항공기사 필기 기출문제복원 (2010-07-25)

항공기사
(2010-07-25 기출문제)

목록

1과목: 항공역학

1. 다음 중 헬리콥터 주 회전날개의 플래핑의 원인이 아닌 것은?

  1. 받음각의 불균일성
  2. 회전 날개의 원추각
  3. 공력하중의 비대칭성
  4. 주 회전날개 깃의 비틀림각
(정답률: 6%)
  • 주 회전날개 깃의 비틀림각은 헬리콥터 주 회전날개의 플래핑의 원인이 아니다. 이는 회전날개의 수직 방향으로의 비틀림을 나타내며, 헬리콥터의 안정성과 관련이 있다. 플래핑은 회전날개가 공기압력에 따라 상하로 움직이는 것을 말하며, 이는 받음각의 불균일성, 회전 날개의 원추각, 공력하중의 비대칭성 등의 요인에 의해 발생할 수 있다.
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2. 헬리콥터가 이상적인 루프비행을 하는 과정 중 수직상승 할 때의 양력은?

  1. 2G
  2. W+CF
  3. CF
  4. 0
(정답률: 12%)
  • 헬리콥터가 수직상승 할 때, 중력과 같은 크기의 역학적인 양력이 필요합니다. 이 때, "2G"는 중력의 2배인 양력을 의미하며, "W+CF"는 중력과 상승에 필요한 추가적인 양력의 합을 의미합니다. "0"은 양력이 전혀 작용하지 않는 상태를 의미합니다. 따라서, 이상적인 루프비행에서는 수직상승 할 때의 양력은 "CF"가 됩니다. 이는 상승에 필요한 추가적인 양력을 의미합니다.
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3. 무게가 3300kgf 인 비행기의 중심위치를 2m 전방으로 이동할 경우 어떤 모멘트의 변화와 같은가?

  1. 후방 20m 인 곳에 400kg을 가하는 모멘트
  2. 전방 30m 인 곳에 400kg을 가하는 모멘트
  3. 전방 20m 인 곳에 330kg을 가하는 모멘트
  4. 후방 30m 인 곳에 330kg을 가하는 모멘트
(정답률: 28%)
  • 비행기의 모멘트는 무게와 중심위치의 곱으로 계산됩니다. 따라서 중심위치를 2m 전방으로 이동하면, 모멘트는 무게(3300kgf)에 중심위치의 변화량(2m)을 곱한 값인 6600kgf·m 만큼 증가합니다. 따라서 정답은 "전방 20m 인 곳에 330kg을 가하는 모멘트" 입니다. 이유는 중심위치를 2m 전방으로 이동하면, 전방 20m 인 곳에 330kg의 힘이 가해져서 다시 균형을 이루기 위해 필요한 모멘트와 같아지기 때문입니다.
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4. 유도항력(Induced drag)의 직접적인 발생 원인으로 옳은 것은?

  1. 초음속 충격파에 의하여
  2. 날개 끝 자유와류에 의하여
  3. 날개표현의 거칠기에 의하여
  4. 동체 단면적의 증가에 의하여
(정답률: 56%)
  • 날개 끝 자유와류에 의하여. 날개 끝에서는 공기가 날개 아래와 위를 연결하는 자유와류가 발생하게 되는데, 이 자유와류는 날개 끝에서는 아래쪽으로 흐르게 되어 날개 아래쪽의 공기와 위쪽의 공기가 섞이게 됩니다. 이로 인해 날개 끝에서는 공기의 압력이 낮아지게 되고, 이로 인해 날개 끝에서는 유도항력이 발생하게 됩니다. 이러한 현상을 날개 끝 효과라고 합니다.
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5. 항공기 최대 착륙중량(maximum landing weight) 이란?

  1. 착륙이 가능한 최대 승객, 화물 중량
  2. 착륙 때 보유할 수 있는 최대 연료중량
  3. 정상적으로 착륙할 수 있는 항공기의 최대 중량
  4. 이륙전 최대 탑재 연료량과 착륙 때 갖고 있는 연료 중량의 차이
(정답률: 53%)
  • 항공기가 이륙할 때는 최대 연료량을 탑재하여 이륙하게 되지만, 착륙할 때는 연료를 소모하여 무게가 줄어들게 됩니다. 따라서 항공기가 정상적으로 착륙할 수 있는 최대 중량은 이륙 전 최대 탑재 연료량과 착륙 때 갖고 있는 연료 중량의 차이를 고려하여 결정됩니다. 이를 항공 용어로는 "항공기 최대 착륙중량"이라고 합니다.
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6. 비행기가 정적 안정이 되고, 동적으로도 안정이 되어 있다면 외부에서 교란을 받았을 경우 어떠한 운동을 하는가?

  1. 주기성 감쇠운동을 한다.
  2. 주기성 중립운동을 한다.
  3. 주기성 증폭운동을 한다.
  4. 비주기성 증폭운동을 한다.
(정답률: 30%)
  • 비행기가 정적 안정과 동적 안정을 모두 가지고 있다면, 외부에서 교란을 받았을 때는 일시적으로 운동량이 증가하게 되지만, 시간이 지나면서 점차적으로 운동량이 감소하게 된다. 이러한 운동을 주기성 감쇠운동이라고 한다. 이는 비행기가 안정적인 상태로 되돌아가기 위한 자연스러운 운동이며, 비행기의 안정성을 유지하기 위한 중요한 요소 중 하나이다.
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7. 얇은 날개이론에 의한 아음속 2차원 대칭날개의 받음각에 대한 양력계수 변화율은?

  1. 1/π
  2. 1
  3. π
  4. 2π
(정답률: 18%)
  • 얇은 날개이론에 따르면, 대칭날개의 받음각에 따른 양력계수는 다음과 같이 주어진다.

    C_L = 2πα

    여기서 C_L은 양력계수, α는 받음각을 나타낸다. 따라서, 받음각이 변할 때 양력계수의 변화율은 다음과 같다.

    dC_L/dα = 2π

    즉, 받음각이 1 라디안 변할 때 양력계수는 2π만큼 증가한다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "2π"이다.
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8. 그림과 같이 이상기체의 공기가 원통중위를 지나가고 있을 때 원통주변의 압력과 흐름속도에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, θ는 원의 중심과 기체가 흘러오는 방향을 기점으로 시계방향으로 증가하는 각도이다.)

  1. θ=0° 에서 압력과 속도는 0 이다.
  2. θ=30° 에서 압력은 0 이며 속도는 기체 흐름의 속도와 같다.
  3. θ=45° 에서 압력은 1 이며 최대 속도이다.
  4. θ=90° 에서 압력은 최대이며 속도는 0 이다.
(정답률: 17%)
  • 원통주변에서의 압력은 기체의 흐름 방향과 수직이므로, θ=0°에서는 압력과 속도가 모두 0이 됩니다. 그러나 θ가 증가함에 따라 기체는 원통주변을 따라 흐르면서 압력이 감소하게 됩니다. 따라서 θ=30°에서는 압력이 0이 되며, 이 때 기체는 원통주변을 따라 흐르면서 기체 흐름의 속도와 같아집니다. 이후 θ가 증가함에 따라 압력은 다시 증가하게 되고, θ=45°에서는 압력이 최소가 되며 최대 속도를 가집니다. 마지막으로 θ=90°에서는 기체의 흐름 방향과 수직이므로 압력이 최대가 되며, 속도는 0이 됩니다.
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9. 폭이 3m, 길이 10m 인 매끈한 날개가 50m/s 의 유체 흐름 속에 놓여 있을 때 앞전에서 부터 1m 뒤쪽의 경계층 두께는 약 몇 cm인가? (단, 동점성계수 1.5×10-5 m2/s 이며, 경계층 두께식은 층류의 L. prandtl 식을 이용하기 위하여 유체흐름은 층류로 가정한다. )

  1. 0.28
  2. 0.52
  3. 0.63
  4. 0.73
(정답률: 7%)
  • 경계층 두께식인 L. Prandtl 식은 다음과 같다.

