개념 한 쪽
프로펠러는 회전하면서 깃끝의 선속도와 공기력에 따라 여러 기계적 하중과 제어 필요를 만든다고 설명한다. 깃끝 위치 일치 여부를 확인하는 트래킹, 엔진과 프로펠러 회전수 차이를 보정하는 감속 장치(리덕션 기어), 그리고 엔진 고장 시 저항을 줄이는 페더링 같은 주요 용어를 익힌다.
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출제기준 단원 「프로펠러 구조 및 명칭」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 트래킹 정의 판단 | 1 | 깃 끝 선단의 궤적 일치 여부를 묻는 절차를 구분 |
| 감속기어 목적 이해 | 1 | 감속기어가 깃끝 실속을 방지하는 이유를 설명 |
| 페더링 상태 판단 | 1 | 엔진 고장 시 깃각을 저항 최소화 상태로 맞추는 각도를 묻기 |
원심력은 회전하는 프로펠러 블레이드에 바깥쪽으로 잡아당기는 힘을 작용시킨다며, 이 힘은 블레이드에 인장응력을 발생시키고 동시에 피치각을 낮추려는 비틀림모멘트를 만든다. 원심력은 압축응력과는 반대 방향이며, 굽힘모멘트는 주로 공기력에서 발생한다고 정리한다.
진행률(Advance ratio, J)은 비행속도와 프로펠러 회전 대비 관계를 나타내는 무차원 수이며, 식은 J = V ÷ (n × D)이고 n은 초당 회전수(rps)라고 규정한다. 단위 환산을 정확히 해야 올바른 값을 얻는다고 경고한다.
페더링(Feathering)은 엔진 정지 시 프로펠러 깃의 피치각을 회전면과 평행하게 맞춤으로써 공기저항을 최소화하는 조치라고 정의한다. 이 상태는 깃각이 회전면과 평행한 약 90°에 해당한다고 설명한다.
트래킹은 회전 중인 각 깃의 끝부분이 동일한 궤적과 평면을 이루는지 점검하는 절차이며, 깃끝 위치 불일치는 진동과 소음의 원인이 된다고 밝힌다.
감속 장치(리덕션 기어)는 엔진에서 나오는 높은 회전수를 프로펠러로 전달할 때 회전수를 낮춰 깃끝의 선속도가 음속에 근접하여 발생할 수 있는 깃끝 실속이나 충격파의 발생을 억제하는 기구라고 정리한다.
진행률 계산 예제는 다음과 같다며, 비행속도 360km/h를 100m/s로 환산하고 회전속도 1800rpm을 30rps로 환산한 뒤 지름 2m를 대입하면 J = 100 ÷ (30 × 2) ≈ 1.67이 된다고 풀이한다.
원심력 관련 예시는 '원심력 → 인장응력 + 피치각을 낮추려는 비틀림모멘트'의 두 문장으로 즉각 정답을 찾을 수 있다고 제시한다.
페더링 예시는 엔진고장 시 깃각을 회전면과 평행하게 약 90°로 맞추어 항력을 최소화하는 것이 목적이라고 설명한다.
프로펠러 깃(blade) 트랙킹(tracking)은 무엇을 결정하는 절차인가?
정답 ④ · 프로펠러 트래킹 절차가 결정하는 대상을 묻는 문제이다. 트래킹은 프로펠러를 회전시켜 각 깃의 선단(tip)이 같은 평면의 같은 위치를 지나는지 확인하는 절차로, 깃 간 선단 위치 어긋남을 찾아내는 작업이다.
트래킹은 각 깃의 회전 선단(tip)이 같은 위치(평면)를 지나는지 확인하는 절차다.
프로펠러를 장비한 경항공기에서 감속기어(Reductiongear)을 사용하는 가장 큰 이유는?
정답 ② · 경항공기에서 감속기어를 사용하는 이유를 묻는 문제이다. 항공기용 엔진은 고회전으로 운전되는데, 프로펠러를 엔진 회전수에 그대로 연결하면 블레이드 끝단의 선속도가 음속에 근접하여 충격파 발생과 실속이 일어나 효율이 급감한다.
감속기어는 프로펠러 회전수를 낮춰 블레이드 끝단의 음속 도달·실속을 방지하는 장치다.
프로펠러 깃 트랙킹은 무엇을 결정하는 절차인가?
정답 ④ · 프로펠러 깃 트랙킹의 정의를 묻는 문제이다. 트랙킹은 프로펠러를 천천히 회전시켜 각 깃의 회전 선단이 동일한 위치의 궤적을 지나는지 여부를 결정하는 절차로, 어긋나면 진동의 원인이 된다.
트랙킹은 프로펠러 각 깃의 회전 선단(끝)이 같은 궤적·위치를 지나는지 확인·결정하는 절차다.
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