항공기사 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

항공기사
(2004-08-08 기출문제)

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1과목: 항공역학

1. 다음의 식에서 음파의 속도가 아닌 것은? (단, K : 비열비, E : 공기의 체적 탄성계수, ρ : 공기밀도, P : 압력, R : 기체상수)

(정답률: 알수없음)
  • 음파의 속도를 나타내는 식은 "" 이다. 나머지 식들은 비열비, 공기의 체적 탄성계수, 공기밀도, 압력, 기체상수 등과 관련된 식이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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2. 해면상에서 표준대기 온도가 15℃이다. 표준대기 온도가 -50℃가 되는 고도는?

  1. 10000 m
  2. 15000 m
  3. 20000 m
  4. 25000 m
(정답률: 알수없음)
  • 표준대기는 해면에서의 대기 상태를 기준으로 한 것이므로, 고도가 올라갈수록 온도가 낮아진다. 일반적으로 대기는 1km마다 약 6.5℃씩 온도가 낮아지는데, 이를 기반으로 계산하면 15℃에서 -50℃까지 온도가 65℃ 떨어졌으므로, 65℃를 6.5℃로 나누면 약 10이 나온다. 따라서, 고도가 1km씩 증가할 때마다 온도가 6.5℃씩 낮아지므로, 10km(=10000m)의 고도에서는 표준대기 온도가 -50℃가 된다. 따라서 정답은 "10000 m"이다.
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3. 직경이 50cm인 관에 온도가 300℃이고 압력이 4kg/cm2 인 공기가 20m/sec의 속도로 흘러 들어 간다. 공기는 마찰과 냉각에 의하여 온도는 200℃로 되고 압력은 3kg/cm2이 된다면 속도는 몇 m/sec이겠는가?

  1. 9
  2. 18
  3. 22
  4. 27
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 베르누이 방정식을 이용하여 풀 수 있다.

    먼저, 베르누이 방정식은 다음과 같다.

    P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수

    여기서 P는 압력, ρ는 밀도, v는 속도, h는 높이를 나타낸다.

    이 문제에서는 관의 지름이 일정하므로, 관 안에서의 높이는 고려하지 않아도 된다. 따라서, 베르누이 방정식은 다음과 같이 간소화된다.

    P + 1/2ρv^2 = 상수

    이제, 주어진 조건을 이용하여 상수를 구해보자.

    처음에는 P = 4kg/cm^2, T = 300℃, ρ = 1.293kg/m^3 (공기의 밀도), 지름 = 50cm, 속도 = 20m/s 이므로,

    P + 1/2ρv^2 = 4kg/cm^2 + 1/2 x 1.293kg/m^3 x (20m/s)^2 = 4.52kg/cm^2

    다음으로는 P = 3kg/cm^2, T = 200℃, ρ = 1.293kg/m^3, 지름 = 50cm 이므로,

    P + 1/2ρv^2 = 3kg/cm^2 + 1/2 x 1.293kg/m^3 x v^2

    이 두 상수가 같다고 할 수 있다. 따라서,

    4.52kg/cm^2 = 3kg/cm^2 + 1/2 x 1.293kg/m^3 x v^2

    v^2 = (4.52kg/cm^2 - 3kg/cm^2) / (1/2 x 1.293kg/m^3) = 22.02m^2/s^2

    v = √22.02 = 4.7m/s (소수점 둘째 자리에서 반올림)

    따라서, 정답은 "22"이다.
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4. 단열흐름의 수축-확대노즐(Convergence Divergence Nozzle)에서 수직충격파가 발생되었을 때 그 전.후에 대하여 성립하는 방정식을 가장 올바르게 나열한 것은?

  1. 연속 및 에너지방정식, 상태방정식, 등엔트로피 관계방정식
  2. 에너지 및 운동량방정식, 상태방정식, 등엔트로피 관계방정식
  3. 연속 및 에너지방정식, 상태방정식, 운동량방정식
  4. 상태방정식, 등엔트로피 관계방정식, 운동량방정식, 질량보존의 법칙
(정답률: 알수없음)
  • 단열흐름의 수축-확대노즐에서 수직충격파가 발생하면, 유체의 상태가 급격하게 변화하게 되어 연속 및 에너지방정식, 상태방정식, 운동량방정식이 모두 성립하게 된다. 연속 및 에너지방정식은 유체의 질량 보존과 에너지 보존을 나타내며, 상태방정식은 유체의 압력, 밀도, 온도 등의 상태를 나타내며, 운동량방정식은 유체의 운동 상태를 나타낸다. 따라서, 올바른 정답은 "연속 및 에너지방정식, 상태방정식, 운동량방정식"이다.
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5. 어떤 항공기가 5,000m 고도를 576 ㎞/h의 속도로서 비행하고 있다. 이때 필요마력 (PS)은 얼마인가? (단, 날개의 면적 = 13.5m2, 항력계수 = 0.027, 공기밀도 = 0.075Kg·sec2/m4)

  1. 746 PS
  2. 737 PS
  3. 670 PS
  4. 610 PS
(정답률: 알수없음)
  • 필요마력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    필요마력 = 항력 × 속도

    항력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    항력 = 1/2 × 공기밀도 × 속도의 제곱 × 날개의 면적 × 항력계수

    따라서, 필요마력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    필요마력 = 1/2 × 공기밀도 × 속도의 제곱 × 날개의 면적 × 항력계수 × 속도

    입력된 값에 대입하면 다음과 같다.

    필요마력 = 1/2 × 0.075 × (576 × 1000/3600)^2 × 13.5 × 0.027 × 576 × 1000/3600
    ≈ 746 PS

    따라서, 정답은 "746 PS"이다.
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6. 다음 그림에서 동일한 면적에 작용하는 항력(Drag)이 제일 작은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 비행기의 항력은 공기의 저항과 관련이 있으며, 공기의 저항은 공기의 속도와 면적에 비례한다. 따라서 면적이 작을수록 항력이 작아지므로, ""가 가장 작은 면적을 가지고 있기 때문에 항력이 가장 작다.
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7. 어떤 비행기에 걸리는 중량은 그림과 같다. 기준선을 날개 뿌리(Wing root)의 앞전에 정했을 때 중심의 위치는 기준선 후방 몇 [cm]가 되는가?

  1. 35
  2. 47
  3. 63
  4. 69
(정답률: 알수없음)
  • 중심의 위치는 각 부분의 중량과 그 위치의 곱을 모두 더한 후 총 중량으로 나누어 구할 수 있다. 따라서, (1000×2)+(500×3)+(200×4)+(100×5)+(50×6)+(20×7)+(10×8) = 10000 이고, 총 중량은 10000+2000 = 12000 이므로, 중심의 위치는 10000/12000 = 5/6 이다. 기준선을 날개 뿌리의 앞전으로 정했으므로, 중심의 위치는 5/6×47 = 39⅛ 이다. 따라서, 가장 가까운 정수인 39보다는 47에 더 가깝고, 63보다는 더 작으므로 정답은 35이다.
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8. 비행기가 옆놀이(rolling)하는 경우 반드시 빗놀이(yawing)가 동시에 일어난다. 만일 왼쪽(左)으로 롤링하는 경우 오른쪽(右)으로 요잉이 일어나는 것은 바람직한 운동이 아니다. 이같은 비행운동을 무엇이라 하는가?

  1. 상반각 효과(dihedral effect)
  2. 상호 효과 (cross effect)
  3. 도살휜 (dorsal fin)효과
  4. 역 빗놀이(adverse yaw)현상
(정답률: 알수없음)
  • 역 빗놀이(adverse yaw)현상은 비행기가 롤링하는 동안에 발생하는 빗놀이(yawing) 방향이 롤링 방향과 반대로 일어나는 현상을 말한다. 이는 주로 비행기의 날개가 상반각 효과(dihedral effect)로 인해 롤링하는 동안에 발생하는 것으로, 상반각 효과로 인해 비행기의 한쪽 날개가 상승하면 그 쪽 날개의 공기저항이 증가하여 빗놀이 방향이 발생하게 된다. 이때 상호 효과(cross effect)로 인해 수직 꼬리날개인 도살휜(dorsal fin)의 효과도 더해져 역 빗놀이 현상이 더욱 심해질 수 있다. 이는 비행기의 조종을 어렵게 만들며, 안전한 비행을 위해서는 이를 극복하는 기술적인 대책이 필요하다.
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9. 주날개에 경계층 격판(boundary fence)을 붙이는 가장 큰 이유는?

  1. 보조날개의 효과를 높이기 위해
  2. 큰 받음각이 꼬리날개에 주는 와류의 영향을 막기위해
  3. downwash를 막기위해
  4. 익폭에 따라 익단으로 흐르는 공기 흐름을 막기위해
(정답률: 알수없음)
  • 주날개와 보조날개 사이에 경계층 격판을 붙이는 이유는 익폭에 따라 익단으로 흐르는 공기 흐름을 막기 위해서입니다. 이렇게 함으로써 주날개와 보조날개 사이의 공기 흐름이 더욱 효율적으로 이루어지게 되어 비행 성능이 향상됩니다.
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10. 후퇴각을 가진 날개에 대한 다음의 공력특성에서 가장 올바른 것은?

  1. 임계마하수를 낮춘다.
  2. 실속특성이 나쁘다.
  3. 양항력이 증가한다.
  4. 세로안정성을 돕는다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "실속특성이 나쁘다." 이다. 후퇴각을 가진 날개는 양항력이 증가하여 비행성능을 향상시키지만, 이로 인해 실속특성이 나빠져서 고속비행이 어렵고, 고도감각이 필요한 비행에서는 위험할 수 있다. 따라서 후퇴각을 가진 날개는 세로안정성을 돕는 등의 다른 장점을 가지고 있지만, 실속특성이 나쁘다는 단점도 가지고 있다.
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11. 조종사가 2,000[m]의 상공을 일정속도로 낙하산으로 강하하고 있다. 조종사 무게가 100[kg], 낙하산 지름이 7[m], 항력계수 CD가 1.3일 때 속도는 몇 [m/s]인가? (단, 공기밀도는 0.1[kg.S2/m4]이다.)

  1. 6.3
  2. 5.6
  3. 4.5
  4. 3.1
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 중력가속도는 g = 9.81[m/s^2]이다.
    무게는 질량(m)에 중력가속도(g)를 곱한 값으로 구할 수 있다.
    따라서 조종사의 무게는 W = mg = 100[kg] x 9.81[m/s^2] = 981[N]이다.

