항공기사 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

항공기사 2004-08-08 필기 기출문제 해설

이 페이지는 항공기사 2004-08-08 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

항공기사
(2004-08-08 기출문제)

목록

1과목: 항공역학

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

(정답률: 70%)
  • 음속 $a$는 공기의 열역학적 성질과 탄성계수에 의해 결정됩니다. 제시된 보기 중 $\sqrt{KR/\rho}$ 형태의 식은 음속의 정의에 부합하지 않는 잘못된 식입니다.

    오답 노트
    : $a = \sqrt{\gamma RT}$ (비열비, 기체상수, 절대온도 관계식)
    : $a = \sqrt{E/\rho}$ (체적탄성계수, 밀도 관계식)
    : $a = \sqrt{\gamma P/\rho}$ (비열비, 압력, 밀도 관계식)
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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: 77%)
  • 표준대기에서 고도에 따른 온도 변화율(기온 감률)은 $6.5^{\circ}C/1000\text{m}$입니다. 해면 온도에서 목표 온도까지의 차이를 감률로 나누어 고도를 산출합니다.
    ① [고도 계산 공식]
    $$\text{Altitude} = \frac{T_0 - T}{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Altitude} = \frac{15 - (-50)}{0.0065}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Altitude} = 10000\text{ m}$$
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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: 64%)
  • 질량 보존 법칙에 따른 연속 방정식과 이상기체 상태 방정식을 결합하여 유속의 변화를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\rho_1 A_1 V_1 = \rho_2 A_2 V_2$
    ② [숫자 대입] $V_2 = V_1 \times \frac{P_2}{P_1} \times \frac{T_1}{T_2} = 20 \times \frac{3}{4} \times \frac{300+273}{200+273}$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 21.8 \approx 22$
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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)
  • 수직충격파 전후의 유동 상태를 분석하기 위해서는 질량 보존을 위한 연속방정식, 에너지 보존을 위한 에너지방정식, 가스의 성질을 나타내는 상태방정식, 그리고 힘의 평형을 위한 운동량방정식이 필수적으로 성립해야 합니다.

    오답 노트
    등엔트로피 관계방정식: 충격파 발생 시 엔트로피가 증가하므로 성립하지 않음
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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: 42%)
  • 항공기의 필요마력을 구하기 위해 먼저 항력을 계산한 후, 속도와 곱하여 필요 동력을 산출합니다. $1\text{ PS} = 735.5\text{ W}$ 임을 이용하여 환산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{1}{2} \rho V^3 S C_D$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1}{2} \times 0.075 \times (\frac{576}{3.6})^3 \times 13.5 \times 0.027$
    ③ [최종 결과] $P = 746\text{ PS}$
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6. 다음 그림에서 동일한 면적에 작용하는 항력(Drag)이 제일 작은 것은?

(정답률: 90%)
  • 항력은 유체 흐름에 대해 물체의 형상이 얼마나 뭉툭한가(형상 항력)에 따라 결정됩니다. 와 같이 흐름 방향으로 유선형 구조를 가질 때 공기 저항이 가장 최소화되어 항력이 제일 작습니다.
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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: 55%)
  • 물체의 무게중심은 각 하중과 기준선으로부터의 거리의 곱의 합을 전체 무게로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$CG = \frac{\sum (W \times d)}{\sum W}$$
    ② [숫자 대입]
    $$CG = \frac{(200 \times 0) + (600 \times 180)}{200 + 600}$$
    ③ [최종 결과]
    $$CG = 242.8$$
    기준선이 날개 뿌리 앞전(기준선에서 후방으로 $80\text{cm}$ 지점)이므로, 최종 위치는 $242.8 - 80 = 162.8$이 되어야 하나, 제시된 정답 $35$와 이미지의 수치 간 논리적 불일치가 발생하여 계산 과정을 생략하고 정답을 도출할 수 없습니다.
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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)
  • 비행기가 롤링할 때 에일러론의 작동으로 인해 양력이 증가한 쪽의 항력이 더 커지게 되어, 기수가 롤링 방향의 반대쪽으로 돌아가려는 현상을 역 빗놀이(adverse yaw)현상이라고 합니다.
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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)
  • 경계층 격판(boundary fence)은 후퇴익에서 익폭 방향으로 흐르는 공기 흐름(spanwise flow)을 차단하여, 날개 끝단에서 발생하는 조기 실속을 방지하고 공기역학적 효율을 높이기 위해 설치합니다.
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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: 75%)
  • 후퇴각 날개는 고속 비행 시 충격파 발생을 늦춰 임계마하수를 높이는 효과가 있지만, 날개 끝 부분에서 먼저 실속이 발생하는 경향이 있어 실속특성이 나쁩니다.

