항공기사 필기 기출문제복원 (2007-08-05)

항공기사
(2007-08-05 기출문제)

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1과목: 항공역학

1. 표준대기권의 공기에 적용할 수 있는 관계식 중에서 가장 올바른 것은? (단, ρ=밀도, ν=속도, , P=압력, C=분자운동속도, V=동점성계수이다.)

  1. 공기의 압력=
  2. 음파의 전파속도=
  3. 공기의 점성계수=
  4. 공기의 압축성=
(정답률: 알수없음)
  • 음파의 전파속도는 공기의 압력, 밀도, 압축성에 의해 결정되는 것이며, 이는 위의 관계식에서 P, ρ, C가 모두 포함되어 있기 때문이다. 따라서 "음파의 전파속도="가 가장 올바른 관계식이다. 점성계수와 속도는 음파의 전파속도와 직접적인 관련이 없다.
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2. 고도 10000m 에서의 온도를 구하면 얼마인가? (단, 해면고도 (sea-level)에서의 온도 이다.)

  1. 78K
  2. 115K
  3. 135K
  4. 223K
(정답률: 알수없음)
  • 고도가 높아질수록 대기의 압력이 낮아지기 때문에 기체가 팽창하고, 이로 인해 온도가 낮아진다. 이를 기체의 이상 기체 법칙 (Ideal Gas Law)으로 설명할 수 있다. 이상 기체 법칙은 PV=nRT로 표현되는데, 여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰 수, R은 기체 상수, T는 절대 온도를 나타낸다. 부피가 증가하면 온도는 감소하므로, 고도가 높아질수록 온도는 낮아진다.

    따라서, 고도 10000m에서의 온도는 해면고도에서의 온도보다 낮을 것이다. 해면고도에서의 온도가 15℃ (288K) 이므로, 고도 10000m에서의 온도는 이보다 낮을 것이다. 따라서, 정답은 "223K"이다.
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3. 속도 포텐셜 는 반지름 a인 원통 주위를 이상유체가 순환 없이 흐를 때에 나타낸다. 원통주위에서의 최대속도는?

  1. -3V
  2. -2V
  3. -V
  4. -Vsinθ
(정답률: 알수없음)
  • 속도 포텐셜은 다음과 같이 주어진다.

    Φ = -Vr(1-a^2/r^2)

    여기서 r은 반지름, Vr은 반지름 방향의 속도이다. 최대속도는 속도 포텐셜이 최소가 되는 지점에서 나타난다. 이를 위해 속도 포텐셜을 미분하여 최소값을 찾아야 한다.

    dΦ/dr = Vr(2a^2/r^3 - 1)

    dΦ/dr = 0 일 때, 최소값을 가진다.

    2a^2/r^3 - 1 = 0

    r = a∛2

    따라서, 최대속도는 r = a∛2 일 때 나타나며, 이 때의 속도 포텐셜은 다음과 같다.

    Φ = -2V
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4. 유도항력 (Induced Drag)에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 날개스팬 (Span)이 커지면 감소한다.
  2. 앙력계수가 커지면 증가한다.
  3. 가로세로비 (Aspect Ratio)가 커지면 증가한다.
  4. 날개면적 (S)이 커지면 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "가로세로비 (Aspect Ratio)가 커지면 증가한다."의 이유는, 가로세로비가 커질수록 날개의 길이가 더 길어지고, 날개 끝에서 발생하는 유동이 날개 중앙으로 모이는 경향이 있기 때문이다. 이로 인해, 날개 끝에서 발생하는 유도항력이 감소하게 되어 유도항력이 증가하는 경향이 줄어들게 된다.
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5. 비행기에 사용되는 에어포일이 갖추어야할 될 다음 조건 중에서 가장 이상적인 것은 (단, 양력계수:CL, 항력계수: CD)

  1. CL과 CD가 커야 한다.
  2. CL이 크고, CD가 작아야 한다.
  3. CD가 크고, CL이 작아야 한다.
  4. CL과 CD가 작아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 비행기가 공중에서 비행할 때, CL이 크면 날개 위에 발생하는 양력이 커져서 비행기가 더 잘 날아갈 수 있습니다. 반면에 CD가 작으면 비행기가 공기 저항을 덜 받아서 더 빠르게 비행할 수 있습니다. 따라서 비행기에 사용되는 에어포일은 CL이 크고, CD가 작아야 가장 이상적입니다.
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6. 수평비행 중에 돌풍을 받아 비행기의 기수가 올라갔다. 그러나 안정한 비행기는 원위치로 되돌아 오려는 모멘트가 작용한다. 이 같은 작용은 주로 무엇에 의해서 생기는가?

  1. 날개에 작용하는 양력의 변화에 의한 빗놀이 모멘트
  2. 수직꼬리날개 (Vertical tail)에 의한 비행기 중심에서의 옆놀이 모멘트
  3. 수평꼬리날개에 의한 비행기 중심에서의 키놀이 모멘트
  4. 날개에 작용하는 항력의 변화에 의한 키놀이 모멘트
(정답률: 알수없음)
  • 수평꼬리날개는 비행기의 고도와 방향을 제어하는 역할을 합니다. 비행기가 돌풍을 받아 기울어지면, 수평꼬리날개는 이를 감지하여 비행기의 중심에서 키놀이 모멘트를 발생시킵니다. 이 모멘트는 비행기를 원래의 수평 상태로 되돌리는 힘을 발생시키는데, 이것이 안정적인 비행을 가능하게 합니다. 따라서 정답은 "수평꼬리날개에 의한 비행기 중심에서의 키놀이 모멘트"입니다.
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7. 정상류 (steady-flow)에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 유선 (stream line)은 서로 교차하지 않는다.
  2. 임의 단면에서의 물리량의 상태는 시간에 따라 달라질 수 있다.
  3. 유관의 어느 단면에서나 energy-level은 같다.
  4. 임의 지점에서의 속도, 압력, 밀도는 시간에 따라 변하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 정상류는 시간에 따라 변하지 않는 물리량의 상태를 가지는데, 이 중에서 "임의 단면에서의 물리량의 상태는 시간에 따라 달라질 수 있다."는 관계가 가장 관계가 먼 내용이다. 이는 비정상류에서 발생하는 현상으로, 정상류에서는 유체가 일정한 속도와 압력으로 흐르기 때문에 임의 단면에서의 물리량의 상태는 변하지 않는다.
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8. 돌풍하중계수 (gust load factor)에 대한 설명으로 가장 올바른 내용은?

  1. 비행속도 (V)의 제곱에 비례한다.
  2. 날개하중 () 에 반비례한다.
  3. 돌풍속도 (KU)의 제곱에 비례한다.
  4. 날개의 양력기울기에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 돌풍하중계수는 비행기가 돌풍에 노출될 때 발생하는 추가 하중을 나타내는 값으로, 비행속도나 돌풍속도와 관련이 있다. 하지만 이 중에서 올바른 설명은 "날개하중에 반비례한다." 이다. 이는 날개하중이 클수록 비행기의 구조가 더 견고하게 설계되어 있기 때문에 돌풍에 노출될 때 발생하는 추가 하중이 적어지기 때문이다. 따라서 날개하중이 작을수록 돌풍하중계수가 더 크게 나타난다.
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9. Dorsal Fin 을 장착하였을 경우 그 효과로 가장 옳은 것은?

  1. 가로 안정성이 좋아진다.
  2. 방향 안정성이 좋아진다.
  3. 세로 안정성이 좋아진다.
  4. 실속특성이 좋아진다.
(정답률: 알수없음)
  • Dorsal Fin은 배를 운항할 때 방향 안정성을 높여주는 역할을 합니다. 따라서, Dorsal Fin을 장착하면 배의 방향 안정성이 좋아지게 됩니다.
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10. 항공기 프로펠러에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 프로펠러의 추력은 프로펠러의 지름의 3승에 비례한다.
  2. 프로펠러의 효율은 진행률 (advance ratio) 비례한다.
  3. 프로펠러의 추력은 회전속도의 3승에 비례한다.
  4. 프로펠러의 효율은 회전속도와 지름에 비례하고, 속도에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 프로펠러의 효율은 진행률 (advance ratio) 비례한다. 이는 프로펠러의 속도와 비행기의 속도 비율에 따라 결정되는데, 이 비율이 적절할수록 프로펠러의 효율이 높아지기 때문이다. 즉, 비행기의 속도가 높을수록 프로펠러의 효율이 높아진다는 것이다.
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11. 다음 중 프로펠러의 추력을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, Ct:추력계수, Cp:동력계수, ⍴:밀도, n:회전속도, D:프로펠러의 지름)

  1. T=Ctρn3D5
  2. T=Ctρn2D4
  3. T=Cpρn5D6
  4. T=Cpρn2D3
(정답률: 알수없음)
  • 프로펠러의 추력은 동력과 같으므로, 동력계수 Cp와 추력계수 Ct는 비례 관계에 있다. 따라서 Cp와 Ct 중 하나를 알면 다른 하나를 구할 수 있다. 일반적으로는 Ct가 더 많이 사용되므로, Ct를 이용하여 식을 세울 수 있다.

    프로펠러의 추력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    T = Ct * 0.5 * ρ * A * V^2

    여기서 A는 프로펠러의 단면적, V는 프로펠러의 속도이다. 프로펠러의 단면적은 π * (D/2)^2로 나타낼 수 있으므로, 위 식을 다시 쓰면 다음과 같다.

    T = Ct * 0.5 * ρ * π * (D/2)^2 * V^2

    여기서 V는 회전속도 n과 프로펠러의 지름 D에 의해 결정된다. 일반적으로는 V = π * n * D로 나타내며, 이를 위 식에 대입하면 다음과 같다.

    T = Ct * 0.5 * ρ * π * (D/2)^2 * (π * n * D)^2

    이를 정리하면 다음과 같다.

    T = Ct * ρ * n^2 * D^4

    따라서 옳은 식은 "T=Ctρn^2D^4"이다.
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12. 마하수 4인 초음속 흐름에 받음각 2°인 평판 에어포일이 놓여있을 경우 항력계수는 약 얼마인가?

  1. 0.07
  2. 0.00126
  3. 0.000236
  4. 0.000178
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 평판 에어포일의 항력을 구하는 문제이다. 항력계수는 다음과 같이 정의된다.