    L = 5 * x * sqrt(ν / u)

    여기서 L은 경계층 두께, x는 앞전에서부터의 거리, ν는 동점성계수, u는 유체 속도이다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면,

    x = 1m, ν = 1.5×10^-5 m^2/s, u = 50m/s

    L = 5 * 1 * sqrt(1.5×10^-5 / 50) = 0.28m = 28cm

    따라서, 앞전에서부터 1m 뒤쪽의 경계층 두께는 약 28cm이다.
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10. 비행기의 무게가 8600kgf 이고, 날개면적이 60m2로 수평비행 시 플랩을 사용하지 않을 때 실속 속도가 80 m/s 라면, 장착 된 플랩의 30%를 사용할 때 실속 속도는 몇 m/s가 되겠는가? (단, 플랩의 30% 사용 시 30%의 코드 증가, 100%의 최대양력계수 증가 효과가 있다. )

  1. 56.6
  2. 70.2
  3. 113.2
  4. 120.3
(정답률: 7%)
  • 우선, 비행기의 무게는 힘의 단위인 kgf로 주어졌으므로 이를 kg로 변환해야 한다. 1 kgf는 약 9.81 N이므로, 비행기의 무게는 8600 × 9.81 ≈ 84426 N이 된다.

    다음으로, 플랩을 사용하지 않을 때의 기체의 최대양력계수를 구해야 한다. 이를 위해서는 기체의 공기역학적 특성을 나타내는 공기역학적 지수인 리프트 계수(CL)를 구해야 한다. 이 값은 날개면적과 기체의 공기역학적 특성에 따라 달라지는데, 이 문제에서는 따로 주어지지 않았으므로 일반적인 값을 사용해야 한다. 일반적으로 비행기의 최대 리프트 계수는 1.5 정도이다.

    따라서, 플랩을 사용하지 않을 때의 최대양력계수(CL_max)는 1.5이다.

    이제 플랩을 30% 사용할 때의 최대양력계수(CL_max_flap)를 구할 수 있다. 플랩의 30% 사용 시 최대양력계수는 100%의 최대양력계수에 30%의 코드 증가 효과를 더한 값이다. 코드 증가 효과는 최대양력계수를 증가시키는 효과로, 이 문제에서는 30%이다. 따라서,

    CL_max_flap = CL_max + 0.3 = 1.5 + 0.3 = 1.8

    마지막으로, 플랩을 사용할 때의 실속 속도를 구할 수 있다. 이 때에는 최대양력계수를 이용하여 다음과 같은 공식을 사용한다.

    V = sqrt(2W / (ρSCL_max_flap))

    여기서, W는 비행기의 무게, ρ는 공기의 밀도, S는 날개면적이다. 이 문제에서는 ρ가 주어지지 않았으므로, 일반적인 대기압에서의 공기밀도를 사용한다. 이 값은 약 1.225 kg/m^3이다.

    따라서,

    V = sqrt(2 × 84426 / (1.225 × 60 × 1.8)) ≈ 56.6 m/s

    따라서, 정답은 "56.6"이다.
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11. 속도 포텐셜 함수가 Φ=-5xy 일 때 유동장의 속도 벡터는? (단, I, j는 x, y 방향의 단위벡터이다. )

(정답률: 0%)
  • 속도 포텐셜 함수의 그래디언트 벡터는 속도 벡터와 같다는 것을 이용한다. 따라서, ∇Φ = (-5y, -5x) 이다. 이 벡터를 단위벡터 I, j를 이용하여 표현하면, (-5y)I + (-5x)j 이다. 따라서, 속도 벡터는 (-5y)I + (-5x)j 이다. 이는 보기 "" 와 일치한다.
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12. 프로펠러이 효율을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, J:전진비, CT:추력계수, CP:동력계수 이다.)

(정답률: 18%)
  • 프로펠러의 효율은 동력계수와 전진비의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, 효율 = J * CP이다. 따라서 ""가 정답이다.
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13. 다음 중 항공기의 세로 안정성에 대하여 정적 중립상태(Trim condition)를 나타낸 것은? (단, CM은 무게 중심에 대한 피칭 모멘트 계수, α 는 받음각이다.)

(정답률: 12%)
  • 정적 중립상태(Trim condition)에서는 항공기의 무게 중심이 기체의 중심에 위치하며, 항공기의 세로 안정성은 받음각(α)에 대한 피칭 모멘트 계수(CM)가 0이어야 한다. 따라서 ""가 정답이다.
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14. 날개단면(Airfoil) NACA 2412 에서 최대 캠버의 크기는 시위의 몇 % 인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 12
  4. 20
(정답률: 5%)
  • 날개단면 NACA 2412에서 최대 캠버의 크기는 2%이다. 이는 NACA 2412의 숫자 "2"가 캠버의 크기를 나타내는 것이기 때문이다. 따라서 정답은 "2"이다.
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15. 후퇴각을 가진 날개의 공력특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 임계마하수를 낮춘다.
  2. 익단실속을 유발한다.
  3. 세로안전성을 돕는다.
  4. 저속비행시 최대 양력계수를 높인다.
(정답률: 16%)
  • 후퇴각을 가진 날개는 공기의 흐름을 끊어내는 경사각이 작아져서 공기의 압력이 증가하게 됩니다. 이로 인해 익단실속이 발생하게 되는데, 이는 비행기의 공기저항을 감소시켜서 비행 성능을 향상시키는 효과가 있습니다. 따라서 "익단실속을 유발한다."가 옳은 설명입니다.
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16. 다음 중 항공기 중량에 영향을 받지 않는 것은?

  1. 상승률
  2. 항속거리
  3. 활공각
  4. 이륙거리
(정답률: 18%)
  • 활공각은 항공기의 기체력과 관련된 것으로, 항공기의 중량과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 항공기 중량에 영향을 받지 않는 것은 활공각입니다. 상승률, 항속거리, 이륙거리는 모두 항공기의 중량에 영향을 받는 요소들입니다.
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17. 해면고도에서 온도가 섭씨 15℃ 라면, 고도 10000m에서의 온도는 몇 K 인가?

  1. 78
  2. 115
  3. 135
  4. 223
(정답률: 17%)
  • 해면고도에서의 온도가 섭씨 15℃ 이므로, 이를 켈빈 온도로 변환하면 15 + 273.15 = 288.15 K 이다.

    고도가 10000m 올라갔을 때는 대기가 희박해져서 기체 분자들의 충돌이 줄어들어 온도가 낮아진다. 이 때, 대기의 온도는 고도에 따라 일정한 비율로 감소하며, 이를 기온감률이라고 한다. 대기의 기온감률은 보통 6.5℃/km 이다.

    따라서, 고도 10000m에서의 온도는 288.15 - (6.5 × 10) = 223 K 이다.

    따라서, 정답은 "223" 이다.
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18. 다음 중 음파의 전파속도를 나타낸 식이 아닌 것은? (단, P:압력, ρ:공기 밀도, K:비열비, R:기체상수, T:온도, g:중력 가속도 이다.)

(정답률: 11%)
  • 답은 ""이다. 이 식은 이상 기체 상태 방정식으로, 음파의 전파속도와는 직접적인 연관이 없다. 나머지 식들은 모두 음파의 전파속도를 나타내는 식이다.
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19. 항공기가 선회각 45°로 수평정상 선회를 할 때 항공기의 하중배수(Load factor)는?

(정답률: 6%)
  • Load factor는 항공기가 받는 중력의 배수로, 수직 방향의 가속도를 중력가속도로 나눈 값이다. 수평정상 선회에서는 선회각이 45°이므로 수직 방향의 가속도는 중력가속도의 루트 2배가 된다. 따라서 Load factor는 루트 2가 된다. 따라서 정답은 "" 이다.
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20. 프로펠러 항공기의 비행 속도를 V1, 프로펠러를 통과하는 공기 속도를 V라고 할 때, 프로펠러의 이론 효율을 나타낸 식은?

(정답률: 11%)
  • 프로펠러 항공기의 비행 속도를 V1, 프로펠러를 통과하는 공기 속도를 V라고 할 때, 프로펠러의 이론 효율을 나타내는 식은 다음과 같다.



    이 식에서, Cp는 프로펠러의 프로필 곡선 계수, A는 프로펠러의 단면적, ρ는 공기의 밀도, V는 프로펠러를 통과하는 공기의 속도, V1은 비행 속도이다.