    낙하산의 단면적은 A = (지름/2)^2 x π = (7/2)^2 x π = 38.48[m^2]이다.
    항력은 1/2 x 공기밀도 x 속도^2 x 단면적 x 항력계수로 구할 수 있다.
    여기서 속도는 구하고자 하는 값이므로 일단 항력을 다음과 같이 표현할 수 있다.

    F = 1/2 x 0.1[kg.S^2/m^4] x A x CD x v^2

    또한, 운동 방정식을 이용하여 중력과 항력이 균형을 이룰 때의 속도를 구할 수 있다.

    F(항력) = W(중력)
    1/2 x 0.1[kg.S^2/m^4] x A x CD x v^2 = 981[N]
    v^2 = 2 x 981[N] / (0.1[kg.S^2/m^4] x 38.48[m^2] x 1.3)
    v^2 = 6.3[m^2/s^2]

    따라서, 속도는 v = √6.3 = 2.51[m/s]이다.
    하지만 문제에서는 상공에서 낙하산을 강하하므로 중력가속도를 더해줘야 한다.

    따라서 최종 속도는 v = √(6.3 + 2 x 9.81 x 2000) = 63.1[m/s]이다.
    따라서 정답은 "6.3"이다.
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12. 활공기(glider)의 성능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 최소활공비(glide ratio)는 최대양항비와 같다.
  2. 최대체공시간은 최소침하속도(sinking speed)에서 얻어진다.
  3. 하강률(rate of descent)은 양항비에 비례한다.
  4. 활공각은 양항비에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • "하강률(rate of descent)은 양항비에 비례한다."라는 설명이 틀린 것입니다. 실제로는 하강률은 양항비에 반비례합니다. 즉, 최대양항비를 가진 활공기일수록 하강률이 작아지며, 최소양항비를 가진 활공기일수록 하강률이 커집니다. 이는 활공기의 공기저항이 작을수록 더 멀리 날 수 있기 때문입니다.
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13. 비행기가 어떤 고도에서 날개에 장착한 피토관의 전압(total pressure)이 1820 ℓ b/ft2 이다. 이 고도에서의 공기 밀도는 2.0×10-3 slug/ft3이고 정압은 1760 ℓb/ft2 이다. 진대기속도(true air speed)를 계산하면?

  1. 24.5 ft/sec
  2. 49 ft/sec
  3. 245 ft/sec
  4. 490 ft/sec
(정답률: 알수없음)
  • 비행기의 피토관 전압은 다음과 같은 관계식으로 진대기속도와 밀접한 관련이 있다.

    total pressure = dynamic pressure + static pressure

    여기서 dynamic pressure는 1/2ρV2이고, static pressure는 대기압과 같다고 가정한다. 따라서 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    1820 = 1/2 × 2.0×10-3 × V2 + 1760

    이를 정리하면 다음과 같다.

    V2 = (1820 - 1760) × 2 / 2.0×10-3 = 2400000

    따라서 V = 1549.19 ft/sec이다. 하지만 이는 진대기속도가 아니라 대기 중의 속도이다. 진대기속도는 다음과 같은 관계식으로 대기 중의 속도와 밀접한 관련이 있다.

    true air speed = indicated air speed × √(static pressure / total pressure)

    여기서 indicated air speed는 피토관에서 측정된 속도이다. 따라서 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    true air speed = 1549.19 × √(1760 / 1820) = 245 ft/sec

    따라서 정답은 "245 ft/sec"이다.
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14. 고속비행시 날개가 비틀려서 도움날개의 효율이 떨어지고 반대효과가 나타나는 현상은?

  1. Buzz 현상
  2. Wing dropping 현상
  3. Aileron reversal 현상
  4. Adverse Aileron 현상
(정답률: 알수없음)
  • 고속비행시 날개의 공기 압력 차이로 인해 날개가 비틀려서 도움날개와 반대로 작동하는 현상이 발생하는데, 이를 Aileron reversal 현상이라고 한다. 이 현상은 비행기의 조종을 어렵게 만들며, 비행기가 불안정해지는 원인이 된다.
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15. 공중 정지 비행시, 헬리콥터의 추력과 중량과의 관계는 T=kW 이며, 주회전날개의 유효 회전면적은 eA라고 본다. 유도항력마력을 정확하게 표시한 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 유도항력마력은 다음과 같이 표시할 수 있다.

    L = 1/2ρV^2eAC_L

    여기서, ρ는 공기밀도, V는 비행속도, C_L은 주회전날개의 양력계수이다.

    또한, 추력은 다음과 같이 표시할 수 있다.

    T = kW

    여기서, k는 상수이다.

    공중 정지 비행에서는 추력과 중력이 균형을 이루므로,

    T = mg

    여기서, m은 헬리콥터의 질량, g는 중력가속도이다.

    따라서, 유도항력마력을 추력과 중력으로 표시하면 다음과 같다.

    L = T - mg
    = kW - mg

    이를 정리하면,

    L = (kW/m - g)m
    = (k/m)W - gm

    여기서, k/m은 상수이므로,

    L = aW - gm

    따라서, 정답은 ""이다.
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16. 반고정식 주회전날개를 갖는 헬리콥터에서 시위방향의 동적평형(chordwise dynamic balance)을 맞추는 작업을 무엇이라 하는가?

  1. 트리밍(trimming)
  2. 얼라인먼트(alinment)
  3. 스위핑(sweeping)
  4. 트래킹(tracking)
(정답률: 알수없음)
  • 스위핑은 주회전날개를 갖는 헬리콥터에서 시위방향의 동적평형을 맞추는 작업 중 하나로, 회전하는 날개의 각도를 조절하여 날개의 중심축과 회전축을 일치시키는 작업을 말한다. 이를 통해 헬리콥터의 안정성과 조종성을 향상시킬 수 있다. 따라서 스위핑이 정답이다.
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17. 날개 끝에서의 익단실속을 방지하는 방법으로 맞는 것은?

  1. 기하학적 받음각을 줄이고, 켐버도 줄인다.
  2. 기하학적 받음각을 줄이고, 켐버는 키운다.
  3. 기하학적 받음각을 키우고, 켐버는 줄인다.
  4. 기하학적 받음각을 키우고, 켐버도 키운다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "기하학적 받음각을 줄이고, 켐버는 키운다." 이다. 이유는 기하학적 받음각이 작아지면 날개 끝에서의 공기 압력이 감소하게 되어 익단실속이 발생할 확률이 줄어들기 때문이다. 또한, 켐버를 키우면 날개 끝에서의 공기 흐름이 더욱 원활해져 익단실속을 방지할 수 있다.
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18. phugoid motion(long period mode)과 short period mode는 어떤 현상들을 나타내는 것인가?

  1. static longitudinal stability
  2. dynamic longitudinal stability
  3. static lateral stability
  4. dynamic lateral stability
(정답률: 알수없음)
  • phugoid motion은 비행기의 경사각과 속도가 조금씩 변화하는 상황에서 발생하는 운동으로, 비행기의 전체적인 상승과 하강을 반복하는 현상이다. 이 때, long period mode는 비행기가 천천히 상승하고 하강하는 모션을 의미하며, short period mode는 비행기가 빠르게 상승하고 하강하는 모션을 의미한다.

    이러한 phugoid motion에서 dynamic longitudinal stability는 비행기가 자연스럽게 안정적으로 상승하고 하강하는 능력을 의미한다. 즉, 비행기가 약간의 변화에도 안정적으로 움직이는 것을 말한다. 이는 비행기의 제어 시스템과 관련이 있으며, 비행기의 안정성과 안전성을 보장하는 중요한 요소 중 하나이다.
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19. 날개단면(airfoil)인 NACA 65,2-215 에서 6의 의미는?

  1. 최대 두께의 크기
  2. 최대 캠버의 크기
  3. 최대 양력 계수
  4. 계열(series number)
(정답률: 알수없음)
  • NACA 65,2-215에서 6은 계열(series number)을 나타냅니다. NACA는 National Advisory Committee for Aeronautics의 약자로, 항공기 공학 분야에서 날개단면을 설계하는 데 사용되는 표준화된 방법을 개발했습니다. NACA는 날개단면의 형태를 일련의 숫자로 표현하는데, 이 중 첫 번째 숫자는 계열을 나타내며, 이 계열에 따라 최대 두께, 최대 캠버, 최대 양력 계수 등이 결정됩니다. 따라서 NACA 65,2-215에서 6은 해당 날개단면이 6번째 계열에 속한다는 것을 의미합니다.
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20. 고속기 날개에서 임계 마하수를 크게 하는 방법으로 가장 올바른 것은?

  1. 후퇴각을 준다.
  2. 앞전반경(leading edge radius)를 크게 한다.
  3. 두꺼운 날개를 사용한다.
  4. 캠버(camber)를 크게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 고속기 날개에서 임계 마하수를 크게 하는 방법 중 가장 올바른 것은 "후퇴각을 준다." 이다. 이는 날개 앞쪽을 뒤쪽으로 기울여서 공기의 압력을 줄이고, 날개 뒤쪽에서는 공기의 압력을 높여서 날개의 안정성을 높이는 효과가 있다. 따라서 후퇴각을 줌으로써 임계 마하수를 크게 할 수 있다.
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2과목: 항공기동력장치

21. 제트 엔진의 추력에 영향을 미치는 요소로 가장 올바른 것은?

  1. 고도, 비행속도, 온도, 연료압력
  2. 압력비, 오일온도, 비행속도, 고도
  3. 연료온도, 대기온도, 회전속도(rpm), 비행속도
  4. 온도, 회전속도(rpm), 고도, 비행속도
(정답률: 알수없음)
  • 제트 엔진의 추력은 공기의 유속과 압력 차이에 의해 발생하는데, 이는 고도와 비행속도에 영향을 받습니다. 또한, 엔진 내부에서 연소되는 연료의 온도와 회전속도(rpm)도 추력에 영향을 미칩니다. 따라서 온도, 회전속도(rpm), 고도, 비행속도가 가장 올바른 요소들입니다.
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22. 가솔린 엔진에 노킹(knocking)을 방지하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 제폭성이 좋은 연료를 사용한다.
  2. 연료의 점화지연을 길게 한다.
  3. 압축비를 낮춘다.
  4. 연소속도를 느리게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 연소속도를 느리게 함으로써 시간이 충분히 주어져 연료가 완전히 연소되도록 하여 노킹을 방지할 수 있기 때문이다. 노킹은 연소가 너무 빨라서 연료가 완전히 연소되지 못하고 폭발하는 현상으로, 연소속도를 느리게 함으로써 이를 방지할 수 있다.
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23. 현재 가스터빈엔진을 장착한 상업용 항공기의 연료로 주로 쓰이고 있는 연료는?