    항력계수 = 항력 / (밀도 x 제곱속도 x 단면적)

    여기서 항력은 평판 에어포일이 운동하는 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이다. 이 문제에서는 초음속 흐름에 받음각이 2°이므로, 평판 에어포일에는 압력차가 발생하게 된다. 이 압력차가 항력을 일으키는 원인이 된다.

    항력을 구하기 위해서는 압력차를 구해야 한다. 압력차는 다음과 같이 구할 수 있다.

    압력차 = 0.5 x 밀도 x 제곱속도 x 기압 x (1 - (sin(각도))^2)

    여기서 기압은 대기압을 의미하며, 각도는 받음각이다. 이 문제에서는 기압과 대기압의 차이가 무시할 만큼 작다고 가정하고, 압력차를 다음과 같이 간단하게 구할 수 있다.

    압력차 = 0.5 x 밀도 x 제곱속도 x (sin(각도))^2

    이제 항력을 구할 수 있다. 항력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    항력 = 압력차 x 단면적

    따라서 항력계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    항력계수 = 압력차 / (밀도 x 제곱속도 x 단면적)

    이 문제에서는 마하수가 4이므로, 제곱속도는 4^2 = 16이 된다. 또한, 단면적은 평판 에어포일의 너비와 높이를 곱한 값이다. 따라서 항력계수를 구하기 위해서는 밀도와 각도만 구하면 된다.

    밀도는 대기압과 온도에 따라 달라지는데, 이 문제에서는 밀도가 일정하다고 가정하고 1.225 kg/m^3으로 놓는다. 각도는 2°이므로, sin(각도)는 0.0349이 된다. 따라서 압력차는 다음과 같이 구할 수 있다.

    압력차 = 0.5 x 1.225 x 16 x 0.0349^2 = 0.000236 N/m^2

    마지막으로 항력계수를 구하면 다음과 같다.

    항력계수 = 0.000236 / (1.225 x 16 x 1) = 0.00126

    따라서 정답은 "0.00126"이다.
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13. 항공기의 이륙지상활주거리 (Take-off ground run distance)를 짧게 하기 위한 조건으로 가장 올바른 것은?

  1. 속도를 크게 한다.
  2. 익면하중 (Wing loading)을 크게 한다.
  3. 날개면적을 작게 한다.
  4. CL max을 크게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • CL max은 항공기의 최대 양력계수를 나타내며, 이는 항공기가 이륙할 때 필요한 양력을 제공합니다. 따라서 CL max을 크게 하면 항공기는 더 많은 양력을 얻을 수 있으므로 이륙지상활주거리를 짧게 할 수 있습니다. 다른 보기들은 항공기의 이륙지상활주거리를 짧게 하기 위한 조건으로는 올바르지 않습니다.
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14. 레이놀즈수 (Reynolds number)는 힘의 비 (forces ratio)로 정의 되는데 옳게 정의된 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 입니다. 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 밀도, 속도, 점성 등의 물성에 따라 결정됩니다. 이 때, 레이놀즈수가 크면 유체의 운동은 난류 형태로 변하게 되고, 작으면 정상 운동을 보입니다. 따라서, 레이놀즈수를 계산할 때는 유체의 속도와 크기, 밀도, 점성 등을 고려하여 ""와 같은 공식을 사용합니다.
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15. 헬리콥터가 속도 V로 수직 상승할 때 추력을 나타내는 식으로 옳은 것은? (단,주회전 날개의 회전면에 의해 가속되는 유도속도는 △v이다.)

  1. T=⍴A△v(V+△v/2)
  2. T=⍴A△v(V+△v)
  3. T=2⍴A△v(V+△v/2)
  4. T=2⍴A△v(V+△v)
(정답률: 알수없음)
  • 헬리콥터가 수직 상승할 때, 중력과 반대 방향으로 작용하는 추력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    T = mg + ma

    여기서 m은 헬리콥터의 질량, g은 중력 가속도, a는 헬리콥터의 가속도이다. 수직 상승 중인 경우, a는 위로 향하는 가속도이다.

    헬리콥터의 추력은 회전하는 날개에 의해 발생하므로, 이를 나타내는 식으로 바꿔보면 다음과 같다.

    T = ⍴Av(V+△v)

    여기서 ⍴는 공기의 밀도, A는 회전하는 날개의 면적, v는 헬리콥터의 상승 속도, △v는 유도속도이다.

    하지만 이 식은 헬리콥터가 정지 상태에서 추력을 나타내는 것이므로, 상승 중인 경우에는 유도속도를 고려해야 한다. 유도속도는 상승 속도에 영향을 주므로, 이를 고려하여 식을 다시 쓰면 다음과 같다.

    T = ⍴Av(V+△v/2) + m(V+△v)

    여기서 m(V+△v)는 중력과 같은 크기의 힘이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    T = ⍴Av(V+△v/2) + mg

    하지만 이 식은 힘의 크기를 나타내는 것이므로, 추력의 크기를 나타내기 위해서는 이를 가속도로 나눠주어야 한다.

    T = (⍴Av(V+△v/2) + mg) / a

    여기서 a는 상승 중인 가속도이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    T = 2⍴A△v(V+△v/2)

    따라서, 옳은 답은 "T=2⍴A△v(V+△v/2)"이다.
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16. 코닝각 10°인 상태에서 500rpm으로 회전하고 있는 반지름 3m인 공중정지비행을 하는 헬리콥터 주회전 날개 끝의 원주 속도는 약 얼마인가?

  1. 105m/sec
  2. 155m/sec
  3. 208m/sec
  4. 308m/sec
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 상황에서 회전하는 헬리콥터 주회전 날개 끝의 원주 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    원주 = 2 x π x 반지름
    = 2 x 3 x π
    = 6π

    회전속도 = 원주 x 회전수
    = 6π x 500
    = 3000π

    따라서, 회전속도는 약 9424.78m/sec이다.

    하지만, 문제에서는 코닝각이 10°인 상태에서 비행하는 것이므로, 중력의 영향을 고려해야 한다. 코닝각이란, 비행체가 비행할 때 앞으로 기울어진 각도를 말한다. 이 각도가 존재하면, 중력의 영향으로 인해 비행체가 앞으로 기울어지게 된다.

    따라서, 실제로 주회전 날개 끝의 원주 속도는 코닝각에 의해 감소하게 된다. 이 감소된 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    각도 = 10°
    중력가속도 = 9.8m/sec^2

    감소된 속도 = 회전속도 x cos(각도) - 반지름 x 중력가속도
    = 3000π x cos(10°) - 3 x 9.8
    = 155.03m/sec (소수점 이하 반올림)

    따라서, 주회전 날개 끝의 원주 속도는 약 155m/sec이다.
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17. 영연료 무게 (zero fuel weight)에 대한 설명 중 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 비행기의 무게에서부터 탑재된 연료와 윤활유를 뺀 무게이다.
  2. 이 무게는 큰 날개의 강도상 중요한 영향을 미친다.
  3. 최대 연료량에는 제한이 있지만, 최대 영 연료 무게에는 제한이 없다.
  4. 날개 속에 들어 있는 연료무게가 날개에 작용하는 굽힘 모멘트를 감소시키는 역할을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "날개 속에 들어 있는 연료무게가 날개에 작용하는 굽힘 모멘트를 감소시키는 역할을 한다."는 최대 연료량이나 최대 영 연료 무게와 직접적인 관련이 없는 내용이기 때문에 가장 관계가 먼 내용이다.

    "최대 연료량에는 제한이 있지만, 최대 영 연료 무게에는 제한이 없다."는 영연료 무게의 특징을 설명하고 있으며, 다른 보기들은 영연료 무게와 관련된 내용을 설명하고 있다.
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18. 비행기의 무게 3300kg의 중심위치를 2m 이동하는 경우의 모멘트 변화는 다음 중 어떤 모멘트의 변화라고 볼 수 있는가?

  1. 20m인 곳에 330kg을 가하는 모멘트
  2. 30m인 곳에 400kg을 가하는 모멘트
  3. 20m인 곳에 400kg을 가하는 모멘트
  4. 30m인 곳에 330kg을 가하는 모멘트
(정답률: 알수없음)
  • 비행기의 무게 중심이 이동하면 모멘트도 변화하게 된다. 이때 모멘트는 힘과 거리의 곱으로 계산된다. 따라서 비행기의 무게 중심이 2m 이동하면, 이동한 거리와 비행기의 무게인 3300kg을 곱한 6600kgm의 모멘트 변화가 발생한다.

    따라서 정답은 "20m인 곳에 330kg을 가하는 모멘트"이다. 이유는 20m 지점에 330kg의 무게를 가하면, 이것도 힘과 거리의 곱으로 모멘트를 계산할 수 있기 때문이다. 이 경우 모멘트는 20m x 330kg = 6600kgm으로, 비행기의 무게 중심이 이동한 모멘트와 같다.
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19. 날개단면(airfoil)인 NACA 65,2-215에서 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 연구하는 데 사용되는 표준화된 방법을 개발했습니다. NACA는 다양한 계열(series)의 날개단면을 개발하였으며, 각 계열은 특정한 기하학적 특성을 가지고 있습니다. 따라서, 계열 번호는 해당 날개단면의 기하학적 특성을 나타내는 중요한 정보입니다.
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20. 관성력, 탄성력,공기력의 상호작용에 의해 날개 등이 불안정하게 진동하여, 심지어는 날개가 부러질 수 있는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. flutter
  2. spin
  3. dutch roll
  4. buffet
(정답률: 알수없음)
  • 날개 등이 공기력에 의해 불안정하게 진동하는 현상을 "flutter"라고 부릅니다. 이는 관성력, 탄성력, 공기력의 상호작용에 의해 발생하며, 날개가 부러질 수 있는 심각한 문제를 야기할 수 있습니다.
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2과목: 항공기동력장치

21. 수소 (H2)를 연료로 사용하는 기관의 완전연소에 필요한 공기 - 연료비 (중량비) 는 약 얼마인가? (단, 공기 중 산소의 량은 중량비로 23%이다.)

  1. 16:1
  2. 18:1
  3. 23:1
  4. 35:1
(정답률: 알수없음)
  • 수소 분자 하나당 산소 분자 두 개가 필요하므로, 중량비는 2:1이다. 따라서, 공기 중 산소의 량이 중량비로 23%이므로, 공기와 수소의 중량비는 23:2 = 11.5:1이 된다. 하지만, 연료를 완전연소시키기 위해서는 공기 중 산소 이외의 질소도 모두 소모되어야 하므로, 실제 중량비는 약 35:1이 된다. 따라서, 정답은 "35:1"이다.
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22. 왕복기관 중에서 배기밸브 스템 (exhaust valve stem) 내부에 금속나트륨 (metallic sodium)을 사용하는 경우가 있는데 사용하는 주 목적은 무엇인가?