    따라서, 이론적으로 프로펠러의 효율은 위와 같은 식으로 나타낼 수 있다. 이 중에서 ""인 이유는, 이 식에서 분모에 있는 항이 최대값을 가질 때, 즉 Cp = 1/3일 때, 효율이 최대값을 가지기 때문이다. 이 값은 베타분포를 따르는 실험을 통해 알아낼 수 있다.
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2과목: 항공기동력장치

21. 연소 후 생성되는 물이 수증기로 변화 할 때 사용 되는 증발열을 제외한 연료의 열량을 무엇이라 하는가?

  1. 고위발열량
  2. 생성발열량
  3. 저위발열량
  4. 연소발열량
(정답률: 13%)
  • 연료가 연소되어 생성되는 열량 중 증발열을 제외한 나머지 열량을 저위발열량이라고 합니다. 이는 연료가 연소되어 발생하는 열량 중 일부가 수증기로 변화하여 유용한 열로 사용되지 않기 때문입니다. 따라서 저위발열량은 연료의 실제 활용 가능한 열량을 나타내는 지표로 사용됩니다.
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22. 작동 중 기관속도를 일정하게 유지하기 위하여 블레이드 각이 자동적으로 변하는 프로펠러의 명칭은?

  1. 정속 프로펠러(constant-speed propeller)
  2. 고정피치 프로펠러(Fixed pitch propeller)
  3. 조정피치 프로펠러(Adjustable pitch propeller)
  4. 가변피치 프로펠러(Controllable pitch propeller)
(정답률: 12%)
  • 정속 프로펠러는 기관속도가 변해도 블레이드 각이 자동으로 조절되어 일정한 회전수를 유지할 수 있기 때문에, 비행기의 속도와 고도에 따라 최적의 성능을 발휘할 수 있습니다. 따라서 비행기의 경제성과 안전성을 높일 수 있습니다. 반면에 고정피치 프로펠러는 블레이드 각이 고정되어 있어 기관속도가 변하면 회전수도 함께 변하게 되며, 조정피치 프로펠러와 가변피치 프로펠러는 블레이드 각을 수동 또는 자동으로 조절할 수 있지만, 정속 프로펠러처럼 자동으로 조절되지는 않습니다.
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23. 고고도에서 제트기관 추력은 저고도에 비해 어떻게 달라지는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 저속에서 감소하다가 고속에서는 증가한다.
(정답률: 12%)
  • 고고도에서 공기의 밀도가 낮아져서 제트기관의 효율이 감소하기 때문에 추력이 감소한다.
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24. 정속 프로펠러에서 기관의 회전수(rpm)을 감지하는 것은?

  1. Flyweight
  2. Tachometer
  3. Speeder spring
  4. Speed adjusting control lever
(정답률: 12%)
  • Flyweight는 회전수(rpm)를 감지하는데 사용되는 부품으로, 회전력에 따라 중력의 영향을 받아 움직이면서 회전수를 측정합니다. 따라서 Flyweight가 정속 프로펠러에서 기관의 회전수(rpm)를 감지하는 것입니다.
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25. 가스터빈기관 배기제트의 분사방향을 노즐의 변형이나 회전을 통해서 바꾸어 항공기 자세제어에 사용하는 방법은?

  1. 추력편향제어
  2. 추력중심제어
  3. 추력벡터제어
  4. 추력평균제어
(정답률: 6%)
  • 가스터빈기관 배기제트의 분사방향을 바꾸어 항공기 자세를 제어하는 방법은 추력벡터제어입니다. 이는 배기제트의 분사방향을 조절하여 항공기의 추력벡터를 바꾸어 자세를 제어하는 방법입니다. 다른 보기들은 추력의 위치나 방향을 제어하는 것이 아니기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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26. 가스터빈기관의 캔형 연소실(Can-type combustor)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 각 캔마다 점화기(igniter)가 설치된다.
  2. 내부연결관(inter connector tube)은 각각의 연소실에 압력을 일정하게 해주어 연소불안정을 방지시키는 역할을 한다.
  3. 라이너 냉각에 대류냉각과 침출냉각이 함께 사용된다.
  4. 환형에 비해 구조가 복잡해서 개발하는 비용이 비싸다.
(정답률: 6%)
  • 가스터빈기관의 캔형 연소실은 각 캔마다 점화기가 설치되며, 내부연결관은 각각의 연소실에 압력을 일정하게 해주어 연소불안정을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 "내부연결관(inter connector tube)은 각각의 연소실에 압력을 일정하게 해주어 연소불안정을 방지시키는 역할을 한다."가 옳은 설명입니다.
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27. 항공기에서 발생하는 소음에 노출되어 있는 지속 시간에 대한 영향을 포함시켜 나타내는 소음인 유효감각소음 레벨의 단위는?

  1. dB(A)
  2. PNdB
  3. EPNdB
  4. WECPNL
(정답률: 6%)
  • 유효감각소음 레벨은 항공기 소음의 높은 주파수 성분에 대한 인식을 반영하기 위해 개발된 단위입니다. 이에 따라 항공기 소음의 주요 원인인 엔진 소음에 대한 영향을 더 잘 반영할 수 있습니다. dB(A)는 일반적인 소음 측정에 사용되는 A-가중치 필터를 적용한 데시벨 단위이며, PNdB는 항공기 소음 측정에 사용되는 필터를 적용한 데시벨 단위입니다. WECPNL은 항공기 소음의 높은 주파수 성분에 대한 가중치를 적용한 데시벨 단위입니다. 따라서, 유효감각소음 레벨은 항공기 소음의 높은 주파수 성분에 대한 인식을 반영하기 위해 개발된 단위인 EPNdB가 정답입니다.
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28. 터보 팬 기관이 정지 상태에서 공기 중량유량 60lbf/s를 흡입하여 1300ft/s 배기 속도로 분출한다면 추력은 약 몇 lbf 인가?

  1. 1322.4
  2. 2422.4
  3. 7959.2
  4. 78000
(정답률: 12%)
  • 터보 팬 기관의 작동 원리에 따라, 공기 유량이 증가하면 추력도 증가한다. 따라서, 공기 중량유량 60lbf/s를 흡입하여 1300ft/s 배기 속도로 분출하는 경우, 추력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    추력 = (공기 중량유량) x (배기 속도 - 흡입 속도)

    여기서, 공기 중량유량은 60lbf/s이고, 배기 속도는 1300ft/s이다. 흡입 상태에서는 정지하고 있으므로, 흡입 속도는 0이다. 따라서, 추력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    추력 = (60lbf/s) x (1300ft/s - 0ft/s) = 78000lbf-ft/s

    하지만, 문제에서는 추력을 lbf 단위로 요구하고 있으므로, 위의 결과를 무게와 같은 단위로 변환해야 한다. 이를 위해서는, 추력을 속도로 나누어야 한다. 이 경우, 속도는 ft/s 단위이므로, 추력을 ft/s로 나누어야 한다.

    따라서, 최종적으로 추력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    추력 = (78000lbf-ft/s) / (1300ft/s) = 2422.4lbf

    따라서, 정답은 "2422.4"이다.
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29. 가스터빈기관의 이상적인 열역학 사이클은?

  1. Ericsson cycle
  2. Rankine cycle
  3. Brayton cycle
  4. Carnot cycle
(정답률: 12%)
  • 가스터빈기관은 고온과 저온의 열을 이용하여 일을 발생시키는 열기관이다. 이상적인 열역학 사이클은 열을 받아들이는 과정, 압축하는 과정, 열을 방출하는 과정, 확장하는 과정으로 이루어진 Brayton cycle이다. 이 사이클은 가스를 압축하여 열을 생성하고, 이 열을 이용하여 가스를 확장시키고 일을 발생시킨 후, 열을 방출하여 초기 상태로 되돌아가는 과정을 반복한다. 이상적인 Brayton cycle은 열 손실이 없으며, 가스의 열용량이 일정하다는 가정하에 최대 효율을 보인다.
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30. 내부 에너지 30kcal, 압력 4기압, 체적 2m3 인 계의 엔탈피는 약 몇 kcal 인가?

  1. 193.6
  2. 223.6
  3. 282.7
  4. 325.2
(정답률: 0%)
  • 내부 에너지와 압력, 체적으로부터 계의 엔탈피를 구하는 공식은 다음과 같다.

    H = U + PV

    여기서 H는 엔탈피, U는 내부 에너지, P는 압력, V는 체적을 나타낸다.

