목차1. 시작하며1) 종이비행기에 관한 레포트를 쓰게 된 동기2) 이 레포트의 목적 또는 목표2. 종이비행기의 구조를 파헤쳐 보자1) 실제 비행기와 종이비행기와의 관계① 실제비행기와 종이비행기의 구조 비교② 실제비행기와 종이비행기의 공통점과 차이점2) 여러 구조를 가진 비행기3) 그렇다면 오래나는 비행기는 어떤 구조를 가졌을까?4) 그럼 실제로 날려보았을 때 어떤 비행기가 가장 오래날것인가?5) 위의 종이비행기가 오래날수 있는 구조적 특징은?6) 최종결론3. 마치며1) 알게 된 점, 느낀 점1. 시작하며1) 종이비행기에 관한 레포트를 쓰게 된 동기어렸을 때 친구들과 종이로 비행기를 만들고 누가 더 멀리, 더 빨리 나는지 시합하곤 했었다. 그땐 종이비행기가 잘 날기 위해서는 어떻게 해야 하는지에 대한 고민 없이 무작정 꾹꾹 반듯 하게 접으면 잘 날줄 알았다. 이런 모양 저런 모양 만들어 보면서 그게 잘 날 면 이렇게 접으면 잘 나는구나 하는 정도에서 그쳤다. 그러나 지금은 항공공학이란 과목을 배우면서 어느 정도 비행원리에 대해서 배운 만큼 종이비행기가 어떻게 해야 잘 날고, 잘 날아갈 때는 어떻게 해서 잘 날개 되었는지 생각 해 볼 수 있게 되었다. 그래서 비행기가 잘 날기 위한 조건, 그중에서도 구조에 따른 비행기가 오래 날기 위한 조건을 실험해 보면서 이론상으로 알지 못 했던 여러 가지 비행원리에 대해서 알아보기 위하여 레포트를 쓰게 되었다.2) 이 레포트의 목적 또는 목표구조에 따른 비행기의 성능에 관하여 알아보기 위해 여러 종이비행기를 만들어보고 실험을 해보면서 비행기구조와 비행원리를 이해하고 나아가 실제 비행기에 어떻게 적용될 수 있는지 생각해본다.2. 종이비행기의 구조를 파헤쳐 보자1) 실제 비행기와 종이비행기와의 관계① 실제비행기와 종이비행기의 구조 비교비행중인 종이비행기에는 실제 비행기와 마찬가지로 네 가지의 힘이 작용하고 있다. 먼저 중력이란 지구 중력에 의해 아래로 떨어지려는 힘을 말한다. 양력은 이러한 중력을 이겨내기 위해 위로 뜨게 하는 힘이다. 항력은 공기흐름에 의해 생기는 마찰력으로, 비행기의 전진 방향과 반대로 작용하는 힘이며, 추력은 항력에 대항하여 비행기를 전진시키는 힘이다.비행기는 이상의 네 가지 힘이 균형을 이룰 때 일정한 속도로 수평비행을 하며, 양력의 크기를 조절함으로서 상승/강하비행을, 추력을 조절함으로서 가속/감속비행을 한다.종이비행기를 살펴보면 비행기와 닮은 점이 많다. 비행기를 설계할 때는 항력은 가능한 한 줄이고 양력발생이 효율적인 기체구조를 갖도록 해야 하는데, 이는 종이비행기에서도 마찬가지이다.② 실제비행기와 종이비행기의 공통점과 차이점위에서 보았듯이 종이비행기는 실제비행기가 가지는 중력, 추력, 항력, 양력을 모두 가지고 있으며 구조 또한 비슷하다. 그러나 종이비행기는 실제비행기와 달리 비행속도, 비행고도, 무게, 크기도 다르다. 그리고 비행 시 추력을 일정하게 받는 것이 아니고 사람의 손을 떠난 순간부터 더 이상 받을 수 없기 때문에 비행기보다는 동력 없이 활공 하는 글라이더나 행글라이더에 가깝다고 할 수 있다. 또 비행기는 효율적인 양력발생을 위하여 비행 중에도 플랩을 움직일 수 있지만 종이비행기는 한번 접어놓은 상태를 비행 중에 바꿀 수 없기 때문에 종이비행기를 날릴 때 이러한 부분들을 고려해야 한다.2) 여러 구조를 가진 비행기본격적으로 실험에 들어가기 위해 이 레포트 목적(구조에 따른 비행기성능)에 따라 될 수 있는 한 여러 가지 구조의 비행기를 만들려고 노력하였다. 사실 여러 가지 조건으로 실험을 할 수도 있었지만 너무 광범위 해 지는 것 같아 종이는 모두 A4용지 반을 잘라 사용하고 구조를 바꾸는 것에 초점을 두었다. 접는 방법은 원래 알고 있던 비행기 접기 방법과 인터넷, 그리고 직접 생각해낸 방법으로 만들어 보았다. 그렇게 총 104개의 비행기를 만들어 보았다.3) 그렇다면 오래나는 비행기는 어떤 구조를 가졌을까?일단 104개의 비행기를 모두 날려보면서 안정적이고 부드럽게 날아가는 비행기를 골랐다. 잘 난다 싶은 비행기는 모두 17개. 그럼 이 비행기들의 특징을 알아보자.① 비행기 앞부분비행기 앞부분을 위로 접어 말아 올린 것 과 그대로 두거나 한번만 접은 것, 이렇게 두 가지가 있었다. 아래로 접어 말아 올린 것은 잘 나는 비행기 17개중에 없는데, 이는 위로 접어 말아 올림으로써 상대적으로 그냥 놨을 때 나 아래로 접어 올린 것 보다 윗면의 곡률이 커 공기가 빠르게 흘러 미약하지만 양력이 발생하는 것으로 보인다. 