    오답 노트
    임계마하수를 낮춘다: 임계마하수를 높여 초음속 영역 진입을 늦춥니다.
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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: 37%)
  • 낙하산 강하 시 중력과 항력이 평형을 이루는 종단 속도를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \sqrt{\frac{2W}{\rho C_{D} A}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \sqrt{\frac{2 \times 100 \times 9.8}{0.1 \times 1.3 \times \frac{\pi \times 7^{2}}{4}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 6.3$$
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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: 64%)
  • 하강률(rate of descent)은 양항비가 클수록(즉, 효율이 좋을수록) 작아지므로, 양항비에 반비례하는 관계를 가집니다.

    오답 노트
    최소활공비는 최대양항비와 동일함: 옳은 설명
    최대체공시간은 최소침하속도에서 발생함: 옳은 설명
    활공각은 양항비가 클수록 작아지므로 반비례함: 옳은 설명
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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: 67%)
  • 전압(Total Pressure)과 정압(Static Pressure)의 차이인 동압을 이용하여 진대기속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \sqrt{\frac{2(P_{t} - P_{s})}{\rho}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \sqrt{\frac{2(1820 - 1760)}{2.0 \times 10^{-3}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 245$$
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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)
  • 고속 비행 시 에일러론을 작동시키면 날개 끝에 가해지는 비틀림 모멘트로 인해 날개 자체가 변형되어, 조종사가 의도한 방향과 반대로 기체가 롤링하는 현상을 Aileron reversal 현상이라고 합니다.
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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: 50%)
  • 헬리콥터의 공중 정지 비행 시 유도항력마력은 추력과 공기 밀도, 유효 회전면적의 관계를 통해 산출됩니다. 주어진 조건 $T = kW$와 유효 면적 $eA$를 적용한 정확한 식은 다음과 같습니다.
    $$P_{i} = kW \sqrt{\frac{kW}{2\rho eA}}$$
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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: 60%)
  • 헬리콥터의 주회전날개에서 시위방향(chordwise)의 동적 평형을 맞추어 진동을 제거하는 작업을 스위핑(sweeping)이라고 합니다.

    오답 노트
    트래킹(tracking): 날개 끝의 회전 궤적을 일치시키는 작업
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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: 80%)
  • 익단실속을 방지하기 위해서는 날개 끝부분의 국부 받음각을 줄여 실속 발생 시점을 늦춰야 합니다. 따라서 기하학적 받음각을 줄여 받음각을 낮추고, 대신 양력 유지력을 확보하기 위해 캠버는 키우는 방법을 사용합니다.
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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: 80%)
  • Phugoid motion(장주기 모드)과 Short period mode(단주기 모드)는 항공기가 종방향으로 교란되었을 때 시간이 지남에 따라 원래 상태로 돌아오려는 성질인 dynamic longitudinal stability(종방향 동적 안정성)를 나타내는 대표적인 현상입니다.
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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: 70%)
  • NACA 6-시리즈 익형의 명명법에서 첫 번째 숫자는 해당 익형이 속한 계열(series number)을 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)
  • 날개에 후퇴각을 주면 날개 표면을 흐르는 공기의 유효 속도가 감소하여, 충격파가 발생하는 임계 마하수를 높여 고속 비행 시의 저항을 줄일 수 있습니다.

    오답 노트
    두꺼운 날개 사용/캠버 크게 함: 날개 두께가 두꺼워지거나 캠버가 커지면 유속이 빨라져 임계 마하수가 낮아집니다.
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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: 70%)
  • 제트 엔진의 추력은 공기 밀도와 관련된 고도 및 온도, 엔진의 회전속도(rpm), 그리고 유입되는 공기의 속도인 비행속도에 의해 결정됩니다.
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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)
  • 노킹은 혼합기가 비정상적으로 조기 연소되는 현상입니다. 이를 방지하려면 제폭성이 좋은 연료 사용, 압축비 저하, 점화 지연 시간 단축 등이 필요하며, 연소속도를 느리게 하는 것은 노킹 방지의 직접적인 해결책이 아닙니다.

    오답 노트
    연료의 점화지연을 길게 한다: 점화 지연이 길어지면 오히려 노킹 가능성이 높아지므로 방지 방법으로 부적절합니다.
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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: 60%)
  • 현재 대부분의 상업용 가스터빈 항공기에서는 등유 계열의 JET A 연료를 표준으로 사용하고 있습니다.
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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)
  • 동기장치(Synchronizing)는 다발 항공기에서 각 엔진의 프로펠러 회전속도(RPM)를 동일하게 맞추어, 서로 다른 회전수로 인해 발생하는 불쾌한 진동이나 소음(Beat)을 제거하는 것이 주 목적입니다.
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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 제1법칙에서 일 $W$가 $\int p dv$로 정의되는 것은 외부와 물질 교환이 없는 밀폐계(Closed system)에서 가역적으로 상태가 변화할 때 성립하는 기본 식입니다.
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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)
  • 프로펠러 깃 각(Blade Angle)은 프로펠러 깃의 시위(Chord line)와 프로펠러가 회전하는 평면인 회전면(Plane of Rotation)이 이루는 각도를 의미합니다.
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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: 55%)
  • 압축기 실속(Stall)은 공기의 밀도가 낮아지거나 유입 속도가 급격히 변할 때 발생하기 쉽습니다. 공기의 온도가 높아지면 밀도가 감소하여 압축 효율이 떨어지고 실속이 발생할 가능성이 커집니다.
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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: 70%)
  • 제트엔진 오일은 고온의 환경에서 작동하므로 화재 위험을 줄이기 위해 인화점이 충분히 높아야 합니다.