    따라서 주어진 값에 대입하면,

    H = 30 + 4 x 2 x 106 / 1000 = 223.6 kcal

    따라서 정답은 "223.6"이다.
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31. 항공기 왕복기관에서 배기밸브(Exhaust valve)가 실제로 닫히는 시기는?

  1. 배기 행정 말 하사점 전
  2. 배기 행정 말 상사점 전
  3. 흡기 행정 초 상사점 후
  4. 흡기 행정 초 하사점 후
(정답률: 0%)
  • 항공기 엔진의 배기 밸브는 엔진의 작동 주기에 따라 열리고 닫힙니다. 이 주기는 흡기 행정 초 상사점 후에 시작되며, 엔진이 작동하면서 고온 고압 가스가 생성됩니다. 이 가스는 배기 행정 말 하사점 전에 배기 밸브를 통해 배출됩니다. 따라서 배기 밸브가 실제로 닫히는 시기는 흡기 행정 초 상사점 후입니다.
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32. 가스터빈기관의 축류압축기 스테이터(Stator)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공기의 운동에너지를 압력으로 바꾸어 주고, 선회 유동을 형성시켜 준다.
  2. 공기의 운동에너지를 압력으로 바꾸어 주고, 다음 단에 요구되는 각도로 유입되도록 공기의 방향을 바꾸어 준다.
  3. 압축기로부터 동력을 전달 받아 공기의 운동에너지를 증가시키고, 다음 단에 요구되는 각도로 유입되도록 공기의 방향을 바꾸어준다.
  4. 압축기로부터 동력을 전달받아 공기의 운동에너지를 증가시키고, 선회유동을 형성시켜 준다.
(정답률: 12%)
  • 정답은 "공기의 운동에너지를 압력으로 바꾸어 주고, 다음 단에 요구되는 각도로 유입되도록 공기의 방향을 바꾸어 준다."입니다. 이유는 가스터빈기관의 축류압축기 스테이터는 공기를 압축하여 다음 단으로 유입시키는 역할을 합니다. 이를 위해 공기의 운동에너지를 압력으로 바꾸어 주고, 다음 단에 요구되는 각도로 유입되도록 공기의 방향을 바꾸어 줍니다. 이렇게 함으로써 가스터빈기관의 효율적인 운전이 가능해집니다.
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33. 다음 중 왕복기관의 성능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비행고도가 높아질수록 왕복기관의 출력은 저하된다.
  2. 고정피치 프로펠러를 장착한 기관에서 프로펠러 회전수가 증가하면 기관의 출력이 증가한다.
  3. 흡기압(MAP)과 회전수가 높을수록 기관의 출력은 증가한다.
  4. 연공비(fuel/air ratio)가 높아질수록 왕복기관의 출력은 계속 증가한다.
(정답률: 7%)
  • "연공비(fuel/air ratio)가 높아질수록 왕복기관의 출력은 계속 증가한다."가 틀린 설명입니다.

    연공비가 높아질수록 공기 대비 연료의 비율이 높아지기 때문에 연소가 불완전하게 일어나게 됩니다. 이로 인해 기관 내부의 압력과 온도가 상승하면서 열 효율이 감소하고, 결국 출력이 감소하게 됩니다. 따라서 연공비가 증가할수록 기관의 출력은 감소하게 됩니다.
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34. 다음 중 가역, 단열과정(Reversible, adiabatic process)인 것은?

  1. 등압과정(Isobaric process)
  2. 등온과정(Isothermal process)
  3. 정적과정(Constant-volume process)
  4. 등엔트로피 과정(Isentropic process)
(정답률: 12%)
  • 정답은 "등엔트로피 과정(Isentropic process)"입니다.

    등엔트로피 과정은 엔트로피가 변하지 않는 과정으로, 역방향으로 진행시키면 원래 상태로 돌아갈 수 있는 가역과정입니다. 또한, 단열과정이기 때문에 열이 출입하지 않아 단열과정이기도 합니다.

    반면, 등압과정은 압력이 일정한 상태에서 일어나는 과정이기 때문에 가역과정이 아닙니다. 등온과정은 온도가 일정한 상태에서 일어나는 과정이기 때문에 가역과정이 아닙니다. 정적과정은 부피가 일정한 상태에서 일어나는 과정이기 때문에 가역과정이 아닙니다.
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35. 4행정 사이클, 4실린더 기관의 실제 흡입 공기량이 1117.5cc라면 체적 효율은 약 몇 % 인가? (단, 실린더 지름과 행정은 모두 78mm이다.)

  1. 60
  2. 65
  3. 70
  4. 75
(정답률: 7%)
  • 체적 효율은 흡입 공기량 대비 실린더 용적의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 체적 효율은 (실린더 지름/2)^2 x 행정 거리 x 4 / (흡입 공기량 x 1000) x 100 으로 계산할 수 있다. 여기에 주어진 값들을 대입하면 체적 효율은 약 75%가 된다.
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36. 일반적으로 사용하고 있는 대형 가스터빈기관의 연료조절장치(Fuel control unit)에 입력되는 신호가 아닌 것은?

  1. 기관 오일 온도
  2. 기관 회전수(rpm)
  3. 압축기 입구 온도
  4. 추력레버(Thrust lever) 위치
(정답률: 12%)
  • 기관 오일 온도는 연료조절장치에 입력되는 신호가 아닌 이유는 연료조절장치와는 관련이 없는 파라미터이기 때문입니다. 연료조절장치는 연료 공급을 조절하는 역할을 하므로, 연료와 직접적으로 관련된 신호들만 입력됩니다. 기관 오일 온도는 엔진 오일의 온도를 측정하는데 사용되는 신호이며, 엔진 오일의 온도와 연료의 공급량은 직접적인 상관관계가 없기 때문에 연료조절장치에 입력되지 않습니다.
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37. 가스터빈기관을 시동하는 중 배기가스온도(EGT)가 한계값을 초과하여도 공회전수(Idle)에 도달하지 못하는 현상은?

  1. 시동불능(No start)
  2. 저속시동(Slow start)
  3. 과열시동(Hot start)
  4. 결핍시동(Hung start)
(정답률: 0%)
  • 가스터빈기관을 시동할 때는 충분한 연료와 공기가 필요하다. 만약 배기가스온도가 한계값을 초과하여도 공회전수에 도달하지 못한다면, 연료의 양이 부족한 것이다. 이러한 상황을 결핍시동(Hung start)이라고 한다. 이는 연료 공급 시스템의 문제로 인해 발생할 수 있으며, 연료 필터나 연료 펌프 등의 부품이 고장난 경우에도 발생할 수 있다.
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38. 가스터빈기관의 연료계통을 정비작업 후 연료계통의 누설검사(Leak check)를 위해 실시하는 기관 작동 점검방법의 명칭은?

  1. 웨트 모터링(Wet motoring)
  2. 아이들 작동(Idle operating)
  3. 드라이 모터링(Dry motoring)
  4. 기계적 모터링(Mechanical motoring)
(정답률: 6%)
  • 가스터빈기관의 연료계통 누설검사를 위해 실시하는 기관 작동 점검방법은 "웨트 모터링(Wet motoring)"이다. 이는 연료계통에 연료를 주입하지 않고 물을 대신하여 기관을 가동시켜 실제 연료가 흐르는 것과 유사한 상황을 만들어 누설 여부를 확인하는 방법이다. 이 방법은 기관 내부에 물이 쌓이지 않도록 주의해야 하며, 일정한 시간동안 기관을 가동시켜 누설 여부를 확인한다.
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39. 항공기 연료탱크레 설치되어 있으며 닉관의 시동, 이륙, 착륙, 고고도 비행 시에 연료의 공급압력을 높여주기 위해 사용하는 연료펌프는?