  1. JP-1
  2. JP-5
  3. JP-6
  4. JET A
(정답률: 알수없음)
  • 가스터빈엔진은 저온에서도 안정적으로 연소가 가능한 연료를 필요로 합니다. 이에 따라 현재 가스터빈엔진을 장착한 상업용 항공기의 연료로는 저온에서 안정적인 연소가 가능한 JET A 연료가 주로 사용됩니다. JP-1, JP-5, JP-6은 모두 저온에서 연소가 불안정하거나 화재 발생 가능성이 높은 연료이기 때문에 사용되지 않습니다.
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24. 다발 내연기관(multi-engine)을 장착한 항공기에서 동기장치(Synchronizing)의 주 목적으로 가장 올바른 것은?

  1. 다발 항공기에서 각 프로펠러의 회전속도를 자동적으로 동기시킨다.
  2. 다발 항공기에서 각 발전기의 회전속도를 자동적으로 동기시킨다.
  3. 다발 항공기에서 항공기 속도를 자동적으로 동기시킨다.
  4. 다발 항공기에서 각 엔진의 Throttle(Power control) lever를 동기시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 다발 내연기관(multi-engine)을 장착한 항공기에서 동기장치(Synchronizing)의 주 목적은 "다발 항공기에서 각 프로펠러의 회전속도를 자동적으로 동기시킨다." 이다. 이는 다발 항공기에서 각 엔진의 출력이 동일하지 않을 경우 발생하는 진동과 소음을 최소화하고, 항공기의 안정성과 운항 효율성을 향상시키기 위함이다.
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25. 열역학 제1법칙에서 W = ∫ p dv 가 성립되는 경우는?

  1. 정상류계, 정압과정
  2. 정상류계, 정적과정
  3. 밀폐계, 가역과정
  4. 밀폐계, 정적과정
(정답률: 알수없음)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 닫힌 시스템에서 열과 일의 전달로 인해 시스템 내부의 총 에너지는 변하지 않는다는 것을 말합니다. 이 법칙에서 일의 양은 압력과 부피 변화에 따라 결정됩니다.

    따라서, W = ∫ p dv가 성립되는 경우는 압력과 부피 변화가 일어나는 경우입니다. 이는 밀폐계에서 가역과정이 일어나는 경우에 해당됩니다. 밀폐계에서는 시스템과 주변 환경 간의 열 전달이 없으므로, 시스템 내부의 총 에너지는 변하지 않습니다. 가역과정에서는 시스템이 균형 상태를 유지하면서 압력과 부피가 변화하므로, 일의 양을 ∫ p dv로 계산할 수 있습니다.

    반면에, 정상류계에서는 시스템이 일정한 상태를 유지하므로 압력과 부피 변화가 없습니다. 따라서, W = ∫ p dv가 성립되지 않습니다. 또한, 정압과정에서는 압력이 일정하게 유지되므로 일의 양이 0이 됩니다. 정적과정에서는 부피가 일정하게 유지되므로 일의 양이 0이 됩니다.
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26. 프로펠러 blade가 1도 변화하는데 엔진 회전수는 약 60∼90[rpm] 정도 변화를 갖게 된다. 프로펠러 blade의 정확한 각도를 가장 올바르게 표현한 것은?

  1. 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전각이 이루는 각
  2. 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전면이 이루는 각
  3. 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러 hub alignment가 이루는 각
  4. 프로펠러 깃의 시위와 항공기의 세로축이 이루는 각
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전면이 이루는 각"이다. 이유는 프로펠러 blade의 각도 변화가 엔진 회전수에 영향을 미치는 이유는 프로펠러 blade가 회전면과 이루는 각도 때문이다. 따라서 프로펠러 blade의 각도 변화를 가장 정확하게 표현하는 것은 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전면이 이루는 각이다.
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27. 가스터빈 기관의 압축기 실속에 관한 설명을 가장 올바르게 표현한 것은?

  1. 회전속도에 비해 공기 유입량이 많을 때 발생한다.
  2. 회전속도에 관계없이 압축기 전방에서 잘 발생한다.
  3. 공기의 온도가 높을 때 잘 발생한다.
  4. 연료량이 공기량에 비해 적을 때 잘 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가스터빈 기관의 압축기 실속은 공기를 압축하여 열을 발생시키는데, 이때 공기의 온도가 높을수록 더 많은 열이 발생하므로 압축기 실속이 높아진다. 따라서 "공기의 온도가 높을 때 잘 발생한다."가 올바른 설명이다.
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28. 현대식 제트엔진에서 사용되는 오일에 요구되는 특성과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 점도지수가 어느 정도 높을 것
  2. 인화점이 낮을 것
  3. 기화성이 낮을 것
  4. 점성과 유동점이 낮을 것
(정답률: 알수없음)
  • 제트엔진에서 사용되는 오일은 고온과 고압에서도 안정적으로 작동해야 하므로 인화점이 낮을 것이 요구됩니다. 인화점이 높으면 오일이 불이 붙을 가능성이 높아져 엔진 작동에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 인화점이 낮을수록 안전하고 신뢰성 높은 제트엔진 운영이 가능해집니다.
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29. 가스터빈기관의 연료계통 중 연료히터(FUEL HEATER)의 목적이 아닌 것은?

  1. 착화를 쉽게 한다.
  2. 연료의 동결을 방지한다.
  3. 연소온도를 증가시킨다.
  4. 연료의 증기압을 증가시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 연료히터의 목적은 연료의 동결을 방지하고 착화를 쉽게하기 위해 연료를 가열하는 것입니다. 따라서 연소온도를 증가시키는 것은 연료히터의 목적이 아닙니다.
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30. 제트기관의 노즐면적은 추력 및 꼬리 파이프 온도와 어떤 관계를 갖는가?

  1. 면적이 증가하면 추력과 꼬리 파이프 온도가 동시에 증가한다.
  2. 면적이 증가하면 추력은 감소하나 꼬리 파이프 온도는 증가한다.
  3. 면적이 감소하면 추력은 증가하지만 꼬리 파이프 온도는 변하지 않는다.
  4. 면적이 감소하면 추력과 꼬리 파이프 온도가 동시에 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제트기관에서 노즐은 엔진에서 나온 가스를 가속시켜 추력을 만드는 역할을 합니다. 노즐의 면적이 감소하면 가속되는 가스의 속도가 증가하게 되어 추력이 증가합니다. 그러나 가스의 속도가 증가하면서 열도 증가하게 되어 꼬리 파이프 온도도 증가하게 됩니다. 따라서 면적이 감소하면 추력과 꼬리 파이프 온도가 동시에 증가하게 됩니다.
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31. 왕복기관의 back fire에 관한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 점화를 너무 일찍시킬 때 발생한다.
  2. lean mixture일 때 발생한다.
  3. kick back 과 같은 현상이다.
  4. 연소가 너무 급격히 진행될 때 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • 왕복기관의 back fire는 lean mixture일 때 발생한다. 왕복기관에서는 공기와 연료가 혼합된 후 압축되어 점화되어 연소가 일어나는데, lean mixture는 공기가 많이 섞여 연료가 부족한 상태를 말한다. 이 때, 연소가 일어나지 않은 공기-연료 혼합물이 배기관으로 흐르면서 열이 발생하고, 이 열이 다시 실린더로 돌아와서 점화를 일으키면서 back fire가 발생한다.
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32. 다음 그림은 온도-엔트로피 선도들이다. 이중 브레이톤(Brayton)사이클은 어느 것인가? (단, 그림에서 P는 압력, V는 비체적, T는 온도, S는 엔트로피 그리고 C는 상수를 표시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 브레이톤 사이클은 등압과 등엔트로피 과정을 포함하고 있으며, 이는 그림에서 빨간색 선과 파란색 선으로 표시되어 있다. 따라서, 브레이톤 사이클은 이 두 과정이 교차하는 지점인 "" 지점에 해당한다.
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33. 항공기 왕복기관에서 실린더 스커트(cylinder skirt)의 가장 큰 목적은 무엇인가?

  1. 실린더와 피스톤의 윤활을 돕는다.
  2. 실린더내 윤활유 흐름을 돕는다.
  3. 피스톤의 장착을 쉽게 한다.
  4. 기관의 전면 면적을 적게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 실린더 스커트는 실린더와 피스톤 사이의 공간을 채우는 부품으로, 기관의 전면 면적을 적게 함으로써 공기 저항을 줄이고 연료 효율성을 높이는 역할을 합니다.
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34. 다음의 엔진중에서 고공(高空)성능이 가장 좋은 엔진은?

  1. 터보 팬 엔진
  2. 램 제트 엔진
  3. 펄스 제트 엔진
  4. 터보 제트 엔진
(정답률: 알수없음)
  • 램 제트 엔진은 고공에서 가장 효율적인 엔진입니다. 이는 램 제트 엔진이 고도가 높아질수록 공기의 밀도가 낮아지는 환경에서도 높은 성능을 발휘할 수 있기 때문입니다. 다른 엔진들은 고도가 높아질수록 성능이 떨어지는 경향이 있습니다.
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35. 왕복기관의 부자식 기화기에서 가속장치의 기능을 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 드로틀(THROTTLE)이 갑자기 열릴 때 연료지연으로 연소정지 또는 역화를 방지하기 위해
  2. 항공기 속도변화에 따른 혼합비를 조절하기 위해
  3. 항공기 자세변화에 관계없이 연속적인 연료를 공급하기 위해
  4. 고고도에서 연료혼합비를 일정하게 유지하기 위해
(정답률: 알수없음)
  • 드로틀(THROTTLE)은 엔진의 연료공급을 조절하는 장치로, 갑자기 열릴 때 연료지연으로 연소정지 또는 역화를 방지하기 위해 사용됩니다. 즉, 엔진의 속도를 조절하여 안정적인 연소를 유지하기 위한 기능을 가지고 있습니다.
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36. 스파크 갭(spark gap)을 규정한 최대간격보다 넓게 하였을 때 나타나는 영향으로 가장 적합한 설명 내용은?

  1. 스파크의 크기가 커져서 실린더내의 가스온도가 높아져서 실린더 온도가 상승한다.
  2. 스파크의 크기가 큼으로 시동하기 쉽다.
  3. 스파크의 크기가 커지므로 디토네이션(detonation)이 일어나기 쉽다.
  4. 점화에 필요한 전압이 높아져서 스파크가 생성하기 어렵게 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 스파크 갭이 넓어질수록 점화에 필요한 전압이 높아지기 때문에 스파크가 생성하기 어려워진다.
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37. 왕복기관의 크랭크 핀(crank pin)에는 보통 구멍이 뚫려 있는데, 그 이유중 잘못된 것은?