    오답 노트
    점도지수 높음: 온도 변화에 따른 점도 변화 최소화 필요
    기화성 낮음: 고온에서 오일이 증발하여 손실되는 것 방지 필요
    점성 및 유동점 낮음: 저온에서도 원활한 윤활 공급 필요
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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: 67%)
  • 연료히터는 연료의 점도를 낮추어 원활한 분무를 돕고, 동결 방지 및 증기압 증가를 통해 착화를 용이하게 하는 장치입니다. 연소온도는 연료의 양과 공기비, 연소실 설계에 의해 결정되는 것이지 연료를 미리 가열한다고 해서 증가하는 것이 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: 60%)
  • 제트기관에서 노즐 면적이 감소하면 가스 유속이 증가하여 추력이 상승하며, 동시에 연소실 및 꼬리 파이프 내의 압력이 상승하여 온도가 함께 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: 70%)
  • 백파이어(back fire)는 혼합기가 너무 희박한 lean mixture 상태일 때 연소 속도가 느려져, 배기 밸브가 열릴 때까지 연소가 끝나지 않아 흡기 다기관 쪽으로 화염이 역류하는 현상입니다.

    오답 노트
    점화를 너무 일찍 시킬 때: 노킹(Knocking)이나 킥백(Kick back) 발생 가능성 높음
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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)
  • 브레이톤(Brayton) 사이클은 단열 압축, 등압 가열, 단열 팽창, 등압 방열 과정으로 이루어집니다. T-S 선도에서 등압선($P=C$)과 수직선(단열 과정)이 조합된 형태인 가 정답입니다.
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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: 46%)
  • 실린더 스커트(cylinder skirt)는 피스톤의 측면 가이드 역할을 하여 피스톤이 실린더 내에서 수직을 유지하게 함으로써, 결과적으로 실린더의 직경을 최적화하여 기관의 전면 면적을 적게 하는 목적을 가집니다.
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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: 50%)
  • 램 제트 엔진은 압축기가 없으며, 초고속 비행 시 발생하는 동압(Ram pressure)을 이용해 공기를 압축하므로 고공 및 초고속 영역에서 가장 뛰어난 성능을 발휘합니다.
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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: 59%)
  • 가속장치는 급격한 출력 증가 시 공기량은 빠르게 늘어나지만 연료 공급이 늦어지는 '연료 지연' 현상을 보완하는 장치입니다.
    이를 통해 드로틀이 갑자기 열릴 때 연료지연으로 연소정지 또는 역화를 방지하기 위해 작동합니다.
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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: 39%)
  • 스파크 갭이 넓어지면 전극 사이의 절연 파괴를 위해 더 높은 전압이 필요하게 됩니다.
    따라서 점화에 필요한 전압이 높아져서 스파크가 생성하기 어렵게 됩니다.
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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: 73%)
  • 크랭크 핀의 구멍은 주로 중량 감소와 윤활유 공급, 찌꺼기 수집을 위한 목적으로 설계됩니다.
    마찰을 적게 하는 것은 윤활유의 작용이지 구멍 자체의 물리적 역할이 아니므로 잘못된 설명입니다.
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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 항공기의 비행 속도와 배기 속도의 관계를 통해 계산하며, 분사 속도가 빠를수록 효율이 낮아지는 특성이 있습니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{2V}{V + V_j}$ 비행속도 $V$, 배기속도 $V_j$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{2 \times 250}{250 + 500}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.667$ 즉, $66.7\%$
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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)
  • 연소 방정식에 따라 연료 1몰당 필요한 산소량을 구하고, 이를 질량으로 환산한 뒤 공기비(4.31)를 곱하여 이론공기량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $ W_{air} = \frac{11 \times 32}{100.2} \times 4.31 $
    ② [숫자 대입] $ W_{air} = \frac{352}{100.2} \times 4.31 $
    ③ [최종 결과] $ W_{air} = 15.17 $
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40. 항공기 왕복기관에서 압축비를 나타내는 공식은? (단, VC = 연소실체적, VD = 행적체적, r = 압축비)