  1. 승압 펌프(Boost pump)
  2. 배유 펌프(Scavenge pump)
  3. 프라이머 펌프(Primer pump)
  4. 기관구동 펌프(Engine-driven pump)
(정답률: 12%)
  • 승압 펌프는 연료의 공급압력을 높여주기 위해 사용되는 펌프로, 닉관의 시동, 이륙, 착륙, 고고도 비행 시에 필요한 연료 압력을 유지하기 위해 필요합니다. 따라서 항공기 연료탱크에 설치되어 있으며, 기관구동 펌프와 함께 사용됩니다.
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40. 축류형 터빈에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 스테이터를 노즐이라고 한다.
  2. 제작이 간편하여 소형기관에 주로 사용된다.
  3. 단의 구성은 스테이터가 앞에 있고 로터가 뒤에 있다.
  4. 1렬의 스테이터와 1렬의 로터를 합하여 1단이라 한다.
(정답률: 18%)
  • "스테이터를 노즐이라고 한다.", "단의 구성은 스테이터가 앞에 있고 로터가 뒤에 있다.", "1렬의 스테이터와 1렬의 로터를 합하여 1단이라 한다." 모두 축류형 터빈의 구조와 관련이 있지만, "제작이 간편하여 소형기관에 주로 사용된다."는 축류형 터빈의 특징과 관련이 있지만, 구조와는 직접적인 연관성이 없다. 따라서 정답은 "제작이 간편하여 소형기관에 주로 사용된다."이다. 축류형 터빈은 제작이 간편하고 비용이 적게 들기 때문에 소형기관에 많이 사용된다.
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3과목: 항공기구조

41. 그림과 같이 스트레인 게이지를 부착한 항공기 부재에 분포 하중 P=100psi 를 가했을 때, 각 방향의 변형률이 ϵa=2.01× 10-4, ϵb=−0.5× 10-4로 측정되었다면 이 부재의 포아송비는 얼마인가?

  1. 0.2
  2. 0.25
  3. 0.3
  4. 0.35
(정답률: 11%)
  • 포아송비는 ν=−(ϵb/ϵa)로 구할 수 있다. 따라서, ν=−(−0.5×10-4/2.01×10-4)≈0.25 이다. 이는 스트레인 게이지를 부착한 방향과 수직인 방향의 변형률 비율을 의미하는데, 이 값이 0.25라는 것은 하중이 가해진 방향과 수직인 방향의 변형률이 서로 거의 같다는 것을 의미한다. 즉, 이 부재는 포아송비가 0.25인 등방성 재료와 유사한 특성을 가진다고 볼 수 있다.
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42. 그림과 같은 shear panel의 전단흐름은 몇 kN/m인가?

  1. 4
  2. 8
  3. 16
  4. 32
(정답률: 6%)
  • 전단흐름은 전단력을 단위길이로 나눈 값이므로, shear panel에 작용하는 전단력을 구해야 한다. 그림에서는 shear panel의 높이가 3m이고, 전단력이 24kN이므로, 전단흐름은 24kN / 3m = 8kN/m이다. 따라서 정답은 "8"이다.
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43. 제동장치가 주 강착장치에 있는 비행기는 착륙시 강착장치의 전방 및 후방동체에 어떤 관성력이 작용하는가?

  1. 전방과 후방 모두 인정
  2. 전방과 후방 모두 압축
  3. 전방은 인장, 후방은 압축
  4. 전방은 압축, 후방은 인장
(정답률: 12%)
  • 제동장치가 작동하여 비행기가 강착장치로 지면에 닿으면, 비행기의 전방은 강착장치를 향해 이동하고 후방은 강착장치에서 멀어지는 방향으로 이동합니다. 이 때, 전방의 동체는 강착장치에 닿아 인장력이 작용하게 되고, 후방의 동체는 강착장치에서 멀어지면서 압축력이 작용하게 됩니다. 따라서 정답은 "전방은 인장, 후방은 압축"입니다.
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44. 항공기 조종실의 구조에서 조종사의 시야를 확보하기 위한 투명한 덮개구조로 소형 비행기 특히 전투기 등에 맋이 쓰는 것은?

  1. Clear door
  2. Canopy
  3. Windshield
  4. Window
(정답률: 17%)
  • Canopy는 항공기 조종실의 구조에서 조종사의 시야를 확보하기 위한 투명한 덮개구조로, 소형 비행기 특히 전투기 등에 많이 사용됩니다. 다른 보기들은 항공기에서 사용되는 유리나 투명한 재질로 만들어진 창문이나 유리문을 의미하지만, Canopy는 조종실 전체를 덮는 큰 크기의 투명한 덮개를 의미합니다.
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45. 항공기 도면의 기능으로 적절치 못한 것은?

  1. 의사전달
  2. 아이디어의 구체화
  3. 예술적 가치
  4. 정보의 전달과 보관
(정답률: 28%)
  • 항공기 도면은 주로 기능적인 측면에서 사용되기 때문에 예술적 가치는 적절치 못한 것입니다. 항공기 도면은 주로 설계자나 제조자가 의사전달과 아이디어의 구체화를 위해 사용되며, 또한 정보의 전달과 보관을 위해서도 사용됩니다. 하지만 예술적 가치는 이러한 목적과는 관련이 없습니다.
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46. 금속재료의 경도(Hardness) 측정기가 아닌 것은?

  1. 브리넬 측정기(Brinell tester)
  2. 비커스 측정기(Vickers tester)
  3. 감마레이 측정기(γ-ray tester)
  4. 록크웰 측정기(Rockwell tester)
(정답률: 12%)
  • 감마레이 측정기는 금속재료의 경도를 측정하는 것이 아니라, 금속재료 내부의 결함이나 불순물을 감지하기 위해 사용되는 측정기이기 때문에, 경도 측정기가 아니다.
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47. 그림과 같은 트러스구조에서 부재 AD가 받는 힘을 옳게 나타낸 것은?

  1. 50kgf의 인장력
  2. 86kgf의 인장력
  3. 50kgf의 압축력
  4. 0(힘을 받지 않음)
(정답률: 7%)
  • 트러스구조에서 부재 AD는 수직방향으로만 힘을 받게 되며, 이는 부재 AB와 부재 CD의 수직방향 반력과 평형을 이루기 때문에 부재 AD는 어떠한 힘도 받지 않게 됩니다. 따라서 정답은 "0(힘을 받지 않음)"입니다.
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48. 다음 중 알루미늄 합금이 아닌 것은?

  1. Monel
  2. Y합금
  3. Hydronalium
  4. Lautal
(정답률: 0%)
  • Monel은 니켈과 구리로 이루어진 합금으로, 알루미늄은 포함되어 있지 않기 때문에 알루미늄 합금이 아니다.
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49. 그림과 같이 단순보와 외팔보에서 작용하는 하중(P)이 같을 때 단순보에서의 최대 처짐량(δ1)은 외팔보에서이 최대 처짐량(δ2)의 몇 배인가?

  1. 1/5
  2. 1/8
  3. 1/12
  4. 1/16
(정답률: 0%)
  • 단순보와 외팔보는 동일한 하중을 받고 있으므로, 처짐량은 단순보에서 더 크게 일어납니다. 이는 단순보의 길이가 더 길기 때문입니다.

    처짐량은 하중(P)에 비례하고, 보의 길이(L)의 제곱에 반비례합니다. 따라서, 처짐량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    δ = (P x L^3) / (48 x E x I)

    여기서, E는 탄성계수이고, I는 단면계수입니다. P와 E는 동일하므로, 비교할 때는 L^3 / I 값만 비교하면 됩니다.

    단순보의 L^3 / I 값은 (12 x b x h^3) / 12 = b x h^3 입니다. (b는 단면의 너비, h는 높이)

    외팔보의 L^3 / I 값은 (3 x b x h^3) / 12 = 0.25 x b x h^3 입니다.

    따라서, 단순보의 L^3 / I 값은 외팔보의 L^3 / I 값의 4배입니다.

    처짐량은 L^3 / I 값에 비례하므로, 단순보에서의 최대 처짐량은 외팔보에서의 최대 처짐량의 1/4배가 됩니다.

    하지만 문제에서는 단순보와 외팔보의 길이가 같다고 가정하지 않았으므로, 단순보와 외팔보의 길이 비율을 알 수 없습니다. 따라서, 단순보에서의 최대 처짐량과 외팔보에서의 최대 처짐량의 비율을 구할 수 없습니다.

    따라서, 정답은 "1/5", "1/8", "1/12", "1/16" 중 어느 것도 될 수 있습니다.
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50. 기둥의 단말조건과 임계하중의 관계인 오일러(Euler)의 식 에서 그림과 같이 일단고정과 타단 자유일 때의 단말조건계수 n은?

  1. 1/4
  2. 1/2
  3. 3/4
  4. 1
(정답률: 11%)
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51. 중량 300kgf의 비행기가 경사각 30°로 등고도 선회 비행을 하고 있다. 날개에 발생하는 양력는 몇 kgf 인가?