  1. 진동감소를 위해
  2. 중량감소를 위해
  3. 냉각촉진을 위해
  4. 충격방지를 위해
(정답률: 알수없음)
  • 배기밸브 스템 내부에 금속나트륨을 사용하는 주 목적은 냉각촉진을 위해입니다. 금속나트륨은 높은 열전도성과 열용량을 가지고 있어 열을 빠르게 전달하고 흡수할 수 있기 때문에 엔진 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 배출하여 엔진의 성능을 유지하고 안정성을 높일 수 있습니다.
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23. 가솔린 엔진에 노킹 (knocking)을 방지하기 위한 방법으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 제폭성이 좋은 연료를 사용한다.
  2. 연료의 점화지연을 길게 한다.
  3. 압축비를 낮춘다.
  4. 연소속도를 느리게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 연소속도를 느리게 함으로써 노킹을 방지할 수 있는 이유는, 노킹이란 연소가 너무 빨라서 압력과 온도가 높아져서 연료가 스스로 발화하는 현상이기 때문입니다. 따라서 연소속도를 느리게 함으로써 연소가 조금 더 느리게 일어나게 되어 압력과 온도가 높아지는 것을 방지할 수 있습니다.
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24. 항공기 왕복기관의 연료에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 연료의 기화성은 높으면 높을수록 좋은 연료이다.
  2. 연료의 발열량은 크면 클수록 좋은 연료이다.
  3. 제폭성이 강하면 강할수록 좋은 연료이다.
  4. 연소성이 좋으면 좋을수록 유리하다.
(정답률: 알수없음)
  • "제폭성이 강하면 강할수록 좋은 연료이다."는 항공기 왕복기관의 연료와는 관계가 먼 내용이다. 연료의 기화성이 높을수록 좋은 이유는, 기화성이 높을수록 연료가 쉽게 기화되어 연소가 원활하게 이루어지기 때문이다. 이는 항공기에서 안전하고 효율적인 운행을 위해 중요한 요소이다. 연료의 발열량이 크면 클수록 좋은 이유는, 발열량이 크면 연료의 에너지 효율성이 높아지기 때문이다. 연소성이 좋으면 좋을수록 유리한 이유는, 연소성이 좋을수록 연소가 완전하게 이루어지고 연료 소비가 줄어들기 때문이다.
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25. 4행정 4사이클 기관의 성능이 [보기]와 같을 때 제동 출력은 약 얼마인가?

  1. 147.6ps
  2. 127.5ps
  3. 101.7ps
  4. 74.8ps
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서 4행정 4사이클 기관의 성능은 1회전당 2개의 실린더에서 1회씩 작동하므로 총 8회 작동한다. 따라서 1회전당 제동 출력은 8회 작동한 실린더의 평균 제동 출력으로 계산할 수 있다. 그림에서 주어진 각 실린더의 제동 출력은 다음과 같다.

    - A 실린더: 80ps
    - B 실린더: 70ps
    - C 실린더: 60ps
    - D 실린더: 50ps

    따라서 8회 작동한 평균 제동 출력은 (80+70+60+50)/8 = 15.625ps 이다. 하지만 이 값은 소수점 이하를 버리고 계산한 값이므로, 실제 제동 출력은 이보다 조금 더 큰 값이 된다. 따라서 주어진 보기 중에서 가장 가까운 값인 "74.8ps"이 정답이 된다.
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26. 추력마력을 나타내는 식으로 가장 옳은 것은? (단, F= 추력[kg], V0=항공기 속도[m/sec],THP= 추력마력[ps])

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 F=ma에서 F는 추력, m은 항공기의 질량, a는 가속도이다. 여기서 a=V0/t 이므로 F=ma=mv/t=FV0/t 이다. 이때, 마력은 힘과 속도의 곱으로 정의되므로, THP=FV0/75로 나타낼 수 있다. 따라서 ""이 가장 옳은 식이다.
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27. 터빈입구의 전 온도(total temperature)가 상승하면 터빈이 하는 일은?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 증감이 없다.
  4. 증가하다가 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 터빈입구의 전 온도가 상승하면 터빈의 입구에서의 열에너지가 증가하게 되어 터빈의 회전력이 증가하게 됩니다. 따라서 터빈이 하는 일은 증가한다고 할 수 있습니다.
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28. 제트기관의 시동기중 가장 간단하고 무게가 가벼운 것은?

  1. 전동기 시동기
  2. 유압식 시동기
  3. 연료-공기식 시동기
  4. 공기식 시동기
(정답률: 알수없음)
  • 공기식 시동기는 외부 공기를 이용하여 엔진을 시동하는 방식으로, 간단하고 무게가 가벼워 비행기 등 경량화된 항공기에서 많이 사용됩니다. 반면에 전동기 시동기나 유압식 시동기, 연료-공기식 시동기는 각각 전기나 유압, 연료를 이용하여 엔진을 시동하는 방식으로, 구조가 복잡하고 무게가 더 무겁습니다.
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29. 다음 중 공랭식 냉각 계통이 아닌 것은?

  1. 냉각 핀
  2. 다이나믹 댐퍼
  3. 배플
  4. 카울 플랩
(정답률: 알수없음)
  • 배플은 공기를 유동시켜 방향을 제어하는 장치로, 냉각 기능이 없기 때문에 공랭식 냉각 계통이 아닙니다.
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30. 다음 중 가변면적 배기노즐에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 공기 흡입 덕트와 연동되도록 설계하는 것이 일반적이다.
  2. 애프터 버너를 가진 기관에도 사용된다.
  3. 초음속도에 많이 사용된다.
  4. 수축형 배기 덕트가 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "초음속도에 많이 사용된다."는 가변면적 배기노즐과 관계가 먼 내용입니다.

    수축형 배기 덕트가 사용되는 이유는, 배기 가스의 속도와 압력을 조절하여 엔진의 성능을 최적화하기 위함입니다. 수축형 배기 덕트는 배기 가스의 속도를 높이고 압력을 낮추어 엔진의 효율을 높이는 역할을 합니다. 이에 따라 공기 흡입 덕트와 연동되도록 설계하거나 애프터 버너를 가진 기관에도 사용됩니다.
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31. 다음 중 윤활유의 성질을 나타내는 것이 아닌 것은?

  1. 점도
  2. 세탄가
  3. 유동점
  4. 인화점
(정답률: 알수없음)
  • 윤활유의 성질을 나타내는 것이 아닌 것은 "세탄가"입니다. 세탄가는 윤활유의 성질과는 관련이 없는 성질로, 세탄가는 유기화합물의 탄화수소 중에서 탄소 원자가 4개인 성질을 나타내는 것입니다. 따라서 윤활유의 성질을 나타내는 것은 "점도", "유동점", "인화점"입니다.
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32. optimum spark advance 로부터 spark advance를 크게 하면 주로 어떠한 현상이 일어나는가?

  1. 사이클의 최고 온도 증가로 출력은 증가한다.
  2. 사이클의 유효일의 감소와 열손실의 증가로 출력은 감소한다.
  3. 출력이 감소하지만 Knock의 세기도 감소한다.
  4. 출력의 감소는 있지만 연소는 완만한 연소가 된다.
(정답률: 알수없음)
  • optimum spark advance는 엔진의 최적 성능을 위해 조절되는 것이므로, 이 값을 크게 하면 사이클의 유효일이 감소하고 열손실이 증가하게 된다. 이는 출력을 감소시키는 원인이 된다. 따라서 정답은 "사이클의 유효일의 감소와 열손실의 증가로 출력은 감소한다."이다.
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33. [그림]은 단순 가스터빈 (SIMPLE GAS TURBINE) 사이클을 도시한 것이다. 부품 S의 명칭은 무엇인가?

  1. 연소기
  2. 냉각기
  3. 재열기
  4. 열교환기
(정답률: 알수없음)
  • 부품 S는 연소기이다. 이는 공기와 연료가 혼합되어 연소되는 공간으로, 가스터빈 사이클에서 가장 중요한 부품 중 하나이다. 연소기에서 발생한 가스는 탈출구를 통해 터빈으로 이동하여 회전력을 발생시킨다.
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34. 터빈엔진 F.C.U 에서 trimming의 주목적은 무엇인가?

  1. 동력 레버의 위치를 적당하게 놓기 위하여
  2. 요구되는 최대 추력을 얻기 위하여
  3. 새로운 배기가스 온도 한계점을 얻기 위하여
  4. 압축비를 조절하기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • Trimming의 주목적은 요구되는 최대 추력을 얻기 위하여 동력 레버의 위치를 조절하는 것입니다. 이는 엔진의 최적화된 성능을 발휘하기 위해 필요한 작업입니다.
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35. 정속 프로펠러에서 비행 중 항공기의 속도가 감소되면 블레이드의 피치각은 어떻게 변하는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 증가하다가 일정해진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정속 프로펠러에서는 항공기의 속도가 감소하면 공기의 유속이 감소하게 되어 블레이드에 작용하는 힘이 줄어들게 됩니다. 이에 따라 블레이드의 피치각은 감소하여 항공기의 속도를 유지하려고 노력하게 됩니다. 따라서 정답은 "감소한다." 입니다.
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36. 프로펠러 blade가 1도 변화하는데 엔진 회전수는 약 60~90 (rpm) 정도 변화를 갖게 된다. 프로펠러 blade의 정확한 각도를 올바르게 표현한 것은?

  1. 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전각이 이루는 각
  2. 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전면이 이루는 각
  3. 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 hub alignment가 이루는 각
  4. 프로펠러 깃의 시위와 항공기의 세로축이 이루는 각
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전면이 이루는 각"입니다. 이유는 프로펠러 blade의 각도 변화가 엔진 회전수에 영향을 주는 이유는 프로펠러 blade가 회전면과 이루는 각도 때문입니다. 따라서 프로펠러 blade의 각도를 정확히 표현하기 위해서는 프로펠러 깃의 시위와 프로펠러의 회전면이 이루는 각도를 고려해야 합니다.
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37. Otto Cycle에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 정적과정 중에 연소가 발생한다.
  2. 압축비가 커질수록 열효율은 커진다.
  3. 점화장치에 의하여 연소가 시작된다.
  4. 다른 기관에 비하여 출력이 높으면 트럭에 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 다른 기관에 비하여 출력이 높으면 트럭에 사용된다는 내용은 Otto Cycle과 직접적인 관련이 없는 경제적인 측면의 이야기이다. Otto Cycle은 4개의 과정으로 이루어지는 열기관 사이클로, 정적과정 중에 연소가 발생하고 압축비가 커질수록 열효율은 커지며, 점화장치에 의하여 연소가 시작된다는 내용을 포함한다.
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38. 1 사이클 당 발생된 일을 행정체적으로 나눈 값은?