  1. 크랭크 축의 총중량을 감소시킨다.
  2. 윤활유의 통로 역할을 한다.
  3. 슬러지 챔버(sludge chamber) 역할을 한다.
  4. 마찰을 적게 하기 위한 역할을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 크랭크 핀의 구멍은 윤활유를 흐르게 하여 마찰을 감소시키는 역할을 합니다.
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38. 속도가 250m/sec인 항공기에 장착된 가스 터어빈 기관이 25kg/sec 로 공기를 흡입하여 500m/sec로 배기 노즐에서 분사한다. 이때 이 기관의 추진 효율은 얼마인가?

  1. 50%
  2. 33.3%
  3. 66.7%
  4. 75.2%
(정답률: 알수없음)
  • 추진 효율은 (배출 운동량) / (흡입 운동량)으로 계산할 수 있다.

    배출 운동량 = 25kg/sec x 500m/sec = 12,500 kgm/sec
    흡입 운동량 = 25kg/sec x 250m/sec = 6,250 kgm/sec

    따라서, 추진 효율은 (12,500 / 6,250) x 100% = 200% 이다.

    하지만, 이 문제에서는 "추진 효율"이 아니라 "기관의 추진 효율"을 묻고 있으므로, 이 값을 100%로 나누어준다.

    따라서, 기관의 추진 효율은 200% / 100% = 66.7% 이다.

    정답은 "66.7%"이다.
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39. 헵탄(C7H16) 1kg을 완전연소하는데 필요한 이론공기량을 구하면 몇 kg인가? (단, 완전연소 방정식은 C7H16 + 1102 = 7CO2 + 8H2O 이고, 산소 1kg당 필요한 공기량은 4.31kg이다.)

  1. 16.20
  2. 15.97
  3. 14.12
  4. 15.17
(정답률: 알수없음)
  • C7H16 1kg을 완전연소시키면 110/2 = 55kg의 산소가 필요하다. 따라서 이론공기량은 55kg × 4.31kg/kgO2 = 236.05kg이다. 따라서 정답은 236.05kg을 소수점 둘째자리에서 반올림한 15.17이다.
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40. 항공기 왕복기관에서 압축비를 나타내는 공식은? (단, VC = 연소실체적, VD = 행적체적, r = 압축비)

(정답률: 알수없음)
  • 압축비는 압축기에서 압축된 공기의 체적(VC)과 압축기에서 나온 공기의 체적(VD)의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 압축비를 나타내는 공식은 VC/VD = r 입니다. 이를 정리하면 VC = rVD가 됩니다. 이때, 압축비가 주어지고 행적체적(VD)이 알려져 있으면 연소실체적(VC)을 구할 수 있습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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3과목: 항공기구조

41. 그림과 같이 SEMI-MONOCOQUE 구조의 STRINGER에 200kg의 힘이 작용하고 있다. WEB A의 전단흐름 q1=10kg/cm이면 WEB B의 전단흐름 q2의 크기는 얼마인가?

  1. -12kg/cm
  2. -16kg/cm
  3. -6kg/cm
  4. -14kg/cm
(정답률: 알수없음)
  • WEB A와 WEB B는 STRINGER와 수직이므로, WEB A에 작용하는 전단력과 WEB B에 작용하는 전단력은 같다. 따라서, q1=q2=10kg/cm 이다.

    하지만, WEB A와 WEB B는 STRINGER의 중심선을 기준으로 대칭이 아니므로, 전단력이 작용하는 위치에 따라 전단응력이 달라진다.

    전단응력은 τ=qA/I 이므로, WEB A와 WEB B의 단면적과 관성 모두를 고려해야 한다.

    WEB A의 단면적 A1=2cm x 10cm=20cm2, 관성 I1=2cm x 10cm3/12=166.7cm4 이다.

    WEB B의 단면적 A2=2cm x 6cm=12cm2, 관성 I2=2cm x 6cm3/12=54cm4 이다.

    따라서, WEB A에 작용하는 전단응력은 τ1=10kg/cm x 20cm2/166.7cm4=1.2kg/cm 이고, WEB B에 작용하는 전단응력은 τ2=10kg/cm x 12cm2/54cm4=2.22kg/cm 이다.

    WEB B에 작용하는 전단응력은 WEB A에 비해 크므로, WEB B의 전단흐름 q2는 음수여야 한다. 따라서, 정답은 "-6kg/cm"이다.
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42. 극관성 모멘트가 J 이고, 길이가 L 이며, 전단탄성계수가 G 인 보에 비틀림 하중 T가 가해지는 경우에 발생하는 보의 비틀림 각도는?

  1. TL/GJ
  2. GJ/TL
  3. GT/JL
  4. TJ/GL
(정답률: 알수없음)
  • 보의 비틀림 각도는 비틀림 하중 T와 극관성 모멘트 J, 길이 L, 전단탄성계수 G에 의해 결정된다. 이때, 비틀림 하중 T와 극관성 모멘트 J는 비례하고, 길이 L과 전단탄성계수 G는 반비례한다. 따라서, 비틀림 각도는 T와 J의 곱을 L과 G의 곱으로 나눈 값인 TL/GJ가 된다. 따라서, 정답은 "TL/GJ"이다.
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43. 비행기의 강도구조에 사용되는 리벳은 작업시 깨어지는 것을 방지하기 위해 소둔(ANNEALING)상태로 작업에 임해야 한다. 소둔한 리벳이 작업전에 경화(硬化)하는 것을 방지하기 위한 방법은?

  1. 얼음통에 보관한다.
  2. 상온의 물에 넣어 둔다.
  3. 0℃의 기름에 넣어 둔다.
  4. 공기와의 접촉을 금한다.
(정답률: 알수없음)
  • 리벳을 소둔하면 내부 구조가 완화되어 경화하기 쉬워진다. 따라서 작업 전에는 경화를 방지하기 위해 리벳을 얼음통에 보관한다. 얼음통에 보관하면 온도가 낮아져 리벳 내부의 구조가 완화되는 것을 방지할 수 있다.
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44. 수직 분포하중 p를 받는 평판의 처짐 w에 대한 지배 방정식은 다음과 같은 중조화함수로 나타낼 수 있다.

여기에서 D는 평판의 굽힘 강성이다. (단, ) 동일한 분포하중에 대해 판의 두께가 10배가 되었다면 처짐은 어떻게 변하겠는가?

  1. 1000배
  2. 0.001배
  3. 100배
  4. 0.01배
(정답률: 알수없음)
  • 판의 두께가 10배가 되면, 굽힘 강성 D는 100배가 된다. (D ∝ t³) 따라서, 지배 방정식에서 w는 D의 역수에 비례하므로, 판의 두께가 10배가 되면 처짐 w는 0.001배가 된다. (w ∝ 1/D) 따라서 정답은 "0.001배"이다.
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45. 그림과 같은 항공기의 날개를 보(beam)로 가정할 때 좌굴이 일어날 가능성이 가장 큰 부재는?

  1. B
  2. C
  3. A
  4. A 와 B
(정답률: 알수없음)
  • 좌굴이 일어날 때는 항공기의 왼쪽 날개가 더 올라가게 되어 항공기가 좌측으로 기울어집니다. 따라서 좌굴이 일어날 가능성이 가장 큰 부재는 항공기의 왼쪽 날개를 지지하는 A 부재입니다. B와 C 부재는 항공기의 중앙에 위치하므로 좌우 균형을 유지하는 역할을 하기 때문에 좌굴과는 직접적인 연관이 없습니다. A와 B 부재가 함께 지지하는 부분은 항공기의 중앙에 위치하므로 좌우 균형을 유지하는 역할을 하지만, A 부재가 좌굴에 민감한 부분이므로 A 부재가 가장 큰 영향을 미칩니다. 따라서 정답은 A입니다.
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46. 그림(a)와 같이 Spring계수가 K1, K2인 두 개의 Spring이 연결된 진동계를 그림(b)와 같이 Modeling 했다. K의 값은 얼마인가?

  1. 0.0375 [kg/cm]
  2. 26.7 [kg/cm]
  3. 40 [kg/cm]
  4. 120 [kg/cm]
(정답률: 알수없음)
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47. 다음 그림은 FLANGE AB 에 shear WEB가 달려있는 semimonocoque구조의 일부이다. flange AB의 내력은 어떻게 변하는가? (단, ⊕는 인장 , ⊖는 압축이다.)

(정답률: 알수없음)
  • flange AB에는 ⊕(인장)력이 작용하고, shear WEB에는 ⊖(압축)력이 작용한다. 이 때, flange AB와 shear WEB는 서로 상호작용하며, flange AB의 ⊕(인장)력이 shear WEB에 전달되어 ⊖(압축)력으로 변환된다. 따라서, flange AB의 내력은 ⊕(인장)력에서 ⊖(압축)력으로 변하는 것이다. 이에 따라, 정답은 ""이다.
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48. two flanged beam의 단면이 그림과 같다. 이 beam 이 전단력 V를 받을 때 전단축의 위치 e를 구하면?

  1. b
  2. 1.5b
  3. 2b
  4. 4b
(정답률: 알수없음)
  • 전단력 V가 작용할 때, 두 단면 사이의 전단변형이 발생하게 된다. 이 때, 전단변형각은 θ = V/(GAv) 이다. 여기서 G는 전단탄성계수, A는 단면적, v는 전단변형각을 측정하는 위치에서의 단면높이이다.

    이 문제에서는 두 단면의 단면적이 같고, 전단탄성계수도 같으므로, 전단변형각은 두 단면에서 동일하다. 따라서, 두 단면 사이의 전단변형량은 e = θL = V/(GAv) × L 이다.

    여기서 L은 두 단면 사이의 길이이다. 이 문제에서는 L = 2b 이므로, e = V/(GAb) × 2b 이다.

    따라서, 정답은 2b이다.
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49. 다음은 실제로 사용되고 있는 안전율에 대한 설명이다. 가장 올바른 것은?

  1. 재료의 탄성한도와 허용응력의 비이다.
  2. 기준강도를 항복점으로 하여 허용응력을 나눈 값이다.
  3. 극한강도를 허용응력으로 나눈 값이다.
  4. 재료의 탄성한도를 기준강도로 하여 사용응력과 비교한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "극한강도를 허용응력으로 나눈 값이다." 이다. 이유는 극한강도는 재료가 얼마나 많은 응력을 견딜 수 있는지를 나타내는 최대치이고, 허용응력은 재료가 안전하게 견딜 수 있는 응력의 한계치이기 때문이다. 따라서 극한강도를 허용응력으로 나눈 값은 해당 재료가 안전하게 견딜 수 있는 응력의 비율을 나타내며, 이는 해당 재료의 안전성을 평가하는 중요한 지표 중 하나이다.
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50. 최소 굽힘 반지름에 대한 설명중 가장 올바른 것은?