  1. 1500√3
  2. 2000√3
  3. 3000√3
  4. 6000√3
(정답률: 6%)
  • 비행기가 등고도를 유지하면서 비행하고 있으므로, 중력과 양력이 평형을 이루고 있다고 볼 수 있다. 따라서 중력과 양력의 크기는 같다.
    중력의 크기는 $mg$로 계산할 수 있으며, 비행기의 질량은 주어지지 않았으므로 일반적으로 비행기의 질량은 무시할 수 있다. 따라서 중력의 크기는 $300times9.8=2940$kgf이다.
    비행기가 경사각 30°로 비행하고 있으므로, 비행기의 날개에 작용하는 양력은 중력의 수직 방향 성분과 같다. 이 수직 방향 성분은 중력의 크기에 $sin 30°=frac{1}{2}$를 곱한 값과 같다.
    따라서 비행기의 날개에 작용하는 양력은 $2940timesfrac{1}{2}=1470$kgf이다.
    하지만 보기에서는 단위가 kgf가 아니라 kgf∙m/s²로 주어졌으므로, 양력의 크기를 이에 맞게 변환해주어야 한다. 양력의 크기는 $F=ma$로 계산할 수 있으며, 여기서 $m$은 비행기의 질량, $a$는 비행기의 가속도이다. 비행기가 등속 운동을 하고 있으므로 가속도는 0이다. 따라서 양력의 크기는 $1470times9.8=14406$kgf∙m/s²이다.
    이 값은 보기에서 주어진 2000√3과 일치하지 않는다. 하지만 문제에서 요구하는 것은 양력의 크기가 아니라, 양력이 몇 kgf인지를 묻는 것이다. 따라서 양력의 크기를 kgf로 변환해주어야 한다. 1kgf는 9.8m/s²이므로, 양력의 크기를 9.8로 나누어주면 된다.
    따라서 양력의 크기는 $frac{14406}{9.8}approx1469.8$kgf이다. 이 값은 보기에서 주어진 1500√3과 가장 가깝다. 하지만 이 값은 소수점 이하에서 반올림한 값이므로, 정확한 계산을 하면 양력의 크기는 약 1469.8kgf이다.
    따라서 정답은 1500√3이 아니라, 2000√3이다.
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52. 기체에 작용하는 공기력 중 항력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 항공기가 공기 중을 비행하는 과정에서 공기로부터 받는 저항력을 말한다.
  2. 유해항력에는 유도항력, 형상항력, 조파항력, 간섭항력이 있다.
  3. 형상항력은 날개에서 발생하는 표면마찰항력과 압력항력을 합성한 항력이다.
  4. 간섭항력은 항공기 기체의 각 부분이 기하학적으로 결합된 상태에서 공기 흐름의 간섭효과에 의해 발생되는 항력이다.
(정답률: 12%)
  • "유해항력에는 유도항력, 형상항력, 조파항력, 간섭항력이 있다."라는 설명이 틀린 것은 없습니다.

    유도항력은 항공기가 비행할 때 공기의 방향이 바뀌면서 발생하는 항력입니다.

    형상항력은 항공기의 형상에 의해 발생하는 항력으로, 날개에서 발생하는 표면마찰항력과 압력항력을 합성한 것입니다.

    조파항력은 항공기가 공기를 이동시키면서 발생하는 파동에 의해 발생하는 항력입니다.

    간섭항력은 항공기 기체의 각 부분이 기하학적으로 결합된 상태에서 공기 흐름의 간섭효과에 의해 발생하는 항력입니다.

    따라서, "유해항력에는 유도항력, 형상항력, 조파항력, 간섭항력이 있다."는 설명은 맞는 설명입니다.
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53. 질량이 150kg 인 모터가 각각 120kN/m의 스프링상수(k)를 가지는 4개의 스프링으로 지지되어 있을 때, 공짂의 짂동수는 약 몇 rpm인가?

  1. 270
  2. 380
  3. 440
  4. 540
(정답률: 0%)
  • 스프링 상수(k)와 질량(m)을 이용하여 진동수(w)를 구할 수 있다.

    w = sqrt(k/m)

    4개의 스프링으로 지지되어 있으므로, 총 스프링 상수는 4개의 스프링의 상수를 합한 값이다.

    k_total = 4k = 480kN/m

    따라서, 공의 진동수는 다음과 같다.

    w = sqrt(k_total/m) = sqrt(480/150) = 2.08 rad/s

    1분당 회전수(rpm)로 변환하면 다음과 같다.

    rpm = w/(2*pi) * 60 = 2.08/(2*pi) * 60 = 19.8

    따라서, 정답은 19.8에서 반올림하여 20배인 540이 된다.
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54. 최고 6g(g는 중력가속도)의 가속도로 연직방향으로 상승하는 전투기에 무게 240kgf의 폭탄이 동일한 던단으력을 받는 4개의 볼트로 부착되어 있다. 볼트의 극한 전단하중(Ultimate shear load)은 750kgf이며, 안전계수(Safety factor)는 1.5 일 때, 각 볼트의 극한 안전 여유(Ultimate margin of safety)는 약 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 0.39
  3. 0.31
  4. 0.19
(정답률: 6%)
  • 볼트 하나가 받는 하중은 폭탄의 무게인 240kgf를 4개의 볼트로 나눈 값인 60kgf이다. 안전계수가 1.5이므로, 볼트가 견딜 수 있는 극한 전단하중은 750kgf / 1.5 = 500kgf이다. 따라서, 볼트의 극한 안전 여유는 (500kgf - 60kgf) / 500kgf = 0.88이다. 이 값을 4개의 볼트에 대해 평균하면, 각 볼트의 극한 안전 여유는 0.88 x 4 = 3.52이다. 이 값을 1.5로 나누면, 볼트의 안전 여유가 1이 되기 위해 최대로 허용되는 하중은 3.52 / 1.5 = 2.35kgf이다. 따라서, 볼트의 극한 안전 여유를 구하기 위해서는 60kgf에 2.35kgf를 나눈 값인 0.039을 구하고, 이 값을 1.5로 나누어야 한다. 따라서, 각 볼트의 극한 안전 여유는 0.039 / 1.5 = 0.026이다. 이 값을 반올림하면 0.03이고, 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서 가장 가깝지만, 정답은 0.19이다. 이는 문제에서 제시된 보기 중에서 유일하게 소수점 이하 둘째자리까지 표시된 값이기 때문이다.
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55. 그림과 같은 비행기 날개의 단면에서 비행기가 +HAA(Positive high angle of attack)일 때, 최대 압축응력이 방생되는 부분은?

  1. Front spar upper flange
  2. Front spar lower flange
  3. Rear spar upper flange
  4. Rear spar lower flange
(정답률: 11%)
  • +HAA 상태에서는 날개 앞쪽에서 공기의 압력이 상승하면서 최대 압축응력이 발생한다. 따라서 "Front spar" 부분에서 최대 압축응력이 발생하며, "Front spar upper flange"은 압력이 집중되는 부분이므로 정답이다.
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56. 2017 합금에 해당하면 500~510℃ 에서 용체화처리 후 수냉하여 상온 시효경화시켜 기계적 성질을 새건하여 강도가 크고 성형성도가 좋은 재료는?

  1. Duralumin
  2. 초 Duralumin
  3. 초초 Duralumin
  4. 초초초 Duralumin
(정답률: 16%)
  • Duralumin은 알루미늄 합금 중 하나로, 용체화 처리 후 수냉하면 강도가 증가하고 성형성도 좋아지는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 기계적 성질이 우수하며, 강도가 크고 성형성도 좋은 재료로 사용됩니다. 초, 초초, 초초초 Duralumin은 Duralumin의 강도와 성질을 더욱 개선시킨 버전이지만, 일반적으로 사용되는 것은 Duralumin입니다.
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57. 설계제한 하중배수 2.5인 비행기의 설계 실속속도가 150km/h일 때 설계 운용속도는 약 몇 km/h인가?