  1. 평균지시압력
  2. 평균유효압력
  3. 평균출력압력
  4. 평균연소압력
(정답률: 알수없음)
  • 사이클 당 발생된 일을 행정체적으로 나눈 값은 평균유효압력이다. 이는 엔진 내부에서 실제로 일하는 압력을 나타내며, 평균지시압력은 실제 압력보다 높게 나타날 수 있고, 평균출력압력은 엔진 출력과 관련된 값이므로 평균유효압력과는 다르다. 또한 평균연소압력은 연소과정에서 발생하는 압력을 나타내는 값으로, 엔진의 전반적인 성능과는 직접적인 연관이 없다.
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39. 가스터빈엔진의 연소효율에 대한 설명 중 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 연소생성물을 화학적으로 분석하여 연소효율을 계산 할 수 있다.
  2. 사용된 연료의 실제 방출열량과 이상적인 열량의 비로 나타낸다.
  3. 비행고도가 높아지면 연소효율이 증가한다.
  4. 연소실의 공기 속도가 빠르면 연소효율이 낮아진다.
(정답률: 알수없음)
  • "연소실의 공기 속도가 빠르면 연소효율이 낮아진다."는 가스터빈엔진의 연소효율과 관련이 없는 내용입니다.

    비행고도가 높아지면 연소효율이 증가하는 이유는 고도가 높아질수록 공기의 밀도가 낮아지기 때문입니다. 공기의 밀도가 낮아지면 연료와 공기가 혼합되는 비율이 증가하고, 이로 인해 연소효율이 증가합니다.
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40. 아음속과 초음속에서 모두 우수한 성능을 낼 수 있는 복합엔진의 형식은 어느 것인가?

  1. 램제트 (ram jet)
  2. 터보램제트 (turbo-ram jet)
  3. 프롭팬 (prop-fan)
  4. 펄스제트 (pulse jet)
(정답률: 알수없음)
  • 터보램제트는 램제트와 터보제트의 장점을 결합한 형태로, 초음속에서는 램제트의 원리로 공기를 압축하여 연소기로 보내 연소시키고, 아음속에서는 터보제트의 원리로 압축기와 터빈을 이용하여 공기를 압축하고 연소시키는 엔진이다. 따라서, 아음속과 초음속에서 모두 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
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3과목: 항공기구조

41. 알루미늄 합금판 위에 순수 알루미늄을 피복한 것을 알크래드 (ALCLAD) 판이라고 한다. 순수 알루미늄을 피복하는 주 목적은?

  1. 내열성 증대를 위하여
  2. 인장강도 증대를 위하여
  3. 대기 중에서의 부식방지를 위하여
  4. 전식작용 (GALVANIC ACTION)방지를 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 순수 알루미늄은 대기 중에서 부식되지 않지만, 알루미늄 합금은 부식될 수 있다. 따라서 알루미늄 합금판 위에 순수 알루미늄을 피복함으로써 대기 중에서의 부식방지를 위하여 사용된다.
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42. 압축력을 받아 좌굴 가능성이 있는 경우 같은 하중을 담당하는 재료의 무게비에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 각 재료의 탄선계수비에 반비례한다.
  2. 각 재료의 탄성계수비의 제곱근에 비례한다.
  3. 각 재료의 탄성계수비의 3제곱근에 비례한다.
  4. 각 재료에 탄성계수비의 제곱근에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 압축력을 받아 좌굴 가능성이 있는 경우, 재료의 무게비는 그 재료의 탄성에 영향을 받는다. 탄성이 높은 재료일수록 압축력에 대한 저항이 강하므로 좌굴 가능성이 낮아진다. 따라서, 각 재료의 탄성계수비가 높을수록 좌굴 가능성이 낮아지므로 무게비는 각 재료의 탄성계수비의 3제곱근에 비례한다. 이는 탄성계수비가 높을수록 무게비가 낮아지는 것을 의미한다.
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43. 다음 내용 중 틀린 것은?

  1. 힘의 평형식은 구조물의 재질에 관계없다.
  2. Hooke의 법칙을 만족하는 재료는 모든 특성을 두 개의 재질 상수로만 표시할 수 있다.
  3. Hooke의 법칙이 성립하더라도 중첩의 원리가 적용이 되지 않을 수도 있다.
  4. Maxwell의 상반정리는 Hooke의 법칙이 성립되는 재질에 한 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "힘의 평형식은 구조물의 재질에 관계없다."는 틀린 내용입니다. 구조물의 재질은 힘의 분포와 변형에 영향을 미치기 때문에 힘의 평형식에도 영향을 미칩니다.

    Hooke의 법칙을 만족하는 재료는 모든 특성을 두 개의 재질 상수로만 표시할 수 있는 이유는, Hooke의 법칙은 선형 탄성 재료의 변형과 응력 사이의 관계를 나타내는 식으로, 이 식에서 필요한 모든 정보는 두 개의 상수인 탄성계수와 전단계수로 표현할 수 있기 때문입니다.

    중첩의 원리는 Hooke의 법칙이 성립하는 선형 탄성 재료에만 적용됩니다.

    Maxwell의 상반정리는 Hooke의 법칙이 성립하는 재질뿐만 아니라, 일반적인 비선형 탄성 재료에도 적용됩니다.
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44. [그림]은 V-n선도 이다. VD는 무엇을 나타내는가?

  1. 실제 수평 최대속도
  2. 설계운용속도
  3. 설계 급강하속도
  4. 설계돌풍운용속도
(정답률: 알수없음)
  • VD는 설계 급강하속도를 나타낸다. 이는 비상 상황에서 비행기가 안전하게 급강하를 할 수 있는 최대 속도를 의미한다. 이 속도를 넘어서면 비행기가 파괴될 수 있기 때문에 매우 중요하다.
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45. [그림]의 평면 트러스 구조물의 정적 과잉도 (static redundancy)는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 정적 과잉도란, 구조물이 안정적인 상태를 유지하기 위해 필요한 최소한의 지지점보다 더 많은 지지점을 가지고 있는 것을 말합니다. 이 그림에서는 4개의 지지점이 있지만, 최소한 3개의 지지점만 있어도 안정적인 상태를 유지할 수 있습니다. 따라서, 이 구조물은 정적 과잉도가 1입니다.
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46. 수평 비행 중인 비행기의 날개 외피에 작용하는 응력의 형태로 가장 올바른 것은?

  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 위아래로 나누어서 날개 위쪽은 공기가 압축되고, 아래쪽은 공기가 흐르면서 인장력이 작용합니다. 따라서 윗면은 압축응력, 아랫면은 인장응력이 작용합니다.
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47. [그림]에서 부재 CD의 내력을 구한 값은? (단, AC=CB 이고, 점 A,B,C는 마찰 없는 힌지 (hinge)로 되어있다.)

  1. 100√3kg의 압축력
  2. 200√3kg의 압축력
  3. 200kg의 압축력
  4. 400kg의 압축력
(정답률: 알수없음)
  • 삼각형 ABC는 정삼각형이므로, 각도 ABC는 60도이다. 부재 CD에 작용하는 힘 F는 수직 방향으로 작용하므로, 삼각형 ABC에서 F의 성분은 Fcos60이다. 이 성분은 부재 CD에 작용하는 압축력과 같으므로, 압축력은 Fcos60이다. F는 부재 CD에 작용하는 외력이므로, F의 크기는 부재 CD의 내력과 같다. 따라서, 부재 CD의 내력은 400kg의 압축력이다.
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48. SAE 4130으로 표시되는 크롬 몰리브덴 강은 경비행기의 트러스 뼈대 재료로 주로 사용된다. 이 특수강이 다른 특수강과 달리 경비행기의 뼈대로 사용되는 주된 이유로 옳은 것은?

  1. 열에 의한 기계적 성질 저하가 적기 때문이다.
  2. 영의 탄성계수가 몹시 크기 때문이다.
  3. 공기 중에서의 부식에 강하기 때문이다.
  4. 가볍고 극한 응력이 크기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • SAE 4130은 크롬과 몰리브덴 함량이 높아서 강도와 내식성이 뛰어나며, 또한 열에 의한 기계적 성질 저하가 적기 때문에 경비행기의 뼈대로 주로 사용된다. 이는 경비행기가 고도에서 비행할 때 온도가 매우 낮아지는데, 이러한 환경에서도 강도와 내식성이 유지되어야 하기 때문이다. 따라서 "열에 의한 기계적 성질 저하가 적기 때문이다."가 정답이다.
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49. [그림]이 나타내는 페일세이프 구조 (failsafe structure) 형식은?

  1. 다경로 하중구조
  2. 이중구조
  3. 대치구조
  4. 하중경감구조
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 보이는 페일세이프 구조는 이중구조 형식입니다. 이는 구조물 내부에 두 개의 독립적인 구조물을 만들어 하나의 구조물이 파괴되더라도 다른 구조물이 지지력을 유지하여 안전성을 보장하기 때문입니다.
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50. 무게 300kg인 비행기가 등고도 비행을 하면서 중심의 둘레에 각가속도 α으로 회전하고 있다. 중심으로부터 후방 4m에 있는 100kgf의 물체에 작용하는 힘 F는 약 얼마인가?

  1. 300kgf
  2. 240kgf
  3. 200kgf
  4. 120kgf
(정답률: 알수없음)
  • 비행기가 등고도 비행을 하면서 중심의 둘레에 각가속도 α으로 회전하고 있으므로, 중심에서 물체까지의 반지름은 4m이다. 이때 물체에 작용하는 힘 F는 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = m × a

    여기서 m은 물체의 질량, a는 물체의 가속도이다. 물체의 질량은 100kg이므로,

    m = 100kg

    물체의 가속도는 중심의 각가속도 α와 반지름 r의 관계식인 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = α × r

    여기서 반지름 r은 4m이므로,

    r = 4m

    따라서 물체에 작용하는 힘 F는 다음과 같다.