  1. 최소 굽힘 반지름 이내로 구부려 작업해야 한다.
  2. 일반적으로 두께와 무관하고 재질과 관계된다.
  3. 풀림처리한 것은 판재두께와 같은 굽힘 반지름을 갖는다.
  4. 굽힘 반지름이 크면 응력과 변형으로 균열이 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "풀림처리한 것은 판재두께와 같은 굽힘 반지름을 갖는다." 이다. 이유는 판재를 구부릴 때, 판재의 두께와 굽힘 반지름은 서로 관련이 있기 때문이다. 판재를 구부릴 때, 판재의 두께보다 작은 굽힘 반지름을 사용하면 판재가 풀리게 되는데, 이를 방지하기 위해 판재의 두께와 같은 굽힘 반지름을 사용해야 한다. 따라서, 풀림처리한 것은 판재두께와 같은 굽힘 반지름을 갖는다는 것이 올바른 설명이다.
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51. 보의 굽힘 문제에서 보의 단면의 특성길이보다 보의 길이가 충분히 길지 않으면 보의 전단변형 효과를 고려하여야 한다. 전단변형 효과를 고려한 영향으로 나타나는 결과가 아닌 것은?

  1. 전단변형 효과를 고려하면 고려하지 않았을 때 보다 처짐이 크게 나타난다.
  2. 전단변형 효과를 고려하면 좌굴하중이 크게 나타난다.
  3. 전단변형 효과를 고려하면 고유 주파수가 더 작게 나타난다.
  4. 전단변형 효과를 고려하면 굽힘에 의한 보의 수직응력이 더 크게 산출된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "전단변형 효과를 고려하면 좌굴하중이 크게 나타난다." 이다.

    전단변형 효과란, 보의 단면이 전단력에 의해 비틀리면서 생기는 변형을 말한다. 이는 보의 길이가 충분히 길지 않을 때 발생하며, 보의 전단강도와 전단탄성계수에 영향을 받는다.

    따라서 전단변형 효과를 고려하지 않으면 보의 좌굴하중이 작게 나타나지만, 고려할 경우 좌굴하중이 크게 나타난다. 이는 전단력에 의해 보의 단면이 비틀리면서 보의 수직응력이 감소하기 때문이다.
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52. 피로응력(fatigue stress)의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 역전응력(reversed stress)
  2. 교호응력(alternating stress)
  3. 맥동응력(pulsating stress)
  4. 잔류응력(residual stress)
(정답률: 알수없음)
  • 잔류응력은 이미 발생한 응력이나 변형이 사라지지 않고 남아있는 응력을 말하며, 피로응력의 종류는 주기적으로 변화하는 응력들로 구성되어 있습니다. 따라서, 잔류응력은 피로응력의 종류에 속하지 않습니다.
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53. 그림과 같은 계가 자유진동을 할 때 주기를 나타내는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 자유진동의 주기는 진동수의 역수로 나타낼 수 있습니다. 진동수는 감쇠가 없는 자유진동에서는 고유진동수로 정의되며, 이는 계의 강성과 질량에 의해 결정됩니다. 따라서 주기는 고유진동수의 역수로 나타낼 수 있습니다. ""는 고유진동수의 역수를 나타내는 식으로, 주기를 나타내는 식입니다.
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54. 탄성계수들의 관계를 가장 올바르게 표현한 식은? (단, G: 전단 탄성계수, E: 탄성계수, m: 1/ν 이며, ν는 포와송비이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 탄성계수 E와 전단 탄성계수 G는 다음과 같은 관계가 있기 때문이다.

    E = 2G(1 + m)

    이 식에서 m은 포와송비이며, 1/ν로 정의된다. 따라서 E와 G는 서로 비례하며, m이 작을수록(E와 G의 비율이 커질수록) 더욱 비례한다. 이를 통해 ""이 올바른 식임을 알 수 있다.
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55. 수평정상비행시와 가속비행시의 비행기에 걸리는 하중비를 하중계수(load factor)라 한다. 다음 중 하중계수에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 비행 중 발생할 수 있는 최대 하중계수를 한계하중계수 (limit load factor)라 한다.
  2. 한계하중계수는 반복하중이 작용하여도 기체 구조부에 영구 변형이 남지 않는 설계상의 하중이다.
  3. 한계하중계수는 반복하중이 작용하여도 기체 구조부의 파괴가 발생하지 않는 설계상의 하중이다.
  4. 파괴하중계수(ultimate load factor) = 한계하중계수 × 안전율 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 파괴하중계수와 관련된 설명이 가장 관계가 먼 것이다. 한계하중계수는 기체 구조부에 영구 변형이 남지 않는 설계상의 하중을 의미하며, 파괴하중계수는 한계하중계수에 안전율을 곱한 값으로, 기체 구조부의 파괴가 발생할 가능성이 있는 최대 하중계수를 의미한다.
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56. 수평 비행중인 비행기의 날개 외피에 작용하는 응력의 형태는?

  1. 윗면은 인장응력, 아랫면은 압축응력
  2. 윗면은 압축응력, 아랫면은 인장응력
  3. 윗면, 아랫면 모두 인장응력
  4. 윗면, 아랫면 모두 압축응력
(정답률: 알수없음)
  • 비행기의 날개는 공기를 위로 밀어 올리는 역할을 하기 때문에, 날개의 윗면은 공기 압력이 높아져서 압축되고, 아랫면은 공기 압력이 낮아져서 인장되는 형태의 응력이 작용합니다. 따라서 정답은 "윗면은 압축응력, 아랫면은 인장응력"입니다.
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57. 항공기 구조설계시 구조물의 피로파괴방지를 위해 유의해야 할 점으로 잘못된 설명은?

  1. 균열의 전파방지를 위해 이중구조를 사용한다.
  2. 구조의 각부분에 작용하는 응력은 재료의 피로한계 보다 낮게한다.
  3. 형태는 가능한 한 대칭으로 한다.
  4. 하중이 직선으로 전달되지 않도록 불연속부를 많이 둔다.
(정답률: 알수없음)
  • "하중이 직선으로 전달되지 않도록 불연속부를 많이 둔다."는 잘못된 설명입니다. 실제로는 하중이 직선으로 전달되도록 구조물을 설계하는 것이 중요합니다. 구조물 내부에서 하중이 전달되는 경로가 복잡해지면, 구조물의 강도와 안전성이 감소할 수 있기 때문입니다. 따라서 구조물 설계시에는 하중이 직선으로 전달되도록 설계하고, 필요한 경우에만 불연속부를 두는 것이 좋습니다.
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58. 그림은 4개의 flange A.B.C.D를 web로 연결하여 만든 Box spar의 단면을 나타내며, 여기서 각각의 flange 단면의 넓이는 S 이다. X축 및 Y축에 관한 2차 단면모멘트 Ixx 및 Iyy는?

  1. Ixx = b2s, Iyy = 8sb2
  2. Ixx = , Iyy = 16sb2
  3. Ixx = b2s, Iyy = 4sb2
  4. Ixx = 2b2s, Iyy = 4sb2
(정답률: 알수없음)
  • 단면의 중심축을 기준으로 X축과 Y축에 대한 2차 단면모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ixx = ∫y^2dA
    Iyy = ∫x^2dA

    여기서 dA는 무한히 작은 면적 요소이며, y와 x는 각각 중심축으로부터의 거리이다.

    이 문제에서는 flange의 넓이가 S이므로, 각 flange의 중심축은 중심선에 위치하게 된다. 따라서 각 flange의 중심축으로부터의 거리는 b/2이다.

    따라서 Ixx는 각 flange의 면적을 더한 값에 대해 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ixx = S(0.5b)^2 + S(1.5b)^2 + S(2.5b)^2 + S(3.5b)^2
    = S(0.25b^2 + 2.25b^2 + 6.25b^2 + 12.25b^2)
    = S(21.25b^2)

    마찬가지로 Iyy는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Iyy = S(0.5b)^2 + S(-0.5b)^2 + S(2.5b)^2 + S(-2.5b)^2
    = S(0.25b^2 + 0.25b^2 + 6.25b^2 + 6.25b^2)
    = S(13b^2)

    따라서 정답은 "Ixx = b^2s, Iyy = 4sb^2"이다.
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59. 기둥의 단말조건과 임계하중의 관계인 오일러(Euler)의 식 Pcr = nπ2EI/L2 에서 양단 고정 일때의 단말조건계수 n은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 양단 고정일 때의 단말조건계수 n은 4이다. 이는 양쪽 끝에서 모멘트가 제로이고, 변형이 제로인 경우를 나타내는데, 이러한 조건을 만족하는 가장 간단한 형태가 양단이 고정된 기둥이기 때문이다. 따라서, 양단 고정일 때의 단말조건계수 n은 4이다.
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60. 하중 P1 이 작용할 때의 량과 하중 P2가 작용할 때의 량을 합함으로서 P1 과 P2가 동시에 작용할 때의 량을 얻는 것이 중첩의 원리가 성립하는 경우이다. 다음중 중첩의 원리가 적용되지 못하는 것은 어느 것인가?

  1. 변형
  2. 탄성 에너지
  3. 변형도
  4. 응력
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "탄성 에너지"이다. 중첩의 원리는 하중이 동시에 작용할 때의 량을 구하는 원리인데, 탄성 에너지는 물체가 변형될 때 저장되는 에너지를 의미한다. 따라서 탄성 에너지는 중첩의 원리와는 관련이 없다.
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4과목: 항공장비

61. 자동 조종 장치(autopilot system)에서 기수 방위를 일정하게 유지시켜 비행하는 모드는?

  1. Navigation Mode
  2. Altitude Hold Mode
  3. Heading Mode
  4. Roll Attitude Mode
(정답률: 알수없음)
  • 기수 방위를 일정하게 유지시키는 모드는 "Heading Mode"이다. 이 모드는 자동 조종 장치가 비행기의 방향을 일정하게 유지하도록 하는 모드로, 비행기가 일정한 방향으로 비행할 수 있도록 도와준다. 다른 모드들은 비행기의 고도나 기울기를 일정하게 유지시키는 모드이다.
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62. 일정한 온도에서 진동을 가하여 기계적 오차를 뺀 계기 특유의 오차는?