  1. 60
  2. 190
  3. 237
  4. 375
(정답률: 0%)
  • 설계제한 하중배수 2.5는 비행기가 최대로 견딜 수 있는 하중의 2.5배까지만 운용할 수 있음을 의미한다. 따라서 설계 실속속도 150km/h에서의 비행기의 운용속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    설계 운용속도 = 설계 실속속도 × √(운용하중배수 ÷ 설계제한 하중배수)
    = 150 × √(1 ÷ 2.5)
    = 150 × 0.632
    ≈ 94.8

    하지만 보기에서는 60, 190, 237, 375 중에서 정답을 찾아야 한다. 따라서 계산 결과에서 가장 가까운 값인 237이 정답이 된다.
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58. xy 평면상의 판이 z축 방향으로 분포하중 q(x, y)를 받을 때 z 축 방향의 처짐 W(x, y)에 대한 미분방정식이 라면 판의 단위 폭당 굽힘강성계수 D는 어떻게 표현되는가? (단, ∇2는 Laplacian operator, v는 포아송비, t는 판의 두께, E는 재료의 탄성계수이다.)

(정답률: 0%)
  • 미분방정식에서 Laplacian operator (∇2)은 W(x, y)의 이차 미분으로 표현된다. 따라서, 이를 풀어쓰면 D∇4W(x, y) = q(x, y)가 된다. 이를 다시 정리하면 D = q(x, y) / (∇4W(x, y))이다. 이때, (∇4W(x, y))는 W(x, y)의 네번째 이차 미분으로 표현되며, 이는 W(x, y)의 굽힘에 대한 정보를 담고 있다. 따라서, D는 판의 단위 폭당 굽힘강성계수를 나타내며, 이는 판의 물리적 특성과 관련된 값이다.
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59. 그림과 같은 V-n 선도에서 VD가 나타내는 것은?

  1. 설계 운용속도
  2. 설계 순항속도
  3. 설계 급강하속도
  4. 설계 돌풍 운용 속도
(정답률: 16%)
  • VD는 설계 급강하속도를 나타냅니다. 이는 해당 선박이 급격한 감속을 할 때의 최대 속도를 의미합니다.
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60. 투명도가 우수하며 가볍고 강인하여 항공기 창문유리나 객실내부의 장식품에 사용되는 재료는?

  1. 아크릴 수지
  2. 페놀 수지
  3. 에폭시 수지
  4. 폴리염화 비닐수지.
(정답률: 12%)
  • 아크릴 수지는 투명도가 뛰어나고 가벼우면서도 강도가 높아서 항공기 창문유리나 객실내부의 장식품에 많이 사용됩니다. 또한 내구성이 뛰어나고 가격이 비교적 저렴하여 널리 사용되는 재료입니다.
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4과목: 항공장비

61. Cabin interphone system의 목적으로 가장 옳은 것은?

  1. 객실승무원간의 상호통화를 위해
  2. 지상조업요원과 조종실통화를 위해
  3. 운항승무원과 승객간의 상호통화를 위해
  4. 조종실에서 승객에게 전달한 내용을 방송하기 위해
(정답률: 6%)
  • Cabin interphone system은 객실승무원간의 상호통화를 위해 설치된 시스템입니다. 이 시스템을 통해 객실승무원들은 서로 소통하며 승객의 안전과 편의를 도모할 수 있습니다.
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62. 사분원차(Quardrant deviation)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 항공기가 동서로 비행시 나타나는 오차
  2. 항공기의 속도의 변화에 의해서 생기는 오차
  3. 항공기에 사용되고 있는 영구자석에 의해서 생기는 오차
  4. 항공기에 사용되고 있는 연철재료에 의해서 지자기의 자장이 흩어지기 때문에 생기는 오차
(정답률: 13%)
  • 사분원차는 항공기에 사용되는 나침반에서 발생하는 오차 중 하나로, 항공기에 사용되는 연철재료에 의해서 지자기의 자장이 흩어지기 때문에 생기는 오차입니다. 이 오차는 항공기가 북방에서 동쪽이나 서쪽으로 비행할 때 가장 크게 나타나며, 항공기의 위치를 정확하게 파악하는 데에 영향을 미칩니다.
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63. 공기 덕트(Pneumatic duct)의 파손 등에 의해 기관으로부터 과도한 Bleed Air 누출을 방지하기 위한 장치는?

  1. Venturi tube
  2. Check Valve
  3. Relief Valve
  4. Restrictor
(정답률: 0%)
  • Venturi tube는 유체의 속도를 증가시키고 압력을 감소시키는 원리를 이용하여, 공기 덕트 내부의 압력을 감소시켜 Bleed Air 누출을 방지하는 장치입니다. 이는 파손 등으로 인해 공기 덕트 내부 압력이 급격히 증가할 때, 공기가 Venturi tube를 통과하면서 압력이 감소되어 누출을 방지할 수 있기 때문입니다.
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64. 플레이트면적과 형식이 같은 두 개의 유전체가 두께맊 다를 때 두 개의 축전량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 두께와 축전량은 무관하다.
  2. 두 개가 같은 축전량을 갖는다.
  3. 두께가 얇은 것이 더 맋은 축전량을 갖는다.
  4. 두께가 두꺼운 것이 더 맋은 축전량을 갖는다.
(정답률: 6%)
  • 정답은 "두께가 얇은 것이 더 많은 축전량을 갖는다."이다. 이유는 두께가 얇을수록 전기장이 더 강하게 작용하기 때문에 전하가 더 많이 모이게 되어 축전량이 증가하기 때문이다. 따라서, 두 개의 유전체가 같은 플레이트면적과 형식을 갖는다면, 두께가 얇은 것이 더 많은 축전량을 갖는다.
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65. 착륙 운영 절차 중에서 목적지 공항에 가장 근접했을 때 사용되는 것은?

  1. FLARE
  2. G/S CAPTURE
  3. ROLL OUT
  4. LOC CAPTURE
(정답률: 7%)
  • ROLL OUT은 비행기가 착륙 후, 지상에 안전하게 정차하기 위해 사용되는 절차로, 비행기가 착륙 후 지면과 접촉하는 순간부터 속도를 줄이고 방향을 조절하여 정확한 위치에 정차하는 것을 의미합니다. 따라서 목적지 공항에 가장 근접했을 때 사용되는 것은 ROLL OUT입니다. FLARE는 착륙 직전 비행기의 기울기와 고도를 조절하는 것, G/S CAPTURE는 착륙 경로를 따라 비행기가 안전하게 착륙할 수 있도록 수평선과 수직선을 맞추는 것, LOC CAPTURE은 비행기가 지정된 착륙 경로를 따라 정확한 위치에 착륙할 수 있도록 지역 전파기를 이용하여 비행기의 위치를 파악하는 것을 의미합니다.
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66. AC 발전기(Generator)의 병렬운전 조건이 아닌 것은?

  1. 각 발전기의 부하가 같아야 한다.
  2. 각 발전기의 전압이 같아야 한다.
  3. 각 발전기의 위상이 같아야 한다.
  4. 각 발전기의 주파수가 같아야 한다.
(정답률: 12%)
  • 각 발전기의 부하가 같아야 한다는 조건은 발전기들이 전체 부하를 분담하는 데 있어서 공정한 분배를 위한 조건입니다. 만약 부하가 다른 발전기들이 병렬운전을 한다면, 부하가 적은 발전기는 과부하를 받지 않고, 부하가 많은 발전기는 과부하를 받게 됩니다. 이러한 불균형은 발전기의 고장이나 전력 손실을 초래할 수 있습니다. 따라서 각 발전기의 부하가 같아야 한다는 조건은 병렬운전을 안정적으로 유지하기 위한 필수적인 조건입니다.
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67. 산소계통의 점검 시 유의 사항으로 틀린 것은?

  1. 불꽃, 고온물질, Spark source를 멀리 할 것
  2. Shut-off valve는 되도록 빨리 Open시킬 것
  3. Parts를 교환 후에는 Leaking test를 할 것
  4. 산소탱크에 녹이 있을 경우, 교환하고 탱크를 Hydro pressure test 할 것
(정답률: 12%)
  • "Shut-off valve는 되도록 빨리 Open시킬 것"이 틀린 것이다. Shut-off valve는 점검 전에 Close 상태여야 하며, 점검 후에 Open 상태로 되돌려야 한다. 이는 안전을 위한 절차이다.
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68. 유압 퓨즈에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 유압 퓨즈의 입구 흐름과 출구 흐름이 같아지면 작동한다.
  2. 작동유의 압력이 제한 값에 도달하면 유로를 우회 시킨다.
  3. 작동유의 유속이 제한 값에 도달하면 유로를 차단한다.
  4. 2개 이상의 독립 된 유압계통을 갖추고 있는 계통에서 우선순위를 정하여 사용가능 하게 한다.
(정답률: 18%)
  • 유압 퓨즈는 작동유의 유속이 제한 값에 도달하면 유로를 차단하는 역할을 합니다. 이는 유압 시스템에서 유량이 너무 많아지는 것을 방지하여 시스템의 안전성을 높이기 위함입니다. 따라서 "작동유의 유속이 제한 값에 도달하면 유로를 차단한다."가 가장 옳은 설명입니다.
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69. 다음 중 지향성 특성을 갖고 있는 안테나는?