또 무게중심을 정 가운데보다 살짝 앞부분에 둠으로써 기체 강도를 유지하고 손에서 발생하는 추력을 효과적으로 얻게 되는 것으로 보인다.② 플랩플랩은 고양력 장치로 필요할 때 양력을 크게 만들어준다. 그래서 플랩이 있는 비행기를 만들어 보았다. 종이비행기에 플랩이 있을 때는 공기의 흐름이 플랩을 타고 흐르면서 꺾이는 것을 알 수 있다. 따라서 플랩이 꺾여진 방향으로 비행기 앞부분이 기운다. 이론대로 라면 실제 비행기에서는 플랩을 내려서 양력을 얻는다. 하지만 종이비행기에서는 적용되지 않는다. 또한 이 종이비행기를 그대로 날려보면 종이비행기 특성상 추력이 계속 발생하지 않아 불안정하고 오래날지 못하는 것을 알 수 있다. 따라서 날개 뒷부분을 접으면 플랩보다는 에일러론에 가깝다고 할 수 있다.③ 날개 끝잘 나는 비행기 17개중 날개 끝을 접어준 종이비행기는 10개였다. 특히 날개 끝을 아래로 접었을 때 더 잘 날았는데 이는 날개 끝을 접지 않았을 때 옆으로 퍼지게 되는 공기를 막아줌으로써 양력 발생에 도움을 주는 것으로 보인다.④ 후퇴각비행기를 일반적인 방법을 접게 되면 모두 후퇴각이 있다. 잘나는 비행기 17개에도 모두 후퇴각이 있었다. 후퇴각이 있는 비행기는 고속비행에 유리하고 그렇지 않은 비행기는 활공에 유리하다. 그래서 후퇴각이 생기지 않게 접어 보았는데 기체 강도를 유지하지 못하거나 무게중심이 맞지 않거나 혹은 후퇴각이 없는 비행기의 적당한 모양을 찾지 못해 날려보면 빙글빙글 돌며 나는 것을 볼 수 있었다.4) 그럼 실제로 날려보았을 때 어떤 비행기가 가장 오래 날것인가?① 실험조건지금까지는 종이비행기를 좁은 공간에서만 날려보아 실제로 얼마나 날수 있는 능력이 있는지 정확히 알지 못했다. 따라서 충분한 공간에서 날려 보기 위하여 바람이 불지 않던 2006년 10월 27일 오후 2시경 D동 건물 앞에서 계단 아래쪽을 향해 날려보았다. 동일한 각도와 힘으로 손목의 스냅을 이용해 가볍게 날렸다.② 실험결과비행시간(초)비행기번호1회2회3회4회5회6회7회8회9회10회평균1번2.012.513.012.312.222.143.212.153.123.302.592번4.953.014.024.523.853.754.324.113.254.854.023번2.513.362.584.233.124.012.283.792.811.323.004번6.645.685.986.496.125.644.874.616.216.255.845번4.145.484.414.386.025.574.734.384.523.584.726번4.304.223.685.624.684.976.213.215.123.974.597번3.003.874.212.483.525.123.194.073.252.353.508번5.535.917.304.125.674.285.646.875.376.645.739번6.026.815.994.287.215.785.187.185.835.515.9710번7.206.057.688.129.027.287.715.326.275.126.9711번6.535.547.156.458.055.325.576.825.594.586.1612번9.088.808.357.138.825.728.127.368.157.457.8913번1.743.302.872.363.354.121.253.852.282.462.7514번6.338.807.725.986.876.107.585.086.257.126.7815번3.503.355.124.653.123.894.315.123.283.003.9316번7.288.169.188.129.548.567.997.858.427.648.2417번15.3214.1215.3412.1516.1511.8012.5813.8215.0912.3713.87표 2-15) 위의 종이비행기가 오래날수 있는 구조적 특징은?① 12번 비행기의 특징12번 비행기는 가장 기본적인 비행기 접기 방법에서 날개 양끝을 밑으로 접었다. 좌우 균형이 잘 맞고 비행기를 잡고 있을 땐 날개 면적이 좁지만 비행중에는 가운데 부분이 약간 펼쳐지면서 면적이 넓어진다.② 16번 비행기의 특징16번 비행기는 직접 생각해낸 방법으로 만든 비행기로 잡고 있을 때 보다 비행중에 날개 면적이 넓어지고 좌우 균형이 잘 맞았다. 비행기 앞부분을 아래로 한번 접었지만 윗면 곡률이 더 크다. 이 비행기가 잘 날수 있었던 이유는 단순한 모양으로 바람의 저항을 덜 받아서 인 것 같다.③ 17번 비행기의 특징17번 비행기는 16번 비행기를 변형시켜 만든 것이다. 가장 날개면적이 넓다. 이것 또한 날개끝을 아래로 접어주었다. 또 앞뒤에서 보았을 때 가장 납작하고 좌우 균형이 잘 맞았다.