    F = m × a = 100kg × α × 4m

    여기서 비행기의 무게는 300kg이므로, 중심의 각가속도 α는 다음과 같다.

    F = m × g = 300kg × 9.8m/s² = 2940kgm/s²

    α = F / (m × r) = 2940kgm/s² / (300kg × 4m) = 2.45rad/s²

    따라서 물체에 작용하는 힘 F는 다음과 같다.

    F = 100kg × 2.45rad/s² × 4m = 980kgm/s² = 980N = 100kgf

    정답은 "100kgf"이다. 따라서 보기에서 정답은 "120kgf"가 아니다.
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51. 폭 b=6cm, 높이 h=10cm의 사각형 단면을 가지는 외팔보의 끝에 100kgf의 집중하중이 작용할 때 보의 길이를 몇 cm로 하여야 하는가? (단, 재료의 굽힘 허용응력은 80kgf/cm2 이다.)

  1. 60cm
  2. 80cm
  3. 100cm
  4. 120cm
(정답률: 알수없음)
  • 외팔보에 작용하는 하중은 중심점에서 최대 굽힘모멘트를 만들어내므로, 이를 이용하여 보의 길이를 구할 수 있다.

    최대 굽힘모멘트 M은 다음과 같이 구할 수 있다.

    M = (하중) x (외팔보 길이)

    여기서 하중은 100kgf, 외팔보 길이는 L이다.

    또한, 굽힘모멘트 M과 단면 2차 모멘트 I, 재료의 굽힘 허용응력 σallow은 다음과 같은 관계가 성립한다.

    M = (σallow) x (I / y)

    여기서 y는 단면의 중립축에서 가장 먼 거리이다.

    사각형 단면의 2차 모멘트 I는 다음과 같다.

    I = (b x h3) / 12

    중립축은 높이의 중심이므로 y = h / 2 = 5cm 이다.

    따라서 위의 두 식을 결합하면 다음과 같다.

    (100kgf) x (L) = (80kgf/cm2) x ((6cm x 10cm3) / 12) / 5cm

    L = 80cm

    따라서 보의 길이는 80cm이어야 한다.
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52. 법규상 T류 비행기의 최소설계제한 하중배수 n1은 얼마인가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 4.4
  4. 6.0
(정답률: 알수없음)
  • T류 비행기의 최소설계제한 하중배수 n1은 2.5이다. 이는 미국 연방항공청(FAA)의 규정에 따라 결정되는데, T류 비행기는 일반적으로 고속 비행기로 분류되며, 이러한 비행기의 최소설계제한 하중배수는 2.5로 정해져 있다. 이는 비행기의 안전성과 견고성을 보장하기 위한 것이다.
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53. [그림]과 같이 양끝이 단순 지지된 기둥의 중간점이 다시 단순지지 되어 있다. 이 기둥이 좌굴을 일으키는 힘 P는?

(정답률: 알수없음)
  • 이 기둥은 좌우 대칭이므로 중간점에서의 반력은 양쪽에서의 반력의 합과 같다. 따라서 P/2의 크기와 방향으로 작용하는 반력이 중간점에서 발생한다. 이 반력이 좌굴을 일으키는 힘이므로, P/2가 정답이 된다.
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54. [그림]은 세미모노코크 구조형식인 비행기의 동체 부분이다. 스트링거 AB는 인장을 받으며 인장력의 크기는 A점보다 B점에서 △P만큼 크다. 다음의 어느 식이 성립하여야 힘이 평형되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 힘이 평형되기 위해서는 AB 스트링거에 작용하는 인장력과 동체의 중력이 평형되어야 한다. 따라서 인장력과 중력의 크기가 같아야 한다.

    AB 스트링거에 작용하는 인장력은 A점에서는 P, B점에서는 P+△P이므로, 중력은 동체의 무게인 mg이다. 이를 이용하여 등식을 세우면 다음과 같다.

    P + (P+△P) = mg

    2P + △P = mg

    P = (mg - △P) / 2

    따라서 정답은 ""이다.
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55. 수직 분포하중 p를 받는 평판의 처짐 w에 대한 지배 방정식은 다음과 같은 중조화 함수로 나타낼 수 있다. D의 표현식으로 가장 옳은 것은? (단, E:영률, v:아송 비, h:판의 두께, D:평판의 굽힘 강성)

(정답률: 알수없음)
  • 답은 "" 이다.

    중조화 함수는 다음과 같이 주어진다.

    w(x) = (p/24D) * x^2 * (h^2 - x^2)

    여기서 x는 평판의 중심에서의 거리이다.

    평판의 굽힘 강성 D는 다음과 같이 정의된다.

    D = (E*h^3)/(12(1-v^2))

    여기서 E는 영률, v는 아송 비, h는 판의 두께이다.

    따라서 D를 w(x)에 대입하면 다음과 같다.

    w(x) = (p/24) * (h^4 - x^4) / (E*h^3/(12(1-v^2)))

    이를 정리하면 다음과 같다.

    w(x) = (p*h^4*x^2) / (24*E*(1-v^2)) - (p*x^4) / (24*E*(1-v^2)*h^2)

    이는 x^2와 x^4의 계수가 각각 p*h^4/(24*E*(1-v^2))와 -p/(24*E*(1-v^2)*h^2)인 2차 함수이므로, 평판의 중심에서의 최대 처짐은 x=0일 때이다. 따라서 최대 처짐은 다음과 같다.

    w(0) = 0

    따라서 ""가 정답이다.
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56. 날개의 상판부위를 설계할 때 고려하여야 하는 특성 중 중요도가 가장 낮은 것은?

  1. 압축강도
  2. 전단강도
  3. 인장강도
  4. 좌굴
(정답률: 알수없음)
  • 날개의 상판부위는 주로 인장력에 의해 지지되므로 인장강도가 가장 중요한 특성 중 하나입니다. 압축강도는 날개의 하판부위에서 중요한 특성이며, 전단강도는 날개의 각도 변화에 따른 변형을 예측하는 데 중요합니다. 좌굴은 날개가 공기에 저항하는 능력을 나타내는 특성입니다.
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57. 고성능 하니콤 샌드위치 구조물에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 면재 (facing)와 심재 (core)로 구성되어 있다.
  2. 면재는 전단력을 심재는 굽힘에 의한 수직응력을 담당한다.
  3. 굽힘 강성이 우수한 경량 구조물로 항공기 동체 등에 쓰인다.
  4. 내압과 외압의 압력차가 큰 우주 구조물에서는 압력 차 때문에 쉽게 사용할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • "굽힘 강성이 우수한 경량 구조물로 항공기 동체 등에 쓰인다."
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58. 도면의 주요 4요소가 아닌 것은?

  1. 일반 주석란
  2. 도면번호란
  3. 표제란
  4. 변경란
(정답률: 알수없음)
  • 도면번호란은 도면의 주요 4요소가 아닙니다. 이유는 도면번호란은 도면의 식별을 위한 정보를 담고 있지만, 도면의 내용과 직접적인 연관성이 없기 때문입니다. 일반 주석란은 도면의 설명이나 제작에 필요한 정보를 담고, 표제란은 도면의 제목과 작성자, 작성일 등의 정보를 담습니다. 변경란은 도면의 수정 내역을 기록하는 란입니다.
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59. 다음의 고유진동수에 대한 설명 중 이론적 정의에 가장 일치하는 내용은 어느 것인가?

  1. 특정 구조물의 고유진동수 및 모드는 외력의 형태와 관계없이 불변이다.
  2. 특정 구조물의 고유진동수 및 모드는 경계조건의 종류와 관계없이 불변이다.
  3. 특정 형상을 갖는 구조물의 고유진동수 및 모드는 구조물의 재료가 바뀌어도 불변이다.
  4. 특정 구조물의 고유진동수 및 모드는 측정 방법에 따라 달라진다.
(정답률: 알수없음)
  • "특정 구조물의 고유진동수 및 모드는 외력의 형태와 관계없이 불변이다."가 이론적 정의에 가장 일치한다. 이는 구조물의 고유진동수와 모드가 구조물 자체의 물리적 특성에 의해 결정되기 때문이다. 따라서 외부 환경이나 외력의 형태와는 무관하게 항상 동일한 값으로 유지된다.
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60. 균일분포 피로하중을 받는 패널의 중앙에 균열이 있다. 균열이 10000사이클 만에 1cm에서 1.02cm로 성장했다. 단위 사이클 당 균열의 성장도는 얼마인가?

  1. 2×10-6cm/cycle
  2. 1×10-6cm/cycle
  3. 2×10-7cm/cycle
  4. 1×10-7cm/cycle
(정답률: 알수없음)
  • 균열의 성장도는 균열의 길이 변화량을 사이클 수로 나눈 값이다. 따라서, 균열의 성장도는 (1.02cm - 1cm) / 10000사이클 = 2×10-6cm/cycle 이다. 따라서, 정답은 "2×10-6cm/cycle"이다.
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4과목: 항공장비

61. 항공기에 사용되는 축전지의 용량단위로 옳은 것은?

  1. 암페아ㆍ시 (Ampere-hour)
  2. 왓트 (Watt)
  3. 볼트ㆍ암페아 (Volt-ampere)
  4. 왓트ㆍ시 (Watt-hour)
(정답률: 알수없음)
  • 항공기에 사용되는 축전지의 용량은 전기량을 나타내는데, 이는 전류(Ampere)와 시간(hour)의 곱으로 나타내어지기 때문에 "암페아ㆍ시 (Ampere-hour)"가 옳은 답이다. 왓트(Watt)는 전력을 나타내는 단위이며, 볼트ㆍ암페아(Volt-ampere)는 전압과 전류의 곱으로 나타내는 표현이다. 왓트ㆍ시(Watt-hour)는 전력과 시간의 곱으로 나타내는 에너지 단위이다.
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62. 직류 전동기 (electric motor)중에서 시동특성이 가장 좋은 것은?

  1. 복권식 (compound-wound)
  2. 분권식 (shunt-wound)
  3. 직권식 (series-wound)
  4. 유도모터 (induction motor)
(정답률: 알수없음)
  • 직권식 전동기는 회전자와 전자기장의 연결이 직렬로 되어 있어서, 전류가 증가하면 전자기장이 강해져서 회전자의 토크가 증가하게 됩니다. 따라서 직류 전동기 중에서 시동 특성이 가장 좋은 것은 직권식 전동기입니다.
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63. 항공기에 사용되는 직류발전기의 주요 구성품이 아닌 것은?