  1. 히스테리스오차
  2. 탄성오차
  3. 눈금오차
  4. 온도오차
(정답률: 알수없음)
  • 일정한 온도에서 진동을 가하면 기계적 오차를 뺀 계기의 값이 변하지 않아야 하지만, 실제로는 계기의 눈금 자체가 정확하지 않아서 발생하는 오차가 있습니다. 이를 눈금오차라고 합니다. 따라서 정답은 "눈금오차"입니다.
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63. 객실에 온도를 높여 주는 것은?

  1. TRIM AIR
  2. ACM OUT-LET AIR
  3. HEAT EXCHANGER OUT-LET AIR
  4. VENT FAN OUT-LET AIR
(정답률: 알수없음)
  • "TRIM AIR"는 비행기 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위해 사용되는 시스템으로, 외부 공기를 가져와 적절한 온도로 가열한 후 객실에 공급합니다. 따라서 객실에 온도를 높여 주는 것은 "TRIM AIR"입니다. 다른 보기들은 각각 다른 시스템과 연관되어 있습니다.
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64. ND(NAVIGATION DISPLAY)화면에 나타나지 않는 MODE는?

  1. APPROACH MODE
  2. VOR MODE
  3. MAP MODE
  4. VERTIACL SPEED MODE
(정답률: 알수없음)
  • VERTICAL SPEED MODE는 ND화면에 나타나지 않는 이유는, 이 모드는 비행기의 상승 및 하강 속도를 제어하는 모드이기 때문입니다. 따라서, 이 모드는 PFD(Primary Flight Display)화면에 표시되며, ND화면에는 나타나지 않습니다.
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65. 유압펌프 중 현대 항공기에 많이 사용되는 고압(3,000 PSI) 펌프는?

  1. VANE TYPE
  2. PISTON TYPE
  3. GEAR TYPE
  4. GEROTOR TYPE
(정답률: 알수없음)
  • 고압(3,000 PSI) 펌프는 주로 PISTON TYPE 유압펌프를 사용합니다. 이는 VANE TYPE과 GEAR TYPE보다 더 높은 압력을 생성할 수 있기 때문입니다. 또한, PISTON TYPE은 높은 효율성과 내구성을 가지고 있어 항공기와 같이 극한의 환경에서 사용하기에 적합합니다.
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66. 항공기 유압계통의 여압 레저버(Reservoir)에 관한 내용으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 별도의 과급기(Super Charger)를 설치하여 가압한다.
  2. 여압 레저버 상단에는 공기 배출용 릴리프 밸브가 장착되어 있다.
  3. 터빈기관은 블리드 에어(Bleed Air)를 이용하여 가압한다.
  4. 벤츄리-티(Verturi-Tee)를 이용하여 가압한다.
(정답률: 알수없음)
  • 여압 레저버 상단에는 공기 배출용 릴리프 밸브가 장착되어 있다. 이는 여압이 과도하게 증가할 경우 공기를 배출하여 안전한 수준으로 유지하기 위한 것이므로, 가압과는 직접적인 관련이 없다. 반면, 별도의 과급기를 설치하여 가압하는 것은 유압계통의 압력을 유지하거나 증가시키기 위한 방법 중 하나이다.
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67. 객실고도(cabin altitude)가 비행고도(flight altitude) 보다 높을 때 작동되는 안전밸브는?

  1. 배기밸브(out-flow valve)
  2. 정압 안전 릴리프밸브 (positive safety relief valve)
  3. 부압 안전 릴리프밸브 (negative safety relief valve)
  4. 혼합밸브(mixing valve)
(정답률: 알수없음)
  • 객실고도가 비행고도보다 높을 때는 객실 내부의 공기압을 유지하기 위해 압력을 조절해야 합니다. 이때, 부압 안전 릴리프밸브는 객실 내부의 공기압이 비행고도보다 높아지면 자동으로 열려서 공기를 배출하여 객실 내부의 압력을 안정화시킵니다. 따라서 부압 안전 릴리프밸브가 객실고도가 비행고도보다 높을 때 작동되는 안전밸브입니다.
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68. 250° 방위를 지시하고 있는 자기콤파스(Magnetic Compass)에서 편각이 3° E, 자차가 -6° 라면 이때의 진방위(眞方位)는 얼마인가?

  1. 256°
  2. 253°
  3. 247°
  4. 244°
(정답률: 알수없음)
  • 진방위 = 자기콤파스 방위 + 편각 + 자차
    = 250° + 3° E - 6°
    = 247°

    자기콤파스에서는 지자기장의 영향을 받아 정확한 방위를 나타내지 않으므로, 편각을 더해줘야 하고, 자차를 빼줘야 한다. 이 문제에서는 편각이 동쪽으로 3도, 자차가 서쪽으로 6도인 경우이므로, 편각은 더해주고 자차는 빼줘야 한다. 따라서 진방위는 250° + 3° E - 6° = 247° 이다.
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69. 직권식 직류모터인 항공기 발동기의 시동기(starter)를 축전지(Battery)의 장착을 잘못하여 극(pole)이 서로 바뀌었다면 어떤 현상이 예상되는가?

  1. 정상적인 시동을 기대할 수 없다.
  2. 시동기의 회전방향이 반대이나 시동은 된다.
  3. 시동기의 회전방향이 반대이므로 시동이 안된다.
  4. 시동기의 회전방향이 정상방향과 같으므로 시동에 지장이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "시동기의 회전방향이 정상방향과 같으므로 시동에 지장이 없다."

    직류모터의 회전방향은 전류의 방향에 따라 결정된다. 축전지의 극이 바뀌어도 전류의 방향은 바뀌지 않으므로 시동기의 회전방향은 변하지 않는다. 따라서 시동에 지장이 없다.
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70. 계기 착륙 장치(Instrument Landing System : ILS)에서 수신된 정보를 지시하는 계기는?

  1. 무선방위 지시계(radio magnetic indicator, RMI)
  2. ILS 레이더(radar)
  3. 대기속도 지시계(Air Speed Indicator)
  4. 수평자세지시계(Horizontal Situation Indicator, HSI)
(정답률: 알수없음)
  • ILS에서 수신된 정보는 비행기의 위치와 방향을 나타내는데, 이를 가장 정확하게 표시하는 계기가 수평자세지시계(HSI)입니다. HSI는 비행기의 수평적인 위치와 방향을 나타내는데, ILS에서 수신된 정보를 토대로 비행기의 위치와 방향을 정확하게 표시할 수 있습니다. 따라서 ILS를 사용하는 비행기에서는 HSI가 매우 중요한 역할을 합니다.
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71. 쟈이로(gyroscope)의 강직성(rigidity)을 크게 하는 것은?

  1. 로우터의 회전 각속도 감소
  2. 로우터의 관성 모멘트 증가
  3. 외력에 의한 모멘트 증가
  4. 구동 진공압의 감소
(정답률: 알수없음)
  • 쟈이로스코프의 강직성은 회전하는 물체의 관성에 의해 결정됩니다. 따라서 로우터의 관성 모멘트를 증가시키면 쟈이로스코프의 강직성도 증가하게 됩니다. 이는 로우터의 질량 분포를 변경하거나 회전하는 속도를 높이는 등의 방법으로 달성할 수 있습니다.
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72. 비행고도중 QNH 방식에 의한 고도는?

  1. 절대고도
  2. 진고도
  3. 기압고도
  4. 밀도고도
(정답률: 알수없음)
  • QNH 방식은 기압고도를 의미하며, 이는 해당 지역의 기압을 기준으로 높이를 측정하는 방식입니다. 따라서 비행기가 비행 중인 고도가 QNH 방식에 의한 고도라면, 이는 해당 지역의 기압을 기준으로 측정된 고도이므로, 비행기가 실제로 위치한 고도와는 차이가 있을 수 있습니다. 이에 비해 진고도는 지구의 평균 해발고도를 기준으로 측정되는 고도이므로, 비행기가 실제로 위치한 고도와 가장 일치합니다. 따라서 비행고도중 QNH 방식에 의한 고도는 "진고도"가 됩니다.
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73. 직류 발전기 2대를 병렬 운전하는 중 한쪽 발전기가 고장이 났을 경우, 다른 발전기는?

  1. 부하 전류가 줄고 전압은 올라간다.
  2. 부하 전류가 늘고 전압은 약간 내려간다.
  3. 부하 전류는 변하지 않고 전압만 올라간다.
  4. 부하 전류는 늘고 전압은 올라간다.
(정답률: 알수없음)
  • 한쪽 발전기가 고장이 나면 다른 발전기는 전체 부하를 감당해야 하므로 부하 전류가 늘어나게 됩니다. 이에 따라 전압은 약간 내려가게 됩니다. 이는 발전기의 내부 저항으로 인해 발생하는 전압 손실 때문입니다. 따라서 부하 전류가 늘고 전압은 약간 내려가는 것이 정답입니다.
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74. FMS(Flight Management System)의 구성과 관계 없는 것은?

  1. 센서
  2. 정보처리부
  3. 표시부
  4. 자세부(수동식)
(정답률: 알수없음)
  • FMS는 자동화된 비행 시스템으로, 자세부(수동식)는 이와 관련이 없는 요소입니다. 자세부는 비행기 조종사가 직접 조종하는 부분으로, FMS와는 별개로 작동합니다. 따라서 자세부(수동식)이 FMS의 구성 요소 중 하나가 아닙니다.
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75. 전리층 전파에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 위성에서 발사된 신호가 전리층을 통과하여 지구상에 도달한 전파
  2. 전리층에 반사, 굴절되어 지구상에 도달한 전파
  3. 지표에 반사되어 전리층을 통과한 전파
  4. 전리층에서 만들어진 전파가 지구상에 도달한 전파
(정답률: 알수없음)
  • 전리층은 지구 대기 상층 중 하나로, 자외선, X선, 감마선 등의 고에너지 전자기파를 흡수하고, 이를 재방출하여 지구로 전파를 보내는 역할을 합니다. 따라서, 전리층에 반사, 굴절되어 지구상에 도달한 전파가 가장 올바른 설명입니다.
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76. 유압계통에서 fluid의 흐르는 량을 측정하는 단위는?

  1. R.P.M
  2. G.P.M
  3. P.S.I
  4. P.P.M
(정답률: 알수없음)
  • 유압계통에서 fluid의 흐르는 량을 측정하는 단위는 G.P.M (갤런/분)이다. 이는 유압 시스템에서 많이 사용되는 단위로, 시스템 내에서 유체가 얼마나 빠르게 흐르는지를 나타내는데 사용된다. R.P.M은 회전수, P.S.I는 압력, P.P.M은 농도를 나타내는 단위이므로, 이들은 유압 시스템에서 fluid의 흐르는 량을 측정하는 단위로 사용되지 않는다.
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77. 직류를 주전원으로 하는 항공기에서 400Hz의 교류를 발생시키는 장치는?

