목적을 달성하기 위해서 안정성과 조종성 설계요소 중 어느 것이 우선하는 가를 판단하고, 세로 안정성과 가로 및 방향안정성이 각각 어느 수준으로 설계되어야 하는지가 고려되어야 한다.-항공기의 기준축항공기의 힘과 모멘트를 가시화하기 위해서 중력 중심의 기준이 되는 기준축의 설정이 필요하다. 세로축 혹은 X축(종축, 기축)은 대칭면을 갖고 바람을 향해서 + 방향으로 주어진다. 이축에 대한 모멘트가 롤링모멘트이고 + 롤링모멘트는 오른손 법칙을 이용해서 + 방향을 갖는다. 또한 수직축 혹은 Z축은 대칭축으로 아래쪽으로 향하는 것을 +로 간주한다. 수직축에 대한 모멘트가 요잉모멘트이고, +요잉모멘트는 항공기의 우측으로 요한다. 가로축 혹은 Y축은 대칭면에 수직이며 항공기의 우측으로 향하는 방향이다. 이 가로축에 대한 모멘트는 피칭 모멘트이고, +피칭 모멘트는 기수 상향 방향이다.-에일러론에일러론은 항공기의 가로조종을 제공한다. ?에일러론은 한쪽은 위쪽으로?다른 한쪽을 아래쪽으로 비대칭적으로 편향된다. ?편향된 엘리베이터는 좌우 날개 각각의 상하부 압력차를 만들어 아래쪽으로 편향된 에일러론은 날개의 한쪽 면에서 추가의 양력을 발생시키고, 위쪽으로 편향된 에일러론은 날개의 다른 한쪽 면에서 양력을 감소시킨다. ?에일러론 편향에 따른 좌우 날개의 양력 차는 세로축에 대하여 비평형 모멘트를 발생시키고 무게중심(세로축, X축)을 중심으로 비행기를 회전시켜 그 결과로?항공기의 경사각(롤링각: bank angle) 변화를 유발하며, 롤링 운동을 하게 된다. 에일러론의 편향에 의해 롤링이 시작되면, 롤링운동을 멈추기 위해서는 에일러론이 반대방향으로 편향되어 비행기항하기 위한 운동을 발생하는 것이다. ?운동이 멈추게 되면 비행기는 특정 롤링각에서 트림되어 진다. ?롤링각을 유지하는 것은 경사를 유발하는 것인데, 이렇게 되면 비행기는 선회를 시작하며, 선회는 날개가 에일러론을 이용하여 수평위치로 되돌아 올 때까지 계속 될 것이다. 비행기의 경사각은 자동차가 경사진 고속도로로 회전할 때와 동일하다. ?경사진 도로는 자동차가 특별한 조향을 하지 않더라도 쉽게 곡선의 방향전환을 할 수 있도록 자동차 속도와 도로의 곡률을 고려하여 설계되어진다. ?도로의 곡선이 급커브일수록 큰 경사각을 요구한다. ?경사각의 개념은 비행기에서도 동일하게 적용되며, 비행기가 급선회 할수록 큰 경사각을 요구하게 된다.-엘리베이터엘리베이터는 항공기의 세로조종을 제공한다. ?엘리베이터의 편향은 수평미익 부위의 상하 압력차를 만들고 무게중심(가로축, Y축)을 중심으로 수평미익을 회전시켜 그 결과로?항공기의 받음각 변화를 유발하며, 고도를 변화시키게 된다. 엘리베이터 편향의 부수적인 효과로 엘리베이터를 위로 편향시키는 것(기수 듦)은 속도를 감소시키는 영향을 가져오고, 엘리베이터를 아래로 편향시키는 것(기수 내림)은 속도의 증가를 야기한다. ?엘리베이터가 위로 편향되면, 뒤이어 곧바로 받음각의 증가와 양력의 증가가 빠르게 일어나고 부수적으로 천천히 속도의 감소가 나타난다. ?대부분의 상승비행에서 이와 같은 고도의 증가를 유지하기 위해서는 엘리베이터의 위로 편향과 함께 추력의 증가가 요구되는데, 이는 엘리베이터의 부수적인 속도 감소효과가 고도증가를 방해하는 요소로 작용되기 때문이다. 세로안정성에 대한 고려가 수평미익의 크기와 길이를 결정하게 된다. ?결정된 수평미익의 길이는 엘리베이터의 길이를 한정하게 되며, 공기역학적 효과는 엘리베이터의 시위길이를 한정하게 된다. 일반적으로 엘리베이터의 시위길이는 수평미익 전체 시위길이의 20~30% 정도가 적당하다. ?30% 이상으로 엘리베이터의 시위를 증가시키는 것은 엘리베이터의 효과를 증가시키기는 하지만 그 증가량은 매있다.

공학/기술| 2019.12.01| 6페이지| 1,000원| 조회(216)

안정, 조종, 항공기역학

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