목차1. 서론- 발전기란?- 연구동기2. 본론- 발전기 기본 원리 및 종류- 플레밍 오른손 법칙3. 결론- 정리- 나의 생각4. 참고 자료1. 서론1) 발전기란?- 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 장치이다.2) 연구 동기- 일상 생활에서 보면 발전기는 흔히 볼 수 있다. 그런데 이 발전기가 어떤 원리로 전기를 생산하는지 자세히 몰라서 이번 기회에 연구해보려고 한다.2. 본론1) 발전기 기본 원리 및 종류* 발전기 기본원리는 플레밍 오른손 법칙이다.(1) 직류 발전기- 자장을 형성하는 계자철심과 계자코일이 하우징에 고정되어 있고, 전기자가 회전하여 교류를 발생시킨다. 전기자 코일에서 발생된 전류는 기계적은 정류 메카니즘(정류자)을 통해 비교적 간단히 직류로 정류되고, 이와 같이 얻어진 직류를 브러쉬를 거쳐 전기장치와 배터리로 공급한다.*직류 발전기 원리*직류 발전기의 문제점1. 회전속도범위가 제한적이다.2. 엔진 공회전 시에는 발전이 어렵다.3. 구조적으로 출력을 증대시키기 위해서는 크기와 중량이 증가한다.4. 정류자 브러쉬의 마모가 커서 비교적 자주 교체 해야한다.(2) 교류 발전기- 자장을 형성하는 로터(전자석)이 회전을 하는 반면 직류 발전기는 도체가 회전을 하여 전기를 발생시킨다. 발생하는 전류는 둘 모두 교류이지만 직류발전기는 기계적으로 정류과정을 거치는 반면 교류발전기는 다이오드를 이용하여 전기/전자적으로 정류를 하는 차이점이 있다.* 교류 발전기 장점1. 기계식 정류장치가 없기 때문에 회전속도 범위가 넓다.2. 엔전 공회전 시에도 발전 가능.3. 교류발전기에서 역전류 방지용으로 사용하던 컷아웃 릴레이가 필요없다,4. 출력에 비해 가볍다.5. 정류자 브러쉬가 없어서 수명이 길다.* 교류 발전기 원리2) 플레밍 오른손 법칙- 자기장 속에서 도선이 움직이면 도선 속의 전하가 로런츠힘을 받아 움직이므로 도선 내부에 전류가 흐른다. 이는 도선에 유도기전력이 생긴 것으로 해석할 수 있다. 플레밍의 오른손법칙을 사용하면 자기장의 방향과 도선이 움직이는 방향을 알 때 유도기전력 또는 유도전류의 방향을 결정할 수 있다.방법은 오른손 엄지를 도선의 운동방향, 검지를 자기장의 방향으로 했을 때, 중지가 가리키는 방향이 유도기전력 또는 유도전류의 방향이 된다.*발전기의 원리플레밍의 오른손 법칙에 따르면 도선의 운동에너지는 자기장 속에서 전기에너지의 형태로 전환될 수 있다. 이것이 발전기의 기본 원리이다. 수력, 화력, 원자력발전은 각각 그 형태는 다르지만, 터빈을 돌려 원래의 에너지를 운동에너지로 바꾸고, 다시 운동에너지를 전기에너지로 바꾼다는 점에서 모두 같다고 할 수 있다.3. 결론1) 정리- 발전기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 장치이다.- 발전기 종류에는 크게 직류 발전기, 교류 발전기가 있다.- 직류 발전기에는 정류자, 브러쉬가 있다.- 교류 발전기에는 정류자, 브러쉬가 없다.- 직류발전기는 기계적으로 정류과정을 거치는 반면 교류발전기는 다이오드를 이용하여 전기/전자적으로 정류를 하는 차이점이 있다.