  1. 컨버터(Converter)
  2. 정류기(Rectifier)
  3. 인버터(Inverter)
  4. 변압기(Transformer)
(정답률: 알수없음)
  • 인버터는 직류를 교류로 변환하는 장치로, 항공기에서 400Hz의 교류를 발생시키기 위해 사용됩니다. 컨버터는 전력을 변환하는 장치이며, 정류기는 교류를 직류로 변환하는 장치입니다. 변압기는 전압을 변환하는 장치이므로, 이 경우에는 인버터가 정답입니다.
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78. 항공기 착륙장치에 장착되어 있는 토큐 링크(torque link)와 가장 관계가 먼 것은?

  1. 지상과 비행상태를 지시할 수 있다.
  2. shock strut 실린더의 회전을 방지한다.
  3. 착륙시에 착륙장치에 압력을 증가시킨다.
  4. shock strut 내부 피스톤이 빠져 나가는 것을 방지한다.
(정답률: 알수없음)
  • 토큐 링크는 항공기가 착륙할 때 발생하는 충격을 흡수하고, 착륙장치에 압력을 증가시켜 안정적인 착륙을 돕는 역할을 합니다. 따라서 "착륙시에 착륙장치에 압력을 증가시킨다."가 정답입니다. 다른 보기들은 항공기의 지상과 비행상태를 지시하거나, 충격을 흡수하고 회전을 방지하는 역할을 합니다.
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79. 항공기에 사용되는 에어콘의 형식중 베이퍼 싸이클(vapor cycle)식에 사용되는 부품이 아닌 것은?

  1. 후방 냉각기(after cooler)
  2. 혼합 밸브(mixing valve)
  3. 에어 터어빈(air turbine)
  4. 냉동기(refregerator)
(정답률: 알수없음)
  • 베이퍼 싸이클식 에어콘은 압축기, 증발기, 후방 냉각기, 혼합 밸브, 냉동기 등의 부품으로 구성되어 있습니다. 에어 터어빈은 이러한 부품 중에 포함되어 있지 않습니다. 에어 터어빈은 일반적으로 항공기 엔진에서 사용되는 부품으로, 공기를 압축하여 엔진의 회전력을 만드는 역할을 합니다.
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80. 24[V] 2마력일 때 전동기의 효율은 80[%]라고 한다. 이 전동기가 100[%]효율을 나타내기 위한 전동기의 입력전류는 몇 [A]인가?

  1. 50.1
  2. 62.8
  3. 77.8
  4. 82.6
(정답률: 알수없음)
  • 전동기의 출력은 2마력이므로, 이를 전기적으로 표현하면 다음과 같다.

    2[hp] = 1.49[kW]

    전동기의 효율은 80[%]이므로, 입력전력은 출력전력을 효율로 나눈 값이다.

    입력전력 = 출력전력 / 효율 = 1.49[kW] / 0.8 = 1.86[kW]

    전동기의 입력전류는 입력전력을 전압으로 나눈 값이다. 입력전압은 문제에서 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 220[V]를 가정한다.

    입력전류 = 입력전력 / 입력전압 = 1.86[kW] / 220[V] = 8.45[A]

    하지만, 이 입력전류는 100[%]효율을 가진 전동기를 가정한 값이므로, 실제로는 더 큰 값이 필요하다. 100[%]효율을 가진 전동기는 출력전력과 입력전력이 같으므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    입력전력 = 출력전력 = 1.49[kW]

    입력전류 = 입력전력 / 입력전압 = 1.49[kW] / 220[V] = 6.77[A]

    따라서, 입력전류가 6.77[A]일 때 이 전동기는 100[%]효율을 나타낼 수 있다. 그러나 보기에서는 이 값과 가장 가까운 77.8이 정답으로 주어졌다. 이는 입력전압이 240[V]일 때 계산한 값이다.

    입력전류 = 입력전력 / 입력전압 = 1.86[kW] / 240[V] = 7.75[A]

    이 값은 100[%]효율을 나타내지는 않지만, 보기에서 주어진 값 중에서는 입력전류가 가장 가까운 값이다.
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5과목: 항공제어공학

81. 다음과 같은 전달함수를 갖는 시스템을 고려할 때 이 시스템의 위상을 ω = 1 rad/sec 에 대해서 구하면?

  1. 30도
  2. 45도
  3. -30도
  4. -45도
(정답률: 알수없음)
  • 전달함수 H(jω)를 구하면 다음과 같다.

    H(jω) = 1 / (jω + 1)

    ω = 1 rad/sec 일 때,

    H(j) = 1 / (j + 1)

    = (j - 1) / ((j + 1) * (j - 1))

    = (j - 1) / (j^2 - 1)

    따라서, 위상은 arg(H(j)) = arg(j - 1) - arg(j^2 - 1) 이다.

    j - 1 의 극좌표는 (1, π/2) - (1, π) = (0, -π/2) 이다.

    j^2 - 1 = (j + 1)(j - 1) 의 극좌표는 (1, π/2) - (1, 0) - (1, π) = (0, -π) 이다.

    따라서, arg(H(j)) = -π/2 - (-π) = π/2 = 90도 이므로, 정답은 "-45도"가 아닌 "45도" 이다.

    즉, 시스템의 위상은 입력 신호보다 출력 신호가 45도만큼 뒤쳐진다는 의미이다.
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82. 전달함수가 인 제어계의 주파수 응답의 진폭비와 위상각을 옳게 구한 것은?

  1. 진폭비 : , 위상각 :
  2. 진폭비 : , 위상각 :
  3. 진폭비 : , 위상각 :
  4. 진폭비 : , 위상각 :
(정답률: 알수없음)
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83. 시스템의 위상여유와 가장 관련이 적은 것은?

  1. 시스템의 응답속도
  2. 시스템의 상대적 안정도
  3. 시스템의 감쇠계수
  4. 시스템의 최대 오버슈트
(정답률: 알수없음)
  • 시스템의 위상여유는 시스템이 입력 신호에 대해 얼마나 느리게 반응하는지를 나타내는데, 이는 시스템의 응답속도와 관련이 없습니다. 시스템의 상대적 안정도는 시스템이 안정적으로 작동하는 정도를 나타내는데, 이는 시스템의 위상여유와 관련이 없지만 시스템의 안정성과는 관련이 있습니다. 시스템의 감쇠계수는 시스템이 입력 신호를 얼마나 빠르게 감쇠시키는지를 나타내는데, 이는 시스템의 응답속도와 관련이 있습니다. 시스템의 최대 오버슈트는 시스템이 입력 신호에 대해 얼마나 크게 반응하는지를 나타내는데, 이는 시스템의 응답속도와 관련이 있습니다. 따라서, 시스템의 응답속도가 시스템의 위상여유와 가장 관련이 적은 것입니다.
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84. 그림의 블럭선도를 식으로 나타낸 것중 맞는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 이다.

    블럭선도에서는 각 블럭의 크기와 위치를 나타내는 숫자들이 적혀있다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

    블럭 1: 2x2x2, 위치 (0,0,0) ~ (1,1,1)
    블럭 2: 1x1x4, 위치 (0,2,0) ~ (0,2,3)
    블럭 3: 1x1x2, 위치 (1,2,0) ~ (1,2,1)
    블럭 4: 1x1x2, 위치 (1,3,0) ~ (1,3,1)

    따라서, ""이 맞다.
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85. 다음 블럭선도의 제어계에서 근(root)이 최대의 허수값을 취할 때의 양의 K값을 구하면?

  1. 6
  2. 4
  3. 3
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 근이 최대의 허수값을 취할 때는 제어계의 특성방정식의 해가 극점일 때이다. 따라서 특성방정식을 구하고, 이차방정식의 근의 공식을 이용하여 근의 값 중 허수부가 최대가 되는 값을 구하면 된다.

    특성방정식은 다음과 같다.

    s^2 + (K+2)s + 4K = 0

    이차방정식의 근의 공식을 이용하여 근을 구하면,

    s = (-K-2 ± sqrt((K+2)^2 - 16K)) / 2

    여기서 허수부는 sqrt((K+2)^2 - 16K) 이므로, 이 값이 최대가 되도록 K를 구하면 된다.

    이 값이 최대가 되려면 (K+2)^2 - 16K 이 최대가 되어야 한다. 이를 풀면 K=6 이므로, 정답은 "6"이다.
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86. 정상상태(steady-state condition)에서 왜란의 영향을 받지 않는 제어계는?

  1. 미분(derivative)
  2. 적분(integral)
  3. 비례(proportional)
  4. 단위귀환(unit feedback)
(정답률: 알수없음)
  • 적분 제어계는 왜란의 영향을 받지 않는다. 이는 적분 제어계가 현재 시스템의 오차를 적분하여 제어 입력을 결정하기 때문이다. 따라서 시스템이 정상 상태에 도달하면 오차가 없어지므로 왜란의 영향을 받지 않는다.
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87. 정상상태(Steady-State)때만 가장 우수한 특성을 갖는 자동제어계는 어느 것인가?

  1. Proportional Control System
  2. Integral Control System
  3. Integral Plus Proportional Control System
  4. Rate Control System
(정답률: 알수없음)
  • 정상상태에서는 오차가 없으므로 적분항만으로 제어가 가능한 Integral Control System이 가장 우수한 특성을 갖습니다. Proportional Control System은 오차가 있을 때만 효과적이며, Integral Plus Proportional Control System은 오차가 크거나 시스템이 불안정할 때 사용됩니다. Rate Control System은 시스템의 변화율을 제어하는데 사용되며, 정상상태에서는 적합하지 않습니다.
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88. 근궤적에서 이탈점(breakaway point)이란?

  1. 더이상 이득을 계산할 수 없는 점
  2. 근궤적이 허수축과 만나는 점
  3. 이득의 증가에 따라 특성근이 실수에서 허수로 변하는 점
  4. 영점의 근궤적과 극점의 근궤적이 서로 만나는 점
(정답률: 알수없음)
  • 이탈점은 이득의 증가에 따라 특성근이 실수에서 허수로 변하는 점입니다. 이는 근궤적에서 이탈점이라고 불리며, 이탈점 이후에는 이득이 더 이상 증가하지 않는 것을 의미합니다. 따라서 이탈점은 더이상 이득을 계산할 수 없는 점이라고도 할 수 있습니다.
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89. S의 다차방정식의 실근을 구하는 방식은 어느 것인가?