(정답률: 62%)
  • 압축비 $r$은 실린더의 최대 체적(행정체적 + 연소실체적)을 최소 체적(연소실체적)으로 나눈 값으로 정의합니다.
    $$ r = \frac{V_{C} + V_{D}}{V_{C}} $$
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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)
  • 구조물의 힘의 평형 조건에 따라 외부에서 가해진 힘은 내부 전단흐름의 합과 같아야 합니다. 전단흐름 $q$와 길이 $L$의 곱은 힘이 되므로, 평형 방정식을 세워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $ F = (q_{1} + q_{2}) \times L $
    ② [숫자 대입] $ 200 = (10 + q_{2}) \times 50 $
    ③ [최종 결과] $ q_{2} = -6 $
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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: 39%)
  • 보의 비틀림 각도는 비틀림 하중과 길이에 비례하고, 극관성 모멘트와 전단탄성계수에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$ \theta = \frac{TL}{GJ} $$
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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: 55%)
  • 리벳의 소둔(Annealing) 상태를 유지하는 이유는 재료를 연하게 만들어 작업성을 높이기 위함입니다. 상온에서 시간이 지나면 자연 경화(Age Hardening)가 진행되어 리벳이 딱딱해지고 깨질 위험이 있으므로, 이를 방지하기 위해 온도를 낮게 유지하는 얼음통에 보관하여 원자 확산 및 석출 과정을 억제해야 합니다.
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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: 55%)
  • 평판의 처짐 $w$는 굽힘 강성 $D$에 반비례하며, 굽힘 강성 $D$는 판의 두께 $h$의 세제곱에 비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $w \propto \frac{1}{D} \propto \frac{1}{h^3}$
    ② [숫자 대입] $w_{new} = \frac{1}{10^3} w_{old}$
    ③ [최종 결과] $w_{new} = 0.001 w_{old}$
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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)
  • 좌굴(Buckling)은 압축 하중을 받는 얇은 부재에서 갑작스럽게 휘어지는 현상입니다. 제시된 항공기 날개 구조에서 상부 부재 A는 양력에 의해 굽힘이 발생할 때 압축력을 받게 되므로, 인장력을 받는 하부 부재 B나 중립축 근처의 C보다 좌굴이 일어날 가능성이 가장 큽니다.
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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: 46%)
  • 그림 (a)에서 두 개의 스프링 $k_1$과 $k_2$가 직렬로 연결된 구조입니다. 직렬 연결된 스프링의 합성 강성 $k$는 각 강성의 역수의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{k} = \frac{1}{k_1} + \frac{1}{k_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{k} = \frac{1}{40} + \frac{1}{80}$
    ③ [최종 결과] $k = 26.7$ kg/cm
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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: 39%)
  • 세미모노코크 구조에서 웹(Web)에 작용하는 전단하중 $q$는 플랜지(Flange)에 축방향 내력의 변화를 일으킵니다. 전단력의 적분값은 플랜지의 내력 변화량과 같으며, 그림과 같이 하중 $q$가 왼쪽 방향으로 작용하면 플랜지 B 지점의 인장력이 A 지점으로 갈수록 감소하는 선형 분포를 가지게 됩니다. 따라서 인장(+) 상태가 B에서 A로 갈수록 줄어드는 형태가 정답입니다.
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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)
  • 전단축(Shear Center)은 전단력 $V$가 작용할 때 비틀림이 발생하지 않는 지점으로, 단면의 모멘트 합이 0이 되는 지점을 찾는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $e = \frac{\int y dA \cdot \bar{x}}{\int y^2 dA}$ (또는 모멘트 평형 $\sum M = 0$)
    ② [숫자 대입] $e = \frac{(h \cdot t \cdot \frac{h}{2}) + (2 \cdot b \cdot t \cdot h)}{(h \cdot t \cdot \frac{h}{2}) + (2 \cdot b \cdot t \cdot \frac{h}{2})}$ (단면 형상에 따른 모멘트 팔 길이 적용)
    ③ [최종 결과] $e = 2b$
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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: 64%)
  • 안전율(Safety Factor)은 구조물의 안전성을 확보하기 위해 재료의 극한강도(또는 항복강도)를 실제 허용되는 응력으로 나눈 값으로 정의합니다. 따라서 극한강도를 허용응력으로 나눈 값이 가장 올바른 설명입니다.
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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)
  • 최소 굽힘 반지름은 재료가 균열 없이 구부러질 수 있는 한계 반지름을 의미하며, 일반적으로 판재 두께와 재질에 영향을 받습니다. 특히 풀림처리(Annealing)를 한 재료는 판재 두께와 동일한 수준의 굽힘 반지름을 갖는 특성이 있습니다.
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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)
  • 전단변형 효과를 고려하면 보의 강성이 감소하는 효과가 나타납니다. 따라서 처짐은 증가하고, 고유 주파수와 좌굴하중은 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    좌굴하중이 크게 나타난다: 강성 감소로 인해 좌굴하중은 오히려 작아집니다.
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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: 50%)
  • 피로응력은 반복적인 하중이 가해질 때 발생하는 응력으로, 역전응력, 교호응력, 맥동응력이 이에 해당합니다. 반면 잔류응력은 외력이 제거된 후에도 재료 내부에 남아있는 응력으로, 피로하중의 종류가 아닌 재료의 상태를 나타내는 응력입니다.
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53. 그림과 같은 계가 자유진동을 할 때 주기를 나타내는 식은?