목차1. 서론1)응력이란?2. 본론1) 응력의 종류와 특징2) 과도하게 응력이 작용하면?3. 결론1)요약2)나의 생각4. 참고자료.1. 서론응력이란?변형력(stress)은 역학에서 단위면적당 작용하는 힘을 뜻한다. 응력이라고도 한다. 오귀스탱 루이 코시가 1822년 처음 고안했다.사실상 응력의 개념은 연속체라는 가정 아래 성립할 수 있다. 물체 내부의 경우, 가상의 단위부피를 설정해서 그 가상의 표면 바깥에 작용하는 힘을 계산하기 때문이다. 여기서 '가상의 힘'은 크게 두 종류가 있는데, 표면 힘과 몸체 힘이다. 표면 힘은 표면에 평행한 힘이며, 몸체 힘은 표면에 대하여 수직 방향인 힘이다.응력은 작용하는 하중의 종류에 따라 전단응력·인장응력(장력이라고도 함)· 압축응력으로 나눈다. 전단응력은 단면에 평행인 응력(접선 성분)으로 접선응력이라 하고, 인장응력과 압축응력은 단면에 수직인 응력(법선 성분)으로 수직응력 또는 법선응력이라고도 한다. 응력의 세기로는 단위면적당의 힘으로 나타내는 것이 일반적이다. 외력을 p, 단면적을 A, 응력을 σ라 하면 σ=p/A이며, 그 단위로서는 Pa이다. 일반적으로 물체내의 동일점에서의 응력이라도 면의 방향에 따라 그 종류나 세기가 다르다.간단하게 응력은 단위면적당 받는 힘. 부재나 재료의 외부에서 작용하는 힘에 대해 부재나 재료가 저항하는 힘을 말한다.2. 본론1)항공기에 작용하는 응력의 종류.가) 비행중 항공기에 작용하는 힘1) 중력(Gravity)중력은 말 그대로 지구 중력입니다. 모든 물체를 지구중심방향으로 당기는 힘입니다.비행 중인 물체에도 똑같이 적용됩니다. 중력은 일반적으로 모든 장소에서 거의 일정합니다.2) 양력(Lift)양력은 항공기를 하늘에 뜨게 하는 힘입니다. 방향은 날개 표면에 직각방향으로 작용합니다. ,즉 기체가 대각선으로 기울어져있으면 대각선에 직각인 방향으로 작용합니다. 즉, 기체에 뱅크가 주어져 있을 때는 고도를 유지하는 힘이 그만큼 줄어든다는 뜻입니다. 양력의 수직축 상의 힘이 중력보다 클 때에는 고도가 높아지며, 반대로 양력의 수직축 상의 힘이 중력보다 낮을 때는 고도는 낮아집니다.양력 발생은 입으로 종이불기로 흔히 설명이 됩니다.A4지 같은 종이의 양쪽 귀퉁이를 잡고 입 가까이 댄 뒤, 종이 아래 부분으로 입김을 불면 종이가 뜨겠죠. 이 때 종이가 뜨는 것이 뉴턴의 법칙에 의해서입니다. 그리고 종이의 윗부분에 바람을 불어도 종이는 역시 위로 뜹니다. 이 것은 베르누이의 정리로 설명이 되는 것이지요.양력의 크기는 일정시간에 흐르는 공기의 양에 비례합니다.즉 속도가 빨라질수록 양력은 증가하며, 공기밀도가 낮은 고공에서 양력은 감소합니다.3) 추력(Thrust)추력은 기체를 앞으로 나가게 하는 힘입니다. 추력은 엔진으로부터 얻어지며, 수평비행의 경우에 추력은 비행방향과 대체로 비슷한 방향으로 작용합니다. 엄밀하게 말하자면 기체의 받음각으로 인하여 추력 방향이 진행방향과는 일치하지 않지만, 개략적인 관점으로만 설명 드리는 것입니다.엔진의 출력을 높일 수 록 추력이 증가합니다.4) 항력(Drag)물리학적으로는, 어떤 물체에 일정한 힘을 계속 가해주면 마찰이 없다고 가정할 때 계속해서 속도가 증가하게 되겠지요. 만약 항공기에도 마찰이 없다고 한다면, 일정한 힘의 엔진 출력을 유지하고 있을 때에는 기체의 속도는 계속해서 높아질 것입니다. 그러나 비행 중인 기체에는 공기와의 마찰 등의 몇 가지 이유로 인한 저항이 존재하여 기체의 속도가 일정하게 제한받게 됩니다. 이 때 비행기가 앞으로 나아가려는 힘을 막는 저항을 항공 용어로는 항력이라고 말합니다.