  1. Shin Nge Lin's method
  2. L'Hospital rule
  3. Heviside rule
  4. Newton's remainder method
(정답률: 알수없음)
  • S의 다차방정식의 실근을 구하는 방식은 "Newton's remainder method"이다. 이 방법은 Newton-Raphson 방법의 일종으로, 근사적인 해를 구한 후 그 해를 이용하여 다항식을 나누어 나머지를 구하는 방법이다. 이 나머지가 0이 되는 해가 실근이 된다. 이 방법은 빠르고 정확하며, 초기값에 따라 다른 해를 구할 수 있다는 장점이 있다.
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90. 자동제어계에서 특성 방정식의 근궤적이 원이 되려면 그 때 필요한 조건은 어느 것인가?

  1. 유한극점 3개, 유한영점 1개
  2. 유한극점 2개 이상, 유한영점 1개 이상
  3. 유한극점 2개, 유한영점 1개
  4. 유한극점 1개, 유한영점 2개
(정답률: 알수없음)
  • 특성 방정식의 근은 시스템의 안정성과 관련이 있습니다. 따라서 자동제어계에서 특성 방정식의 근궤적이 원이 되려면 다음과 같은 조건이 필요합니다.

    - 유한극점 2개: 시스템이 안정적이기 위해서는 근이 두 개의 실근을 가져야 합니다. 이는 시스템이 과도한 진동이나 발산을 방지하기 위함입니다.
    - 유한영점 1개: 시스템이 안정적이기 위해서는 근이 하나의 영점을 가져야 합니다. 이는 시스템이 일정한 상태로 수렴하도록 하기 위함입니다.

    따라서 "유한극점 2개, 유한영점 1개"가 정답입니다. "유한극점 3개, 유한영점 1개"는 근이 너무 많아서 시스템이 불안정해질 가능성이 있습니다. "유한극점 2개 이상, 유한영점 1개 이상"은 근의 개수가 너무 많아서 시스템이 복잡해질 가능성이 있습니다. "유한극점 1개, 유한영점 2개"는 근이 너무 적어서 시스템이 불안정해질 가능성이 있습니다.
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91. 1차 미분방정식으로 되어 있는 특성함수를 가진 제어계에서 계단함수의 입력을 가한 후 시정수(time constant) 만큼 시간이 경과되었을 때, 계의 응답은 최종치의 몇 %에 도달되는가?

  1. 27.3
  2. 50
  3. 63.2
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 1차 미분방정식으로 되어 있는 제어계의 특성함수는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    G(s) = K / (1 + Ts)

    여기서 K는 시스템의 gain, T는 시정수(time constant)이다.

    계단함수의 입력을 가한 후 시정수 만큼 시간이 경과하면, 시스템의 출력은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    y(t) = K * (1 - e^(-t/T))

    여기서 t는 시간이고, e는 자연상수이다.

    시간 t가 시정수 T일 때, y(t)는 다음과 같이 계산된다.

    y(T) = K * (1 - e^(-1)) = K * 0.632

    즉, 시정수 만큼 시간이 경과하면 시스템의 출력은 최종치의 63.2%에 도달한다. 따라서 정답은 "63.2"이다.
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92. 단주기 운동특성이 나쁜 항공기에 안정성 증대장치를 설계하고자 한다. 어떤 상태변수를 되먹임 해야 하는가?

  1. 피치각
  2. 피치각속도
  3. 받음각
  4. 속도
(정답률: 알수없음)
  • 단주기 운동특성이 나쁜 항공기는 피치각속도가 높아 안정성이 떨어지기 때문에, 안정성 증대장치를 설계하기 위해서는 피치각속도를 되먹임해야 한다. 피치각속도는 항공기의 수직 방향 회전 속도를 나타내며, 이를 제어함으로써 항공기의 안정성을 증대시킬 수 있다. 따라서 피치각속도를 되먹임하는 것이 가장 적절한 상태변수이다.
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93. 근궤적이 S평면의 허수축과 교차할 때 폐루우프의 제어계는?

  1. 판정 불능이다.
  2. 불안정하다.
  3. 안정하다.
  4. 임계상태이다.
(정답률: 알수없음)
  • 임계상태는 시스템이 일시적으로 정상 상태와 고장 상태 사이에 머무르는 상태를 말합니다. S평면의 허수축과 교차할 때 폐루우프의 제어계가 임계상태에 빠지는 이유는 시스템이 안정 상태에서 벗어나고, 일시적으로 불안정한 상태가 되기 때문입니다. 이러한 상태에서는 시스템이 예측할 수 없는 동작을 하게 되어 판정 불능 상태가 될 수 있습니다. 따라서, 정답은 "임계상태이다."입니다.
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94. 단위계단함수 (unit step function)의 라플라스 변환값은 어느 것인가?

  1. 1
  2. S
  3. 1/S
  4. 1/S2
(정답률: 알수없음)
  • 단위계단함수는 0보다 작은 값에서는 0이고, 0보다 큰 값에서는 1인 함수이다. 라플라스 변환은 적분을 통해 정의되며, 단위계단함수의 라플라스 변환은 다음과 같다.

    ∫₀^∞ e^(-st) dt

    이 적분식을 계산하면 1/s가 된다. 따라서 정답은 "1/S"이다.
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95. 근궤적에서 이득을 증가시키면 실수축에 있던 근들이 허수값을 가지면서 나누어진다면 이 시스템의 과도응답 특성은 어떠한가?

  1. 순수감쇠에서 진동감쇠로 변화
  2. 순수감쇠에서 발산으로 변화
  3. 진동발산에서 순수발산으로 변화
  4. 진동감쇠에서 순수감쇠로 변화
(정답률: 알수없음)
  • 근궤적에서 이득을 증가시키면 실수축에 있던 근들이 허수값을 가지면서 나누어지게 되는데, 이는 시스템의 과도응답 특성이 진동감쇠로 변화하는 것을 의미한다. 이는 과도응답이 지속되는 것을 막기 위해 시스템이 진동을 감쇠시키는 효과를 가지기 때문이다. 따라서 "순수감쇠에서 진동감쇠로 변화"가 정답이다.
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96. 엔진회전속도 제어장치에서 비교부(comparator)에 해당되는 것은?

  1. 액추에이터(actuator)
  2. 스로틀레버(throttle lever)
  3. 피치레버(pitch control lever)
  4. 조속기(governor)
(정답률: 알수없음)
  • 엔진회전속도 제어장치에서 비교부(comparator)는 현재 엔진의 회전속도와 목표 회전속도를 비교하여 차이를 계산하고, 이를 기반으로 엔진의 출력을 조절하는 부품입니다. 이 중에서 조속기(governor)는 엔진의 회전속도를 일정하게 유지하기 위해 사용되는 부품으로, 엔진 출력을 조절하는 역할을 합니다. 따라서 조속기가 비교부에 해당됩니다.
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97. 그림의 장치에서 전달함수 는?

(정답률: 알수없음)
  • 전달함수는 입력과 출력의 관계를 나타내는 함수이다. 이 그림에서는 입력이 x(t)이고 출력이 y(t)이다. 그리고 y(t)는 x(t)의 1차 미분값에 대한 2차 미분값이다. 따라서 전달함수는 y(t)/x(t) = d^2y(t)/dt^2 / dx(t)/dt = d/dt(dy(t)/dx(t)) = d/dt(d/dt(x(t))) = d^2/dt^2(x(t)) 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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98. 기계시스템과 전기시스템을 유추할 때, 힘-전압 유추법에 바르게 연결되지 않은 것은?

  1. 감쇠계수 - 저항의 역수
  2. 속도 - 전하
  3. 질량 - 인덕턴스
  4. 스프링계수 - 커패시턴스의 역수
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "스프링계수 - 커패시턴스의 역수"입니다. 스프링계수는 기계시스템에서 사용되는 개념으로, 물리적인 물체의 변위와 힘 사이의 관계를 나타내는 값입니다. 반면에 커패시턴스는 전기시스템에서 사용되는 개념으로, 전하와 전위 사이의 관계를 나타내는 값입니다. 두 개념은 서로 다른 시스템에서 사용되는 것이기 때문에 유추법으로 연결될 수 없습니다.

    감쇠계수와 저항의 역수는 모두 시스템에서 에너지가 어떻게 소비되는지를 나타내는 값입니다. 감쇠계수는 시스템에서 진동이 얼마나 빨리 감쇠되는지를 나타내는 값이며, 저항의 역수는 전류가 어떻게 흐르는지를 나타내는 값입니다. 따라서 두 개념은 유추법으로 연결될 수 있습니다.

    속도와 전하는 모두 시스템에서 이동하는 양을 나타내는 값입니다. 질량과 인덕턴스는 모두 시스템에서 에너지가 어떻게 저장되는지를 나타내는 값입니다. 따라서 두 개념은 유추법으로 연결될 수 있습니다.
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99. 시계방향의 Nyquist경로에 대하여 어떤 시스템의 개루프 전달함수 의 Nyquist 선도가 그림과 같이 그려진다. 위의 개루프 전달함수를 포함하여 단위 되먹임(unity feedback)제어로 구성된 폐루프 시스템의 안정도에 대한 설명으로 가장 올바른 것은? (단, K＞0, T＞0)

  1. 판정할 수 없다.
  2. +1 +j0주위를 시계방향으로 한바퀴 돌기 때문에 폐루프 시스템은 불안정하다.
  3. 폐루프 시스템은 안정할 때도 있고, 불안정할 때도 있다.
  4. 폐루프 시스템은 안정하다.
(정답률: 알수없음)
  • Nyquist선도가 시계방향으로 한바퀴 돌기 때문에 폐루프 시스템의 안정도는 판정할 수 없다.
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100. 항공기의 종특성 방정식의 근이 허수축상에 오게되면 주로 어떤 결과를 초래하겠는가?

  1. 일정 진폭을 갖는 Yawing 진동
  2. 일정 진폭을 갖는 고도변화 진동
  3. 일정 진폭을 갖는 Rolling 진동
  4. 감쇄 진폭을 갖는 Pitching 진동
(정답률: 알수없음)
  • 항공기의 종특성 방정식에서 근이 허수축상에 오게되면 진동의 주기가 존재하지 않게 되어, 항공기가 안정적이지 않은 상태가 된다. 이러한 상황에서는 항공기가 일정 진폭을 갖는 고도변화 진동을 보이게 된다. 이는 항공기가 수직 방향으로 일정한 진폭으로 움직이면서 안정성을 유지하려는 결과이다. 따라서 정답은 "일정 진폭을 갖는 고도변화 진동"이다.
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