  1. field frame
  2. armature
  3. brush assembly
  4. exciter
(정답률: 알수없음)
  • 직류발전기의 주요 구성품은 필드 프레임, 아머처, 브러시 어셈블리이지만, "exciter"는 보조 발전기로서 직류발전기의 출력을 제어하는 역할을 하기 때문에 주요 구성품이 아닙니다.
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64. 0.5kVA 짜리 교류 모터의 역률 (P.F)이 0.866일때 무효 전력은 약 얼마인가?

  1. 250Var
  2. 433Var
  3. 500Var
  4. 866Var
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 역률 (P.F)은 유효 전력과 피상 전력의 비율을 나타내는 값입니다. 즉, P.F = 유효 전력 / 피상 전력입니다.

    여기서 주어진 교류 모터의 피상 전력은 0.5kVA이므로, 유효 전력은 0.5kVA x 0.866 = 0.433kW입니다.

    무효 전력은 피상 전력과 유효 전력의 차이이므로, 0.5kVA - 0.433kW = 0.067kVA입니다.

    하지만, 무효 전력의 단위는 와트(W)가 아니라 복소전력의 무효부분을 나타내는 바르(VAR)입니다. 따라서, 무효 전력을 VAR 단위로 변환해야 합니다.

    무효 전력 = 피상 전력 x sin(acos(P.F)) = 0.5kVA x sin(acos(0.866)) = 0.25kVAR = 250VAR

    따라서, 정답은 "250Var"입니다.
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65. 다음 중 측정하고자 하는 회로 요소에 직렬로 연결하여야 하는 측정기기는?

  1. 전압계
  2. 저항계
  3. 주파수계
  4. 전류계
(정답률: 알수없음)
  • 직렬 연결된 회로에서 전류는 모든 요소를 통과하기 때문에, 측정하고자 하는 회로 요소에 직렬로 연결하여야 하는 측정기기는 전류계이다. 전압계는 병렬 연결된 회로에서, 저항계는 회로 요소의 저항을 측정하기 위해 사용되며, 주파수계는 회로의 주파수를 측정하기 위해 사용된다.
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66. 다음의 항공계기 중에서 전원을 필요로 하는 것은?

  1. 열전대식 온도계
  2. 마그네신 계기
  3. 와전류식 회전계
  4. 원심력식 회전계
(정답률: 알수없음)
  • 마그네신 계기는 전기적인 신호를 측정하기 위해 전원이 필요합니다. 다른 항공계기들은 기계적인 움직임이나 열 등을 측정하기 때문에 전원이 필요하지 않습니다.
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67. 다이아프램 (diaphragm)을 사용하는 계기가 아닌 것은?

  1. 고도계
  2. 흡기 압력계
  3. 작동유 압력계
  4. 대기 속도계
(정답률: 알수없음)
  • 작동유 압력계는 다이아프램을 사용하지 않고, 일반적으로 유체의 압력을 측정하는데 사용되는 피스톤 또는 스프링 메커니즘을 사용하기 때문입니다. 따라서 작동유 압력계는 다이아프램을 사용하는 계기가 아닙니다.
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68. 공기압 계통의 특징에 대한 설명으로 가장 올바른 내용은?

  1. 공기압은 압축성이라서 그대로의 힘이 손실 없이 전달된다.
  2. 공기압은 비압축성이라서 그대로의 힘이 전달되지 못하고 손실된다.
  3. 공기압 계통은 압축성이며 return line이 요구되지 않는다.
  4. 공기압 계통은 비압축성이며 return line이 요구되지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 공기는 압축성이기 때문에 그대로의 힘이 손실 없이 전달된다. 따라서, 공기압 계통은 압축성이며 return line이 요구되지 않는다.
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69. 항공기의 유압 계통에서 작동유의 압력이 일정압력 이하로 떨어지면 유로를 막아 작동기구의 중요도에 따라 우선 필요한 계통만을 작동시켜 주는 밸브는?

  1. 이퀄라이저 밸브 (Equalizer valve)
  2. 시컨스 밸브 (Sequence valve)
  3. 타이밍 밸브 (timing valve)
  4. 프라이오리티 밸브 (Priority valve)
(정답률: 알수없음)
  • 프라이오리티 밸브는 항공기의 유압 계통에서 작동유의 압력이 일정압력 이하로 떨어지면 우선 필요한 계통만을 작동시켜 주는 밸브입니다. 이는 작동기구의 중요도에 따라 우선순위를 부여하여 작동을 보장하고, 안전성을 높이는 역할을 합니다. 따라서 항공기의 유압 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다.
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70. 항공기 충돌 방지 장치 (ACAS)에서 “회피 정보”를 지시하는 계기는?

  1. 고도계
  2. 속도계
  3. 마하계
  4. 승강계
(정답률: 알수없음)
  • ACAS에서 "회피 정보"를 지시하는 계기는 승강계입니다. 승강계는 항공기의 고도를 측정하는 계기로, 다른 항공기와의 거리를 계산하여 충돌 위험이 있을 경우 회피 조치를 취할 수 있도록 정보를 제공합니다. 따라서 ACAS에서는 승강계를 통해 항공기의 위치와 거리를 파악하여 안전한 비행을 유지할 수 있도록 지시합니다.
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71. 항공용 고압산소 가스의 충전에 대한 설명으로 가장 올바른 내용은?

  1. 서비스 카트 (Cart)를 사용한다.
  2. 산소가스의 용기는 청색으로 표시되어 있다.
  3. 가스의 충전은 신속히 한다.
  4. 충전압력 표준온도는 10°이다.
(정답률: 알수없음)
  • 항공용 고압산소 가스는 안전을 위해 서비스 카트를 사용하여 충전한다. 이는 가스의 안정성과 안전성을 보장하기 위함이다.
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72. 항공기 냉방장치에서 프레온 증기사이클 (freon vapor cycle) 냉각방식은 어떤 원리에 기초를 두고 있는가?

  1. 액체의 비등점은 액체 주위의 기체압력이 강하 될 때 상승된다.
  2. 액체의 비등점은 액체 주위의 기체압력이 상승 될 때 상승된다.
  3. 액체의 비등점은 액체 주위의 기체압력이 일정할 때 강하된다.
  4. 액체의 비등점은 액체 주위의 기체압력과 무관하다.
(정답률: 알수없음)
  • 액체의 비등점은 액체 주위의 기체압력이 상승 될 때 상승된다. 이는 기체압력이 상승하면 액체 분자들이 기체 상태로 변화하기 위해 더 많은 에너지를 필요로 하기 때문이다. 따라서 액체의 비등점은 기체압력이 높아질수록 높아지게 된다. 이 원리를 이용하여 프레온 증기사이클 냉각방식에서는 프레온이 압축되어 액체 상태로 변화하면서 열을 흡수하고, 확장되어 기체 상태로 변화하면서 열을 방출하는 과정을 반복하여 냉각을 실현한다.
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73. 변압기에서 와전류 손실을 감소시키기 위한 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 코일에 에나멜 처리를 한다.
  2. 원통 코일을 사용한다.
  3. 성층 철심을 사용한다.
  4. 사각형 철심을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 성층 철심은 여러 개의 얇은 철판을 적층하여 만든 철심으로, 코일을 감싸는 부분의 표면적을 증가시켜 와전류 손실을 감소시키는 효과가 있습니다. 따라서 변압기에서 와전류 손실을 감소시키기 위해 가장 적합한 방법은 성층 철심을 사용하는 것입니다.
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74. 항공기가 TAXING하는 동안 지상조업요원과 조종실 내 운항승무원 간에 통화하기 위한 장비는?

  1. FLIGHT INTERPHONE SYSTEM
  2. CABIN INTERPHONE SYSTEM
  3. SERVICE INTERPHONE SYSTEM
  4. PASSENGER ADDRESS SYSTEM
(정답률: 알수없음)
  • 항공기가 TAXING하는 동안 지상조업요원과 조종실 내 운항승무원 간에 통화하기 위한 장비는 "FLIGHT INTERPHONE SYSTEM"입니다. 이는 조종실과 객실, 지상조업요원 간의 통화를 가능하게 하는 시스템으로, 항공기 운항 중에도 원활한 의사소통을 유지할 수 있도록 도와줍니다. CABIN INTERPHONE SYSTEM은 객실 내 승무원 간의 통화를, SERVICE INTERPHONE SYSTEM은 기술 승무원과 지상조업요원 간의 통화를, PASSENGER ADDRESS SYSTEM은 승객에게 방송을 할 때 사용됩니다.
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75. 다음 중 선국한 지상국으로부터 방위와 거리를 알 수 있는 장치는?

  1. TACAN
  2. DME
  3. FDR
  4. FMS
(정답률: 알수없음)
  • TACAN은 TACtical Air Navigation의 약자로, 군용 항공기에서 사용되는 전파 기반의 항법 시스템입니다. TACAN은 선국한 지상국으로부터 방위와 거리를 동시에 제공하여 항공기가 정확한 위치를 파악할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 TACAN은 선국한 지상국으로부터 방위와 거리를 알 수 있는 장치입니다. DME는 거리 측정 장치, FDR은 비행기의 비행 데이터 기록기, FMS는 비행 관리 시스템으로, 이들은 선국한 지상국으로부터 방위와 거리를 알 수 있는 기능을 갖추고 있지 않습니다.
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76. AUTO LAND SYSTEM에서 CATⅡ에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 결정 고도가 최소 300ft이고 RUNWAY VISUAL RANGE는 1000m로 접근 성공이 확실한 것
  2. RUNWAY VISUAL RANGE는 최소 200m로 최종 착륙단계에서 활주로를 따라 착륙할 수 있다.
  3. RUNWAY VISUAL RANGE는 최소 50m인 상태로 활주로나 유도로 표면을 충분한 시계 상태로 착륙할 수 있다.
  4. 결정고도가 최소 200ft이하이고 RUNWAY VISUAL RANGE는 800m~400m로 접근 성공이 확실한 것
(정답률: 알수없음)
  • CATⅡ는 결정고도가 최소 200ft이하이고 RUNWAY VISUAL RANGE가 800m~400m로 접근 성공이 확실한 상황에서 사용할 수 있는 자동착륙 시스템이다. 따라서, 보기 중에서 "결정고도가 최소 200ft이하이고 RUNWAY VISUAL RANGE는 800m~400m로 접근 성공이 확실한 것"이 가장 올바른 설명이다.
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77. 고도계 오차에 대한 설명 중 가장 관계가 먼 내용은?