나) 비행중 기체 구조에 작용하는 하중물체가 외부에서 힘의 작용을 받았을 때 그 힘을 외력이라 하고 재료에 가해진 외력을 하중(load)라 한다.인장력(tension),압축력(compress),전단력(shear),굽힘력(bending),비틀림력(torsion)① 인장 하중(tensile load)물체의 축 방향으로 잡아당기는 하중② 압축 하중(compressive load)물체의 축 방향으로 압축하여 줄어들게 하는 하중③ 전단 하중(shearing load)리벳으로 연결 된 두 판에 인장력이 작용할 때 리벳에 작용하는 하중④ 비틀림 하중(torsional load)물체를 비틀어 꺾으려고 하는 하중⑤ 휨(굽힘) 하중(bending load)물체를 구부려 꺾으려는 하중, 인장력과 압축력으로 이루어 졌다.2) 과도하게 응력이 작용하면?응력은 변형률이라고 합니다. 이 응력이 과도하면 결국엔 항공기는 하중을 견디지 못해 휘어 버리거나 판재가 찢어지는 현상이 나타난다. 결국에는 항공기가 말 그대로 아작 난다고 보면 된다.3. 결론1) 요약응력(stress)은 단위 면적당 받는 힘을 말한다. 변형률이라고도 함. 단위는 파스칼(Pa)응력의 종류는 비행 중에 작용하는 힘과 비행 중 기체 구조에 작용하는 힘이 있다.
목차1. 서론1) 연구동기2) 열역학이란?2. 본론1) 열역학 제 1 법칙2) 열역학 제 2 법칙3. 결론1) 정리2) 나의 생각4. 참고자료1. 서론1) 연구동기- 열역학에서 가장 중요한 법칙 2가지가 있다. 열역학 제 1, 2 법칙인데 이 두 가지 법칙은 일상생활에서도 흔히 적용되는 법칙이고 흔히 보이는 자동차 기관에서도 적용되는 법칙이다. 그래서 이번 레포트를 통해 열역학 제 1, 2 법칙에 대해 연구해보겠다.2) 열역학이란?- 열역학은 열과 동력의 합성어로서 열과 역학적 일의 기본적인 관계를 바탕으로 열 현상을 비롯해서 자연계 안에서 에너지의 흐름을 통일적으로 다루는 물리학의 한 분야이다. 열에너지를 기계적인 에너지로 전환시키는 과정이나 사이클을 이용하여 경제성 및 효율성을 추구하는 추상적인 학문을 말한다. 생물계나 무생물계를 막론하고 모든 자연현상을 에너지의 흐름이라는 관점에서 생각할 때 없어서는 안 될 학문분야로, 화학이나 공학방면에서 많이 이용한다.2. 본론1) 열역학 제 1 법칙- 열역학 제 1법칙은 에너지보존의 법칙이다.- 계의 내부에너지 변화는 계가 흡수한 열과 계가 한 일의 차이이다.(ΔE = Q - W) 이 말은 뭘 뜻 하냐면, 에너지의 총량은 일정하다는 것을 간접적으로 말한다.화산폭발을 한번 생각해 봅시다. 화산 속 마그마는 지열에 의해 온도가 올라갑니다. (Q>0) 하지만 마그마는 외부에 일을 하진 않죠? (물론 마그마가 팽창해서 일을 할 순 있지만 마그마가 높은 압력 때문에 팽창하지 못한다고 가정합시다.) 때문에 한 일은 0입니다. (W=0)곧 ΔE = Q - W에서 한 일(W)는 0인데 온도(Q)가 증가했으니 내부에너지(ΔE)는 증가한다.등적과정이란 W=0이고 Q가 증가할 때 내부에너지도 증가하는 과정이다.단열과정이란 Q=0이고 W가 증가할 때 내부에너지가 감소하는 과정이다.등온 과정이다. 온도를 일정하게 유지하고 압력과 부피를 변화시키는 과정으로, 열역학 제1법칙 E = Q - W 에서 E = 0인 경우이다. 따라서 Q = W가된다. 등온 과정을 따르므로, 즉 온도 변화가 없으므로 내부 에너지가 일정하고, 외부에서 공급되는 열에너지는 모두 일로 변한다.2) 열역학 제 2 법칙- 닫힌 계에서 총 엔트로피(무질서도)의 변화는 항상 증가하거나 일정하며 절대로 감소하지 않는다. 