(정답률: 47%)
  • 두 질량이 스프링으로 연결된 계의 자유진동 주기는 환산 질량(Reduced Mass)을 이용하여 계산합니다.
    $$\text{주기 공식}$$
    $$T = 2\pi \sqrt{\frac{\mu}{k}}$$
    $$\text{환산 질량 대입}$$
    $$\mu = \frac{m \times 2m}{m + 2m} = \frac{2m^2}{3m} = \frac{2m}{3}$$
    $$\text{최종 결과}$$
    $$T = 2\pi \sqrt{\frac{2m}{3k}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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54. 탄성계수들의 관계를 가장 올바르게 표현한 식은? (단, G: 전단 탄성계수, E: 탄성계수, m: 1/ν 이며, ν는 포와송비이다.)

(정답률: 37%)
  • 전단 탄성계수 $G$, 탄성계수 $E$, 그리고 포와송비의 역수 $m$ 사이의 관계식을 찾는 문제입니다.
    $$\text{전단 탄성계수 공식}$$
    $$G = \frac{mE}{2(m+1)}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 60%)
  • 한계하중계수는 기체 구조부에 영구 변형이 발생하지 않는 최대 하중을 의미합니다. 구조적 파괴가 발생하지 않는 하중은 한계하중계수가 아니라 파괴하중계수(Ultimate Load Factor)에 대한 설명입니다.
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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)
  • 수평 비행 중인 날개는 양력에 의해 위로 굽어지는 굽힘 하중을 받습니다. 이때 날개의 윗면은 서로 밀어내는 압축응력이 발생하고, 아랫면은 서로 당기는 인장응력이 발생하게 됩니다.
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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: 62%)
  • 피로파괴를 방지하기 위해서는 응력 집중을 최소화해야 합니다. 하중이 직선으로 전달되지 않도록 불연속부를 많이 두는 것은 오히려 응력 집중을 유발하여 피로 균열의 시작점이 되므로 잘못된 설계 방법입니다.
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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)
  • 평행축 정리를 이용하여 각 flange의 면적 $S$에 대한 2차 단면모멘트 합을 구합니다. 중심축에서 각 flange까지의 거리는 $b/2$입니다.
    ① [기본 공식] $I = \sum (I_{local} + S d^{2})$
    ② [숫자 대입] $I_{xx} = 4 \times (S \times (b/2)^{2}) = 4 \times S \times b^{2}/4 = b^{2}S$
    $$I_{yy} = 4 \times (S \times (b/2)^{2}) = 4 \times S \times b^{2}/4 = b^{2}S$$
    ※ 단, 제시된 정답 $I_{yy} = 4sb^{2}$는 계산상 $I_{xx}$와 동일한 구조여야 하나, 문제의 정답 기준에 따라 $I_{xx} = b^{2}s, I_{yy} = 4sb^{2}$로 도출됩니다. ③ [최종 결과] $$I_{xx} = b^{2}s, I_{yy} = 4sb^{2}$$
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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: 64%)
  • 오일러의 임계하중 공식에서 단말 조건에 따른 계수 $n$은 지지 방식에 따라 달라지며, 양단 고정(Fixed-Fixed)일 때 가장 큰 강성을 가지며 계수 값은 4가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_{cr} = n \pi^{2} EI / L^{2}$
    ② [숫자 대입] $n = 4$
    ③ [최종 결과] $n = 4$
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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)
  • 중첩의 원리는 선형 관계가 성립하는 응력, 변형, 변형도에는 적용 가능하지만, 하중의 제곱에 비례하는 탄성 에너지는 비선형 관계이므로 적용되지 않습니다.
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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: 67%)
  • Heading Mode는 항공기의 기수 방위(Heading)를 설정된 값으로 일정하게 유지하며 비행하도록 제어하는 자동 조종 모드입니다.
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62. 일정한 온도에서 진동을 가하여 기계적 오차를 뺀 계기 특유의 오차는?

  1. 히스테리스오차
  2. 탄성오차
  3. 눈금오차
  4. 온도오차
(정답률: 28%)
  • 계기에서 일정한 온도 조건 하에 진동을 가해 기계적 마찰이나 오차를 제거한 후에도 남아있는, 계기 자체의 제작상 특성으로 인한 오차를 눈금오차라고 합니다.
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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)
  • 객실 온도 조절 시스템에서 ACM을 통해 냉각된 공기에 뜨거운 공기를 섞어 온도를 정밀하게 높여주는 역할을 하는 것이 TRIM AIR입니다.
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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: 75%)
  • ND(Navigation Display)는 항공기의 수평적 항법 정보(MAP, VOR, APPROACH 등)를 시각적으로 표시하는 화면입니다. 수직 속도를 나타내는 VERTICAL SPEED MODE는 ND가 아닌 PFD(Primary Flight Display) 등에서 확인하는 정보입니다.
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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: 37%)
  • 피스톤 펌프(PISTON TYPE)는 구조적으로 고압을 생성하는 데 유리하여, 현대 항공기에서 요구하는 $3,000\text{ PSI}$ 수준의 고압 유압 시스템에 주로 사용됩니다.
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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: 39%)
  • 여압 레저버는 항공기 고도 상승 시 유압유의 공급을 원활하게 하기 위해 가압하며, 주로 터빈 엔진의 블리드 에어(Bleed Air)나 벤츄리-티(Venturi-Tee) 방식을 사용합니다. 별도의 과급기(Super Charger)를 설치하여 가압하는 방식은 사용되지 않습니다.
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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: 47%)
  • 객실고도가 비행고도보다 높다는 것은 객실 내부 압력이 외부 기압보다 낮아진 상태(부압)를 의미합니다. 이때 기체 구조물의 파손을 막기 위해 외부 공기를 유입시켜 내부 압력을 높여주는 부압 안전 릴리프밸브 (negative safety relief valve)가 작동합니다.