  1. 눈금오차 (Parallax Error): 고도계 제작시 눈금이 불균일하여 생기는 오차
  2. 온도오차 (Thermal Error): 고도계를 구성하는 부품이 온도 변화에 의한 팽창/수축에 의해 생기는 오차
  3. 탄성오차 (Elastic Error): 탄성체인 공함 (Aneroid)의 탄성계수 변화에 따른 오차
  4. 기계적인 오차 (Mechanical Error): 가동부분, 연결부분, 마찰 등에 의해 생기는 오차
(정답률: 알수없음)
  • 눈금오차는 고도계 제작시 눈금이 불균일하여 생기는 오차이며, 다른 보기들은 고도계의 구성 부품이나 기계적인 요소에 의한 오차를 설명하고 있다. 따라서 눈금오차가 가장 관계가 먼 내용이다.
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78. 써머커플 (thermocouple)온도계에서 수감부 쪽에 보상 저항을 설치하는 주 목적은?

  1. 주파수를 제어하기 위하여
  2. 리드선 길이 제어를 위하여
  3. 전압제어를 위하여
  4. 온도계 보호를 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 써머커플 온도계에서는 리드선의 길이가 온도 측정값에 영향을 미치기 때문에, 보상 저항을 수감부 쪽에 설치하여 리드선 길이의 영향을 최소화하고 정확한 온도 측정을 할 수 있도록 한다. 따라서 정답은 "리드선 길이 제어를 위하여"이다.
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79. 전파의 이상 현상 중 자기폭퐁 (MAGNETIC STORM)현상으로 가장 올바른 내용은?

  1. 극지방에 가까울수록 전파방해가 심하다.
  2. 전파의 경로 상태의 변동에 따라 수신 강도가 시간적으로 변화하는 현상이다.
  3. 주파수가 높아질수록 방해가 작아진다.
  4. 태양이 비치는 지구의 반면 (낮) 에 단파가 가끔 갑자기 10분에서 수십 분간에 걸쳐 불능이 되는 현상이다.
(정답률: 알수없음)
  • 극지방에 가까울수록 전파방해가 심한 이유는 지구 자기장의 변화와 관련이 있다. 자기폭퐁은 태양에서 발생한 자기장과 지구 자기장이 상호작용하여 발생하는 현상으로, 이 때 지구 자기장이 가장 약한 극지방에 가까울수록 전파방해가 심해진다. 이는 지구 자기장이 약해져서 전파가 지구 대기권으로 들어오는 과정에서 방해를 받기 때문이다.
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80. 논리회로에서 입력 A와 B가 모두 0일 때, 출력 X가 1이 나오는 회로는 어느 것인가?

  1. EXCLUSIVE OR 회로
  2. EXCLUSIVE NOR 회로
  3. AND 회로
  4. OR회로
(정답률: 알수없음)
  • EXCLUSIVE NOR 회로는 입력 A와 B가 모두 0일 때 출력 X가 1이 나오는 회로이다. 이는 EXCLUSIVE NOR 회로의 출력이 입력 A와 B가 같을 때 1이 되기 때문이다. 즉, A와 B가 모두 0일 때, A와 B가 같으므로 출력 X는 1이 된다. 다른 회로들은 입력 A와 B가 모두 0일 때 출력이 0이 되므로 정답은 EXCLUSIVE NOR 회로이다.
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5과목: 항공제어공학

81. 다음 중 ( ) 안에 알맞은 내용은?

  1. 일반화
  2. 보상
  3. 안정화
  4. 선형화
(정답률: 알수없음)
  • 선형화는 변수들 간의 관계를 직선적인 형태로 바꾸는 것을 의미합니다. 이 그래프에서는 x와 y의 관계가 직선적이므로 선형화가 가능합니다.
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82. 다음 블럭 선도 (Block Diagram)에서 G(s)=C(s)일 때 R(s)의 라플라스의 역변환 (Inverse Laplace Transformation)인 r(t)는 무슨 함수이겠는가?

  1. Unit step
  2. Unit Ramp
  3. Unit lmpulse
  4. Unit variation
(정답률: 알수없음)
  • r(t)는 Unit Impulse 함수이다. 이는 G(s)의 분모 다항식의 최고차항 계수가 1이고, 분자 다항식의 차수가 분모 다항식의 차수보다 1 작은 경우에 해당한다. 따라서, Laplace 역변환을 통해 r(t)는 Unit Impulse 함수가 된다.

    Unit step 함수는 분모 다항식의 최고차항 계수가 1이고, 분자 다항식의 차수가 분모 다항식의 차수와 같은 경우이다. Unit Ramp 함수는 분모 다항식의 최고차항 계수가 1이고, 분자 다항식의 차수가 분모 다항식의 차수보다 1 큰 경우이다. Unit variation 함수는 분모 다항식의 최고차항 계수가 1이 아닌 경우이다.
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83. 다음 블록선도의 그림을 수식으로 나타낸 것 중에서 가장 올바른 것은?

  1. e = b - r
  2. e = r + b
  3. e = r - b
  4. e = r × (-b)
(정답률: 알수없음)
  • 가장 올바른 수식은 "e = r - b"이다.

    이유는 블록선도에서 e는 r에서 b를 뺀 값이기 때문이다. 따라서 e = r - b가 가장 올바른 수식이다.

    그 외의 보기들은 블록선도와 일치하지 않는 수식이므로 올바르지 않다.
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84. 그림의 장치에서 전달함수 sms?

(정답률: 알수없음)
  • 전달함수는 입력과 출력 간의 관계를 나타내는 함수이다. 이 그림에서 입력은 "sms"이고 출력은 ""이다. 따라서 전달함수는 "sms"를 ""로 변환하는 함수이다. 이에 따라 보기에서 정답은 ""이다.
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85. 전달함수 에서 시정수 T=1일 때 절점 주파수 (Break frequency) ω는?

  1. 0.1 rad/sec
  2. 1 rad/sec
  3. 10 rad/sec
  4. 100 rad/sec
(정답률: 알수없음)
  • 전달함수의 분모 다항식에서 s=1일 때 분모가 0이 되므로, 이는 전달함수의 절점 주파수가 되며, 이 때의 주파수는 1 rad/sec이다. 따라서 정답은 "1 rad/sec"이다.
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86. [그림]은 시간에 따른 비행기의 받음각의 형태를 나타낸 것이다. 안정성의 관점에서 어떻게 설명할 수 있는가?

  1. 정적안정, 동적안정
  2. 정적불안정, 동적안정
  3. 정적불안정, 동적불안정
  4. 정적안정, 동적불안정
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림에서는 시간에 따라 받음각이 일정하게 유지되고 있으므로 정적안정한 상태이다. 또한, 받음각이 크게 변화하지 않고 일정하게 유지되므로 동적안정한 상태이다. 따라서 정답은 "정적안정, 동적안정"이다.
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87. 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 미분방정식의 해는 일반적으로 다음과 같은 형태를 가진다.

    y(t) = A(1 - e^(-t/τ))

    여기서 A는 초기값, τ는 시정수(time constant)이다.

    계단함수의 입력을 가한 후 시정수만큼 시간이 경과하면 t=τ일 때 y(t)는 다음과 같다.

    y(τ) = A(1 - e^(-1)) ≈ 0.632A

    즉, 계의 응답은 최종치의 약 63.2%에 도달한다. 따라서 정답은 "63.2"이다. 이는 시정수가 시스템의 반응 속도를 나타내는 지표이며, 시정수가 클수록 시스템의 반응이 느려지고 작을수록 빨라진다는 것을 의미한다.
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88. 특성방정식이 S2+Bs+25=0 인 제어계가 임계감쇠 (critical damping)되기 위해서는 B가 어떤 값을 가져야 하는가?

  1. 1
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • 임계감쇠 조건은 일반적으로 특성방정식의 근이 중복근일 때 성립합니다. 중복근이란 근이 두 개 이상인 경우 중복으로 나타나는 근을 말합니다. 이 경우에는 제어계의 반응이 가장 빠르면서도 안정적인 임계감쇠 상태를 유지할 수 있습니다.

    S2+Bs+25=0의 특성방정식에서 근은 S=-B/2±√(B2-4AC)/2A 입니다. 중복근을 갖기 위해서는 근의 판별식(B2-4AC)이 0이 되어야 합니다. 따라서 B2-4AC=0 이어야 합니다.

    위의 특성방정식에서 A=1, B=B, C=25 이므로 B2-4AC=B2-4(1)(25)=B2-100=0 이어야 합니다. 이를 풀면 B=±10 입니다. 하지만 제어계의 반응이 가장 빠르면서도 안정적인 임계감쇠 상태를 유지하기 위해서는 B는 양수여야 합니다. 따라서 B=10이 됩니다.
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89. 특성방정식이 s(s+4)(s+6)+K=0인 제어계에서 K=0~+∞ 변할 때의 근궤적 (root locus)의 실수축 상의 근 (root)의 존재영역으로 옳은 것은?

  1. 0 ~ -4 및 -6 ~ -∞
  2. 0 ~ +∞ 및 -4 ~ -6
  3. 0 ~ +4 및 +6 ~ +∞
  4. 0 ~ -∞ 및 +4 ~ +6
(정답률: 알수없음)
  • 특성방정식의 형태는 s^3 + 10s^2 + 24s + K = 0이다.
    제어계의 근 궤적은 K값에 따라 변화하며, K=0일 때의 근 궤적부터 살펴보자.

    K=0일 때, 특성방정식은 s(s+4)(s+6)=0이 되며, 이는 s=0, -4, -6인 세 개의 근을 가진다.
    따라서, K=0일 때의 근 궤적은 s=0, -4, -6인 세 개의 점이다.

    이제 K값을 조금씩 증가시키면서 근 궤적을 그려보자.
    K가 양수일 때, 특성방정식의 근은 모두 실수부가 음수인 값이므로, 근 궤적은 항상 실수축의 왼쪽에 위치한다.
    따라서, 근 궤적은 0 ~ -4 및 -6 ~ -∞의 실수축 상의 근의 존재영역에 위치하게 된다.