즉 에너지의 흐름은 엔트로피가 증가하는 방향으로 흐르며 자연계에서 일어나는 모든 과정은 가역과정이 될 수 없다. 엔트로피 증가 법칙이라고도 한다.에너지 흐름에 대한 설명이다. "고립계에서 총 엔트로피의 변화는 항상 증가하거나 일정하며 절대로 감소하지 않는다. 에너지 전달에는 방향이 있다. 즉, 자연계에서 일어나는 모든 과정들은 비가역과정이라는 것이다." 이다.여기서 엔트로피(S)란 무질서도를 뜻하며 엔트로피가 클수록 무질서도가 크다 무질서도란? 방향성 없이 움직임을 나타낸다.예를 들어 잉크를 물에 한 방울 떨어뜨릴 때를 설명하면 가장 적합하다. 고립계는 열과 에너지의 출입이 없는 상태이다.잉크를 물에 떨어뜨리면 잉크가 없는 곳으로 잉크가 퍼지게 되는 방향성을 갖지만 결국에는 모두 섞이고 난 후, 방향성 없이 모두 이리저리 움직이는 상태를 나타내게 된다.따라서 열의 이동 또한 같다. 위의 그림을 보면 얼음이 열을 받아 물이 되는 과정은 엔트로피가 증가되는 형태가 된다. 이것은 자연적인 현상이다. 하지만 물이 얼음 결정체로 되는 것은 엔트로피가 감소되는 형태이지만, 자연현상에서 일어나지않는다. 따라서 자연현상에서 엔트로피는 절대 감소하지 않는다.즉, 에너지는 자유로이 형태를 변환시킬 수 있지만, 에너지를 변환시킬때 마다 엔트로피가 발생하며, 그 결과 엔트로피의 총량은 증가하게 되며, 에너지의 가치는 줄어들게 된다.
목 차1. 서 론 ················································ 11) 항공기 무게와 평형을 알아야 하는 이유2) 항공기 무게를 구하는 목적2. 본 론 ················································ 1~61) 항공기의 무게의 구분2) 항공기의 무게와 관련된 용어3) 항공기의 무게중심의 계산 방법3. 결 론 ················································ 61) 무게중심의 중요성2) 나의 생각4. 참고자료 ················································ 61. 서 론1)항공기의 무게와 평형을 알아야 하는 이유항공기 무게와 평형 조절의 근본 목적은 안전에 있으며, 이차적인 목적은 가장 효과적인 비행을 수행하는 데 있다. 부당한 하중은 상승한계, 기동성, 상승률, 속도, 연료소비율 면에서 항공기의 효율을 감소시키며, 비행을 하는데 있어 출발에서부터 실패의 요인이 되는 수도 있다. 항공기의 적절한 하중 또는 무게와 평형은 정확한 법칙과 명세서에 의하여 수행된다. 평형 계산은 항공기가 제작된 뒤에 무게와 평형이 바뀌어졌을 때, 즉 장비를 더 부착하거나 장탈할 때 혹은 항공기의 구조를 변화시킬 때 행해야 한다. 이 글에서는 항공기의 무게와 무게중심에 대해 알아보도록 하겠다.2) 항공기 무게를 구하는 목적무게를 구하는 목적은 안전과 효율적인 비행에 목적을 둔다. 만약 항공기 무게가 과도하면 기동성 감소, 이륙거리 증가, 실속속도 증가, 착륙속도 증가 등등 단점이 많아져서 정확한 무게와 평형을 이루는게 좋다.2. 본 론1)항공기 무게의 구분(1) 기체 구조 무게항공기 기체에 해당되는 날개, 꼬리날개, 동체, 착륙장치, 조종면, 나셀, 엔진 마운트의 무게를 포함한 것을 말함.