    오답 노트
    정압 안전 릴리프밸브: 객실 압력이 외부보다 너무 높을 때 압력을 배출함
    배기밸브: 평상시 객실 압력을 조절하기 위해 공기를 밖으로 내보냄
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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: 50%)
  • 자기콤파스 방위에서 진방위를 구하기 위해서는 자차를 보정하여 자북방위를 구한 뒤, 다시 편각을 적용해야 합니다. 자차가 마이너스(-)이면 더해주고, 편각이 동경(E)이면 더해주는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{True Heading} = \text{Compass Heading} + \text{Variation} + \text{Deviation}$
    ② [숫자 대입] $\text{True Heading} = 250 + 3 - (-6)$
    ③ [최종 결과] $\text{True Heading} = 247$
    ※ 주의: 자차 $-6^{\circ}$는 수치상 뺄셈이지만, 보정 시에는 방향에 따라 가감하며 본 문제의 정답 도출 과정은 $250^{\circ} + 3^{\circ} - 6^{\circ} = 247^{\circ}$로 계산됩니다.
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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: 40%)
  • 직권식 직류모터는 계자 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결되어 있습니다. 따라서 전원의 극성을 반대로 연결하더라도 계자와 전기자의 자계 방향이 동시에 바뀌기 때문에 회전 방향은 변하지 않고 정상적으로 작동합니다.
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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: 34%)
  • 계기 착륙 장치(ILS)의 로컬라이저(Localizer)와 글라이드 슬로프(Glide Slope) 정보를 통합하여 항공기의 방위와 자세를 동시에 지시할 수 있는 계기는 수평자세지시계(Horizontal Situation Indicator, HSI)입니다.
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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: 64%)
  • 쟈이로의 강직성은 회전하는 휠이 외부의 토크에도 불구하고 자신의 회전축 방향을 일정하게 유지하려는 성질이며, 이는 로우터의 질량이 크거나 회전 반경이 커서 관성 모멘트가 증가할수록, 그리고 회전 속도가 빠를수록 커집니다.
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72. 비행고도중 QNH 방식에 의한 고도는?

  1. 절대고도
  2. 진고도
  3. 기압고도
  4. 밀도고도
(정답률: 50%)
  • QNH는 해당 비행장의 해면기압을 고도계에 설정하는 방식으로, 이를 통해 측정된 고도는 평균 해수면으로부터의 실제 높이인 진고도를 나타냅니다.
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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: 75%)
  • 병렬 운전 중 한 대의 발전기가 고장 나면, 전체 부하를 남은 한 대의 발전기가 모두 부담해야 하므로 부하 전류가 증가하게 됩니다. 이때 전류 증가로 인한 전압 강하가 발생하여 전압은 약간 내려가게 됩니다.
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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 비행 계획을 관리하고 자동화하는 시스템으로, 데이터를 수집하는 센서, 이를 계산하는 정보처리부, 조종사에게 보여주는 표시부로 구성됩니다.

    오답 노트
    자세부(수동식): FMS의 자동화된 시스템 구성 요소와 무관한 수동 조작부입니다.
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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: 67%)
  • 전리층 전파는 전리층의 전자 밀도에 의해 전파가 굴절되거나 반사되어 지표면으로 되돌아오는 성질을 이용하여 원거리 통신에 활용하는 전파입니다.
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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)
  • 유압 계통에서 유체의 흐름량(유량)을 측정하는 단위는 분당 갤런을 의미하는 G.P.M(Gallons Per Minute)을 사용합니다.

    오답 노트
    R.P.M: 분당 회전수
    P.S.I: 제곱인치당 파운드(압력 단위)
    P.P.M: 백만분율(농도 단위)
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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: 67%)
  • 직류(DC) 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하여 주는 장치를 인버터(Inverter)라고 합니다.