    반면, K가 음수일 때, 특성방정식의 근은 모두 실수부가 양수인 값이므로, 근 궤적은 항상 실수축의 오른쪽에 위치한다.
    따라서, 근 궤적은 +∞ ~ -4 및 -6 ~ +∞의 실수축 상의 근의 존재영역에 위치하게 된다.

    따라서, 옳은 답은 "0 ~ -4 및 -6 ~ -∞"이다.
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90. PIP(Proportional Integral and Differential) 제어기에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 비례 제어는 발산하는 경향이 있다.
  2. 비례-적분제어는 언제나 안정하다.
  3. 비례-미분제어는 과도응답 특성을 개선한다.
  4. 비례-적분제어는 정상상태 편차를 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • PIP(Proportional Integral and Differential) 제어기는 제어 대상의 오차를 측정하여 오차에 비례하는 제어 입력을 계산하는 비례 제어, 오차의 누적값에 비례하는 제어 입력을 계산하는 적분 제어, 오차의 변화율에 비례하는 제어 입력을 계산하는 미분 제어를 결합한 제어기이다.

    따라서, 비례 제어는 오차에 비례하는 제어 입력을 계산하기 때문에 발산하는 경향이 있으며, 적분 제어는 오차의 누적값에 비례하는 제어 입력을 계산하기 때문에 정상상태 편차를 갖는다. 반면, 미분 제어는 오차의 변화율에 비례하는 제어 입력을 계산하기 때문에 과도응답 특성을 개선한다.

    따라서, "비례-미분제어는 과도응답 특성을 개선한다."가 가장 옳은 설명이다.
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91. Static Margin이란 어떤 것인가?

  1. 평균공력시위에 대한 공력중심 (A.C)과 무게중심 (C.G) 간의 거리비
  2. MAC에 대한 풍압중심 (C.P)과 무게중심간의 거리비
  3. 풍압중심과 무게중심간의 거리
  4. 공력중심과 무게중심간의 거리
(정답률: 알수없음)
  • Static Margin은 항공기의 안정성을 나타내는 지표 중 하나로, 항공기의 평균공력시위에 대한 공력중심 (A.C)과 무게중심 (C.G) 간의 거리비를 의미한다. 이 비율이 클수록 항공기는 안정적이지만, 작을수록 불안정해진다. 따라서 Static Margin은 항공기의 안정성을 평가하는 중요한 요소 중 하나이다.
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92. 항공기의 조종면 중에서 롤 각속도 제어 속성을 가진 것은?

  1. 엘리베이터 (elevator)
  2. 에일러론 (aileron)
  3. 러더 (rudder)
  4. 스포일러 (spoiler)
(정답률: 알수없음)
  • 롤 각속도 제어는 항공기의 좌우 기울기를 조절하는 것을 말합니다. 이를 위해 사용되는 것은 에일러론입니다. 엘리베이터는 항공기의 상하 이동을 조절하며, 러더는 항공기의 좌우 방향을 바꾸는데 사용됩니다. 스포일러는 항공기의 속도를 감소시키는 역할을 하며, 롤 각속도 제어와는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서, 롤 각속도 제어 속성을 가진 것은 에일러론입니다.
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93. 항공기를 강체로 가정하고 운동방정식을 유도했을 때 비선형 미분방정식으로 표현되는데, 이러한 시스템은 어떤 종류의 시스템에 속하는가?

  1. 선형 연속치 시스템 (Linear continuous-time system)
  2. 비선형 연속치 시스템 (Nonlinear continuous-time system)
  3. 선형 이산치 시스템 (Linear discrete-time system)
  4. 비선형 이산치 시스템 (Nonlinear discrete-time system)
(정답률: 알수없음)
  • 항공기를 강체로 가정하고 운동방정식을 유도했을 때, 이는 비선형 연속치 시스템에 해당합니다. 이는 운동방정식이 비선형적이기 때문입니다. 비선형 연속치 시스템은 입력과 출력 사이의 관계가 비선형적이며, 시스템의 동작이 예측하기 어렵고 복잡합니다. 이에 반해 선형 연속치 시스템은 입력과 출력 사이의 관계가 선형적이며, 예측이 상대적으로 쉽고 간단합니다.
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94. 일정한 크기의 외란이 시스템에 작용하고 있을 경우에,이 외란에 의한 영향을 완전히 제거할 수 있는 피드백 제어기법은?

  1. 비례제어
  2. 미분제어
  3. 적분제어
  4. 비례미분제어
(정답률: 알수없음)
  • 적분제어는 시간에 따른 오차의 적분값을 이용하여 제어량을 결정하는 제어기법으로, 외란에 의한 시스템의 영향을 완전히 제거할 수 있습니다. 외란이 시스템에 작용하면 오차가 발생하고, 이 오차를 적분하여 제어량을 결정하면 시간이 지남에 따라 오차가 줄어들어 완전히 제거할 수 있습니다. 따라서 적분제어가 외란에 대한 강력한 제어기법으로 사용됩니다.
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95. 제어기를 설계할 수 있는 선형시스템의 기본조건으로 올바른 것은?

  1. 안정한 시스템
  2. 안정하고 제어 가능한 시스템
  3. 안정하고 관측 가능한 시스템
  4. 제어 가능하며, 관측 가능한 시스템
(정답률: 알수없음)
  • 제어기를 설계하기 위해서는 시스템이 제어 가능하고 관측 가능해야 합니다. 제어 가능하다는 것은 시스템의 상태를 원하는 값으로 제어할 수 있는 능력을 말하며, 관측 가능하다는 것은 시스템의 상태를 측정할 수 있는 능력을 말합니다. 이러한 조건을 만족하는 시스템은 제어기를 설계하여 안정적인 동작을 보장할 수 있습니다. 따라서 정답은 "제어 가능하며, 관측 가능한 시스템"입니다.
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96. 적분제어기를 사용할 경우, 구동기에 포화현상이 발생하여 성능저하가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 가장 올바른 것은?

  1. 피드포워드 보상기
  2. 노치 보상기
  3. 적분기 와인드업
  4. 적분기 반-와인드업
(정답률: 알수없음)
  • 적분기 반-와인드업은 적분기의 출력이 제한 범위 내에서 유지되도록 제어하는 방법으로, 적분기의 출력이 제한 범위를 벗어나면 제어기의 출력을 제한 범위 내에서 고정시키는 기능을 수행한다. 이를 통해 구동기의 포화현상을 방지하고 성능저하를 최소화할 수 있다. 따라서 적분기 반-와인드업이 가장 올바른 방법이다. 피드포워드 보상기는 외부 입력에 대한 보상을 제공하는 방법이고, 노치 보상기는 제어 대상의 노치 현상을 보상하는 방법이다.
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97. 기계시스템과 전기시스템을 유추할 때, 힘-전압 유추법에 바르게 연결되지 않은 것은?

  1. 감쇠계수 - 저항의 역수
  2. 속도 - 전류
  3. 질량 - 인덕턴스
  4. 스프링계수 - 커패시턴스의 역수
(정답률: 알수없음)
  • "감쇠계수 - 저항의 역수"는 기계시스템과 전기시스템에서 모두 에너지 손실을 나타내는 값으로, 감쇠계수가 클수록 시스템이 빠르게 에너지를 잃게 되고, 저항이 작을수록 전류가 높아지게 된다. 따라서 이 유추법은 바르게 연결되어 있다.

    "속도 - 전류"는 기계시스템과 전기시스템에서 모두 에너지 전달의 속도를 나타내는 값으로, 바르게 연결되어 있다.

    "질량 - 인덕턴스"는 기계시스템과 전기시스템에서 모두 에너지 저장 용량을 나타내는 값으로, 바르게 연결되어 있다.

    "스프링계수 - 커패시턴스의 역수"는 기계시스템과 전기시스템에서 모두 에너지 저장 용량을 나타내는 값으로, 바르게 연결되어 있다.
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98. 단주기 운동특성이 나쁜 항공기에 안정성 증대장치를 설계하고자 한다면 어떤 상태변수를 되먹임 해야 하는가?

  1. 피치각
  2. 피치각속도
  3. 받음각
  4. 속도
(정답률: 알수없음)
  • 단주기 운동특성이 나쁜 항공기는 피치각속도가 크게 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 안정성 증대장치를 설계할 때는 피치각속도를 되먹임 상태변수로 선택해야 합니다. 이는 항공기의 수직 방향으로의 움직임을 나타내는 피치각과 그 변화율인 피치각속도가 항공기의 안정성에 큰 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 안정성 증대장치를 설계할 때는 피치각속도를 적절하게 제어하여 항공기의 안정성을 향상시키는 것이 중요합니다.
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99. 항공기의 비행특성에 관한 다음의 설명 중 (a) ~ (d)안에 들어가는 용어로 가장 옳은 것은?

  1. a.동체고정좌표계 b.관성좌표계 c.요우각 d.롤각
  2. a.관성좌표계 b.동체고정좌표계 c.요우각 d.롤각
  3. a.동체고정좌표계 b.관성좌표계 c.롤각 d.요우각
  4. a.관성좌표계 b.동체고정좌표계 c.롤각 d.요우각
(정답률: 알수없음)
  • a. 동체고정좌표계는 항공기의 움직임에 따라 항상 함께 움직이는 좌표계이다. 따라서 항공기의 자세를 나타내는 좌표계로 적합하다.

    b. 관성좌표계는 항공기가 일정한 속도와 방향으로 직진하는 상태에서의 좌표계이다. 항공기의 자세를 나타내는 좌표계로는 적합하지 않다.

    c. 요우각은 항공기의 좌우 방향으로의 회전각도를 나타내는 개념이다. 좌표계와는 직접적인 연관이 없다.

    d. 롤각은 항공기가 좌우로 기울어지는 각도를 나타내는 개념이다. 좌표계와는 직접적인 연관이 없다.

    따라서 정답은 "a.동체고정좌표계 b.관성좌표계 c.요우각 d.롤각"이다.
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100. 다음 중 프로세서 제어의 제어량이 아닌 것은?

  1. 자세
  2. 유량
  3. 레벨
  4. 온도
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "자세"입니다.

    "유량", "레벨", "온도"는 모두 어떤 시스템이나 장치에서 제어해야 할 양을 나타내는 물리량입니다. 하지만 "자세"는 일반적으로 제어해야 할 양이 아니며, 이는 주로 로봇 공학 분야에서 사용되는 용어입니다. 따라서 "자세"는 프로세서 제어의 제어량이 아닙니다.
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