(2) 동력 장치 무게엔진 및 엔진과 관련된 부속 계통, 프로펠러 계통, 연료계통, 유압 계통의 무게를 포함한 것을 말함.(3) 고정 장치 무게전자전기 계통, 공유압 계통, 조종계통, 공기 조화계통, 방빙 계통, 자동 조종계통, 계기 등의 무게를 포함한 것을 말함.(4) 총 무게(Gross Weight)항공기에 인가된 최대 하중으로서 형식증명서에 기재된 무게를 말한다.(5) 유용 하중(Useful Weight)승무원, 승객, 화물, 무장 계통, 연료, 윤활유의 무게를 포함 한 것으로서 최대 총 무게에서 자기 무게를 뺀 것을 말함.(6) 자기 무게(Empty Weight)승무원, 승객 등의 유용 하중, 사용 가능한 연료, 배출 가능한 윤활유의 무게를 포함하지 않은 상태에서의 항공기의 무게를 말함.(7) 영 연료 무게(Zero Fuel Weight)연료를 제외하고 적재된 항공기의 최대 무게로서, 화물, 승객 승무원의 무게를 포함한다.(8) 측정 장비 무게(Tare Weight)항공기의 무게를 측정할 때 사용하는 잭, 블록, 촉, 지지대와 같은 부수적인 품목의 무게를 말한다. 항공기의 실제 무게와는 관계없다.2) 항공기의 무게와 관련된 용어(1) 기준선 - 항공기 세로축에 직각인 가상의 수직평면을 말함.(2) 팔 길이 - 기준선으로부터 물체까지의 수평 거리.(3) 모멘트 - 무게 곱하기 팔 길이에 의해 구해짐.(4) 팔길이와 모멘트 - 항공기의 기준선에서 무게의 중심까지 거리(5) 무게중심 - 물체가 기울어짐 없이 어느 한 점에서 균형을 이루는 점(6) 평균 공력 시위(MAC) - 항공기 날개의 공기 역학적 특성을 대 표하는 시위.(7) % MAC - 날개의 평균 공력 시위 위의 어떤 점이나 중심의 위치를 나타낼 때 기준선에서 몇 m에 있다고 할 수 있지만, 항공기의 무게와 평형에서는 MAC위의 위치를 MAC 길이의 백분율로 하여 몇 % MAC이 있다고 정의.(8) 중심 한계 - 항공기의 무게는 연료, 승무원 등등에 따라 변한 다. 따라서 항공기 중심도 무게의 변화에 따라 위 치가 변한다. 즉 어떤 기준이 되는 중심 위치에 대하여 앞뒤로 한계를 정하는 것.3) 항공기의 무게중심의 계산 방법* 평형의 원리항공기의 무게 중심을 계산하고 평형 작업을 하는데 기초가 되는 것은 지렛대의 평형 원리이다. 지렛대의 받침점으로부터 서로 반대 방향으로 같은 거리에 같은 무게가 놓여있다면 이 지렛대는 평흥을 이루게 된다.* 무게중심 계산의 기본식무게 중심 위치 c.g ={총`모멘트} over {총`무게} ={w _{1 TIMES } l _{1`+`} w _{2 TIMES } l _{2+ CDOTS +} w _{n TIMES } l _{n}} over {w _{1+} w _{2+ CDOTS +} w _{n}}여기서 w는 무게 l은 기준선에서 무게까지 팔 길이를 나타냄.* 무게를 추가한 다음의 중심 위치 계산추가된 무게와 추가된 모멘트가 같은 방향일 경우.새로운 c.g ={원래의`총`모멘트`+`추가된`모멘트} over {원래의`총무게`+추가된`무게}* 무게를 제거한 다음의 중심 위치의 계산