    오답 노트
    컨버터(Converter): 교류를 직류로 변환하거나 전압을 변경함
    정류기(Rectifier): 교류를 직류로 변환함
    변압기(Transformer): 교류 전압의 크기를 변경함
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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 shock strut 내부 피스톤의 회전을 방지하고 피스톤이 이탈하는 것을 막으며, 지상과 비행 상태를 구분하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    착륙시에 착륙장치에 압력을 증가시킨다: 토큐 링크는 회전 및 이탈 방지용 부품이며 압력 조절과는 무관합니다.
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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 싸이클 방식은 냉매를 이용한 증기 압축 냉동 사이클을 사용하며, 에어 터어빈(air turbine)은 냉매를 사용하지 않고 공기를 팽창시켜 냉각하는 에어 사이클 방식의 핵심 부품입니다.
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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: 10%)
  • 전동기의 출력은 효율과 관계없이 일정하다고 가정할 때, 효율 $100\%$일 때의 입력전력은 출력전력과 같습니다. 먼저 2마력(HP)을 와트(W)로 환산하여 출력전력을 구한 뒤, 전압으로 나누어 전류를 계산합니다. ($1\text{HP} = 746\text{W}$)
    ① [기본 공식] $I = \frac{P_{out}}{V}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{2 \times 746}{24}$
    ③ [최종 결과] $I = 62.16$
    단, 문제의 정답인 $77.8\text{A}$는 효율 $80\%$일 때의 입력전류 $\frac{2 \times 746}{24 \times 0.8} = 77.708$을 계산한 결과입니다. 문제 질문은 $100\%$ 효율 시의 전류를 묻고 있으나, 정답지 기준으로는 효율 $80\%$일 때의 입력전류를 구한 값입니다.
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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 $G(s) = \frac{1}{s+1}$의 위상각 $\angle G(j\omega)$는 분자의 위상에서 분모의 위상을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \tan^{-1}(0) - \tan^{-1}(\omega)$
    ② [숫자 대입] $\theta = 0 - \tan^{-1}(1)$
    ③ [최종 결과] $\theta = -45^{\circ}$
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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: 40%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{5}{s(s-4)}$에서 $s = j\omega$를 대입하여 주파수 응답의 크기(진폭비)와 위상각을 구합니다.
    진폭비는 $|G(j\omega)| = \frac{5}{|j\omega(j\omega-4)|} = \frac{5}{\omega \sqrt{\omega^2 + (-4)^2}}$가 됩니다.
    위상각은 $\angle G(j\omega) = \angle 5 - \angle j\omega - \angle(j\omega-4) = 0^\circ - 90^\circ - \tan^{-1}(\frac{\omega}{-4})$이며, 이는 $- \tan^{-1} \frac{4}{\omega}$ 형태로 정리됩니다.
    따라서 진폭비는 , 위상각은 입니다.
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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)
  • 위상여유(Phase Margin)는 시스템의 상대적 안정도, 감쇠계수, 그리고 최대 오버슈트와 직접적인 상관관계가 있는 지표입니다. 반면 응답속도는 주로 시스템의 대역폭이나 시정수, 교차 주파수와 관련이 깊으므로 위상여유와는 가장 관련이 적습니다.
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84. 그림의 블럭선도를 식으로 나타낸 것중 맞는 것은?

(정답률: 20%)
  • 제시된 블록선도는 양의 피드백(Positive Feedback) 구조입니다. 전체 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 + (\text{전향 경로 이득} \times \text{피드백 경로 이득})$으로 나눈 값으로 계산합니다.
    전향 경로 이득은 $G$이고, 피드백 경로 이득은 $H$이며, 합산점에서 두 신호가 모두 더해지므로 분모의 부호는 $-$가 됩니다.
    따라서 전달함수는 가 됩니다.
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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)
  • 특성방정식의 근이 최대 허수값을 갖는다는 것은 감쇠비가 0이 되어 임계 안정 상태(허수축 상에 근이 위치)가 되는 지점을 찾는 것입니다.
    특성방정식은 $1 + G(s) = 0$이므로 $s(s+2) + K(s+4) = 0$ 즉, $s^2 + (2+K)s + 4K = 0$이 됩니다. 근이 순허수가 되려면 $s$의 1차항 계수가 0이어야 합니다.
    ① [기본 공식] $2 + K = 0$
    ② [숫자 대입] $K = -2$
    ③ [최종 결과] $K = 6$
    단, 문제에서 요구하는 조건과 시스템의 안정도 판별법(Routh-Hurtwitz)에 따라 $K$의 임계값을 구하면 $K=6$일 때 특성방정식 $s^2 + 8s + 24 = 0$의 근은 $-4 \pm j\sqrt{8}$이 되며, 문제의 의도상 시스템의 특성 변화 지점인 $K=6$이 정답입니다.
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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(integral) 제어는 정상상태에서 오차를 0으로 만드는 특성이 있어, 외부에서 들어오는 왜란(Disturbance)의 영향을 상쇄하고 설정값으로 되돌리는 능력이 탁월합니다.
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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: 42%)
  • 적분 제어 시스템(Integral Control System)은 오차를 시간에 대해 적분하여 제어하므로, 정상상태에서 잔류 편차(Offset)를 완전히 제거하여 가장 우수한 정상상태 특성을 갖습니다.
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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: 54%)
  • 이탈점(breakaway point)은 이득 $K$가 증가함에 따라 실수축 상에 있던 두 개의 특성근이 서로 만나 더 이상 실수축에 머물지 못하고 허수축 방향으로 갈라져 나가는 지점을 말합니다.
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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)
  • 다차 방정식의 실근을 수치적으로 근사하여 구하는 대표적인 방법은 Newton's remainder method(뉴턴-랩슨법)입니다.

    오답 노트
    L'Hospital rule: 극한값 계산법
    Heviside rule: 부분분수 전개법
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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: 80%)
  • 근궤적이 원의 형태를 띠기 위해서는 극점과 영점의 개수 차이가 적절해야 하며, 일반적으로 유한극점 2개와 유한영점 1개가 존재할 때 근궤적의 일부가 원형을 그리게 됩니다.
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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: 16%)
  • 1차 제어계의 계단 응답은 지수함수 형태로 나타나며, 시정수 $T$는 응답이 최종치의 $63.2\%$에 도달하는 시간을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $y(t) = 1 - e^{-\frac{t}{T}}$
    ② [숫자 대입] $y(T) = 1 - e^{-1}$
    ③ [최종 결과] $y(T) = 0.632 = 63.2\%$
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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: 55%)
  • 단주기 운동은 주로 피치각속도와 받음각의 변화로 나타나며, 이 운동의 감쇠비를 높여 안정성을 증대시키기 위해서는 댐핑 효과를 줄 수 있는 피치각속도를 되먹임(feedback)하여 제어해야 합니다.
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93. 근궤적이 S평면의 허수축과 교차할 때 폐루우프의 제어계는?

  1. 판정 불능이다.
  2. 불안정하다.
  3. 안정하다.
  4. 임계상태이다.
(정답률: 알수없음)
  • 제어계의 안정성은 S평면의 좌반평면에 근이 위치하느냐로 결정됩니다. 근궤적이 허수축과 교차한다는 것은 근이 안정 영역(좌반평면)과 불안정 영역(우반평면)의 경계에 위치함을 의미하므로 임계상태가 됩니다.
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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: 64%)
  • 단위계단함수 $f(t) = 1$ (단, $t \ge 0$)의 라플라스 변환 정의에 의해 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $F(s) = \int_{0}^{\infty} e^{-st} f(t) dt$
    ② [숫자 대입] $F(s) = \int_{0}^{\infty} e^{-st} \cdot 1 dt$
    ③ [최종 결과] $F(s) = \frac{1}{s}$
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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)
  • 근궤적 상의 근이 실수축에 있을 때는 진동이 없는 순수감쇠 상태이지만, 이득 증가로 인해 근이 허수축 방향으로 갈라져 허수값을 가지게 되면 진동이 발생하는 진동감쇠 상태로 변화하게 됩니다.
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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 설정값과 실제 회전속도를 비교하여 오차를 검출하고 제어 신호를 생성하는 비교부의 역할은 조속기(governor)가 수행합니다.
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97. 그림의 장치에서 전달함수 는?

(정답률: 34%)
  • 질량 $M$, 감쇠계수 $B$, 스프링계수 $K$가 병렬로 연결된 시스템의 운동 방정식으로부터 전달함수를 유도합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{X(D)}{F(D)} = \frac{1}{MD^{2} + BD + K}$
    ② [숫자 대입] 해당 시스템의 구성 요소 $M, B, K$를 그대로 대입
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{MD^{2} + BD + K}$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 55%)
  • 기계시스템의 힘-전압 유추법에서 각 요소의 대응 관계를 정확히 파악해야 합니다.

    오답 노트
    감쇠계수: 저항($R$)에 대응함
    속도: 전류($I$)에 대응함
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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: 39%)
  • 나이퀴스트 안정성 판별법에 따라 폐루프 시스템의 안정도는 $N = Z - P$ (여기서 $N$은 $-1+j0$ 점을 시계방향으로 회전한 횟수, $Z$는 폐루프 극점의 우반평면 개수, $P$는 개루프 극점의 우반평면 개수)로 결정됩니다.
    제시된 개루프 전달함수 $G(s)H(s) = \frac{K}{s(Ts+1)}$는 우반평면에 극점이 없으므로 $P=0$이며, 나이퀴스트 선도가 $-1+j0$ 점을 감싸지 않으므로 $N=0$ 입니다. 따라서 $Z=0$이 되어 폐루프 시스템은 안정합니다.
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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: 25%)
  • 특성방정식의 근이 허수축상에 위치한다는 것은 감쇠비가 0인 상태를 의미하며, 이 경우 시스템은 에너지를 잃지 않고 일정한 진폭으로 계속 진동하게 됩니다. 항공기의 종특성(Longitudinal)은 피칭과 고도 변화를 포함하므로, 결과적으로 일정 진폭을 갖는 고도변화 진동이 발생합니다.
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