목차1. 서론1) 연구동기2) 가스 동력 사이클이란?2. 본론1) 공기 표준 사이클2) 카르노 사이클3) 오토 사이클4) 디젤 사이클5) 브레이튼 사이클3. 결론1) 정리2) 나의 생각4. 참고자료1. 서론1) 연구 동기- 자동차에서 가장 중요한 부분은 엔진이다. 그런데 이 엔진은 어떤 원리를 이용해서 만들어졌을까? 또한 자동차 뿐만 아니라 항공기 엔진 등등 여러 엔진은 자동차와 같은 원리를 이용해서 만들어지지 않았을까? 이 물음에 답하기 위해 가스 동력 사이클에 대해 연구를 한다.2) 가스 동력 사이클이란?- 가스동력 사이클이란 작동유체로서 이상기체를 사용하고 각종 상태변화를 하면서 열을 기계적 일로 변환하는 열기관 사이클이다.자동차나 용기압축기, 펌프 등은 마찰열 등에 의한 손실이 생기지만 작동유체로서 사용되고 있는 연소가스, 공기 등은 거의 이상기체로 취급된다.2. 본론1) 공기 표준 사이클- 내연기관의 동작물질은 연소하기 전 공기와 연료의 혼합기체이고 연소 후에는 연소생성가스로 구성되어있는데 열역학적 기본특성을 파악하기 위한 것을 목적으로 이상기체로 취급할 수 있는 공기로 가정하여 다룬다.2) 카르노 사이클카르노 사이클은 열기관 사이클 중 가장 이상적인 사이클이다. 하지만 가장 우수한 효율의 기관을 제작하기 위해 이론적인 방향을 제시하고 있다는 점에서 중요한 사이클이다. 모든 열기관 사이클의 비교 표준으로 활용 된다.사진에서P1 -> V2 가는 과정이 등온 팽창 -> 열량 공급V2 -> V3 가는 과정이 단열 팽창 -> 등 엔트로피 팽창V3 -> V4 가는 과정이 등온 압축 -> 열량 방출P4 -> P1 가는 과정이 단열 압축 -> 등 엔트로피 압축A -> B 등온 팽창, B -> C 단열 팽창, C -> D 등온 압축, D -> A 단열 압축.열 손실이 만약에 없다면 카르노 사이클은 가장 효율이 좋다.3) 오토 사이클오토 사이클은 정적 사이클 이라고도 한다. 압축, 폭발, 단열, 팽창, 배기 행정으로 2개의 정적과정과 2개의 단열과정으로 구성되어 있다. 가솔린 사이클이라고 함.1 -> 2 단열 압축(엔트로피 압축)2 -> 3 정압 가열 -> 열량 공급3 -> 4 단열 팽창(등 엔트로피 팽창)4 -> 1 정적 방열 -> 열량 방출4) 디젤 사이클디젤 사이클은 정압 사이클 이라고 한다. 1개의 정압 과정과 1개의 정적변화 및 2개의 단열 과정으로 구성되어 있다.0 →1 흡기과정1 →2 단열(등 엔트로피)압축 과정2 →3 정압상태에서 열량Q1을 공급(정압 급열)3 →4 최초의 체적(V1)까지 단열(등 엔트로피) 팽창4 →1 정적상태에서 열량Q2를 방출(정적방열)1 →0 배기과정으로 구성되어 있다.디젤 사이클은 압축과정에서 공기만 압축하고 압축말기에 연료를 분사해서 연료가 자기착화를 하도록 한다는 점이 오토사이클과 다르다.5) 브레이튼 사이클브레이튼 사이클은 정압 연소 사이클이라고도 하며 가스터빈 중에 대표적인 사이클로서 2개의 단열과정과 2개의 등압 과정(등압연소, 등압냉각)으로 이루어진 이상적인 터빈 사이클 이다.1 -> 2 등 엔트로피 압축2 -> 3 정압 급열3 -> 4 등엔트로피 팽창4 -> 1 정압 방열3. 결론1) 정리- 가스동력 사이클이란 작동유체로서 이상기체를 사용하고 각종 상태변화를 하면서 열을 기계적 일로 변환하는 열기관 사이클이다.- 공기 표준 사이클이란 내연기관의 동작물질은 연소하기 전 공기와 연료의 혼합기체이고 연소 후에는 연소생성가스로 구성되어있는데 열역학적 기본특성을 파악하기 위한 것을 목적으로 이상기체로 취급할 수 있는 공기로 가정하여 다룬다.- 카르노 사이클 - 열기관 사이클 중 가장 이상적인 사이클- 오토 사이클 - 가솔린 기관 사이클- 디젤 사이클 - 디젤 기관 사이클