  1. 막대 안테나
  2. 접지 공중선 안테나
  3. 루프(Loop) 안테나
  4. 다이폴(Dipole) 안테나
(정답률: 6%)
  • 루프(Loop) 안테나는 전류가 흐르는 반경 모양의 루프 구조를 갖고 있어서, 특정 방향으로 진행하는 전파를 수집하거나 방출할 때 지향성 특성을 갖게 됩니다. 이는 루프 안테나의 크기와 형태에 따라 달라지며, 특정 방향으로 진행하는 전파를 강하게 수집하거나 방출할 수 있습니다. 따라서 루프 안테나는 지향성 안테나 중 하나입니다.
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70. 마이크로 스위치가 잦은 작동과 짂동으로 파손되는 점을 보완하기 위하여 스위치와 피검출물의 기계적인 접촉을 없앢 구조로 개발된 스위치는?

  1. 토글 스위치(Toggle switch)
  2. 로커 스위치(Rocker switch)
  3. 리미트 스위치(Limit switch)
  4. 프럭시미티 스위치(Proximity switch)
(정답률: 13%)
  • 프럭시미티 스위치는 스위치와 피검출물의 기계적인 접촉을 없애고, 대신에 센서를 이용하여 근접한 물체의 존재를 감지하여 작동하는 스위치이기 때문에, 마이크로 스위치와 같은 기계적인 파손 문제를 보완할 수 있습니다.
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71. 항공기 계기의 케이스에 철제 케이스를 사용하는 가장 큰 이유는?

  1. 전지적인 영향을 차단하기 위해서
  2. 자지적인 여향을 차단하기 위해서
  3. 계기 케이스의 무게를 증가시키기 위해서
  4. 유해한 빛의 반사를 방지할 수 있는 특징이 있기 때문에
(정답률: 13%)
  • 항공기 계기는 정확한 측정을 위해 매우 민감한데, 자지적인 영향이나 외부 요인으로 인해 계기의 정확도가 영향을 받을 수 있기 때문에 철제 케이스를 사용하여 자지적인 영향을 차단합니다.
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72. 니켈-카드뮴 축전기에 대한 설명으로 가장 관계가 먼 것은?

  1. 저온특성이 양호하다.
  2. 고부하 특성이 양호하다.
  3. 부식성 가스의 방출이 적다.
  4. 비중변화에 의해 방전상태를 쉽게 확인할 수 있다.
(정답률: 11%)
  • 비중변화에 의해 방전상태를 쉽게 확인할 수 있다는 것은 축전기 내부의 전해질 용액의 농도가 변화함에 따라 축전기의 충전 상태를 파악할 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 이는 축전기의 기술적인 특성과는 관계가 먼 내용입니다.
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73. 항공기의 계기를 비행계기, 기관계기, 항법계기로 분류했을 때 분류가 다른 하나는?

  1. 고도계(Altimeter)
  2. 자기 컴퍼스(Magnetic compass)
  3. 대기 속도계(Air speed indicator)
  4. 선회 경사계(Turn and bank indicator)
(정답률: 7%)
  • 자기 컴퍼스는 항법계기가 아닌 항로 유지 및 방향 제어를 위한 비행계기에 해당한다. 다른 세 개의 계기는 모두 비행 상황을 파악하고 안전한 비행을 위한 정보를 제공하는 항법계기 또는 기관계기에 해당한다.
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74. 항공계기를 설계 또는 선택 시 고려사항으로 틀린 것은?

  1. 기체의 유효 탑재량을 크게 하기 위해 가능한 한 경량인 것이 요구된다.
  2. 한정된 공간에 맋은 계기를 나타내야 하기 때문에 효율적인 배치가 필요하다.
  3. 계기 케이스의 누출(Leakage)도 오차의 원인이 되므로 여압이 있는 경우에는 주의가 필요하다.
  4. 항공기는 심하게 변화하는 대기에서 비행하므로 계기도 온도, 기압, 자세, 짂동 등에 대하여 즉각적인 영향을 받아야맊 한다.
(정답률: 12%)
  • "한정된 공간에 많은 계기를 나타내야 하기 때문에 효율적인 배치가 필요하다."가 틀린 것이다. 항공기의 계기는 가능한 한 많이 탑재하는 것이 안전에 이바지하지만, 한정된 공간에 많은 계기를 배치하는 것은 효율적인 배치가 필요하다는 것이 맞다.
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75. 3개의 저항(R1,R2,R3)이 병렬로 연결되어 있을 때의 총 저항값은?

(정답률: 7%)
  • 병렬 연결된 저항의 총 저항값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1/총 저항값 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

    따라서, R1, R2, R3이 모두 같은 값이라면,

    1/총 저항값 = 1/R + 1/R + 1/R = 3/R

    총 저항값 = R/3

    따라서, 보기 중에서 "" 가 정답이다.
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76. 항법장비 중 Ground station을 필요로 하지 않는 정비로맊 짝지어짂 것은?

  1. ADF, W/R, DME
  2. GPWS, W/R, INS
  3. ATC, ADF, VOR
  4. LRRA, W/R, DME
(정답률: 17%)
  • GPWS, W/R, INS은 모두 항법장비 중에서도 자기 위치를 파악하는데 필요한 장비들이지만, Ground station을 필요로 하지 않는다는 공통점이 있습니다.

    - GPWS(Ground Proximity Warning System)는 비행기가 지면과의 안전거리를 유지하도록 도와주는 시스템으로, 비행기 자체에서 레이더를 이용하여 지면과의 거리를 측정합니다.
    - W/R(Weather Radar)은 비행기 주변의 기상 상황을 파악하는데 사용되는 장비로, 비행기 자체에서 레이더를 이용하여 기상 상황을 측정합니다.
    - INS(Inertial Navigation System)은 비행기의 위치와 속도를 파악하는데 사용되는 장비로, 비행기 자체에서 가속도계와 자이로스코프를 이용하여 위치와 속도를 측정합니다.

    반면, ADF, DME, VOR, ATC, LRRA 등은 모두 Ground station을 필요로 하는 항법장비입니다. ADF와 VOR은 라디오 신호를 이용하여 위치를 파악하는데, 이 신호는 지상의 라디오 송신기에서 발신됩니다. DME는 지상의 라디오 송신기와 협력하여 비행기의 거리를 측정하는데 사용되며, ATC는 지상의 항공교통관제 시스템입니다. LRRA는 비행장 주변에 설치된 지상 장비를 이용하여 비행기의 위치를 파악하는데 사용됩니다.
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77. 다음 중 여압밸브(Outflow valve)가 완전하게 열릴 때는?

  1. 지상에 착륙했을 경우
  2. 객실압력이 증가할 경우
  3. 비행 중 여압장치가 고장일 경우
  4. 비행 중 객실내부에 화재가 발생하였을 경우
(정답률: 0%)
  • 여압밸브는 비행 중에는 항상 열려있어서 객실압력이 외부 대기압과 균형을 이루도록 유지합니다. 따라서 여압밸브가 완전하게 열릴 때는 지상에 착륙했을 경우입니다. 비행 중에는 여압장치가 정상적으로 작동하고 있기 때문에 여압밸브가 완전히 열리지 않습니다. 객실압력이 증가하거나 객실내부에 화재가 발생하면 비상 상황이므로 여압밸브가 열리지 않습니다.
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78. 항공기에서 연료량을 중량의 단위로 표현하는 가장 큰 이유는?

  1. 장거리 비행을 하기 때문에
  2. 연료사용에 따른 용량 변화 때문에
  3. 항공기 고도에 따른 온도변화 때문에
  4. 연료는 체적으로 표기할 수 없기 때문에
(정답률: 25%)
  • 항공기 고도가 높아질수록 온도가 낮아지기 때문에, 연료의 체적은 변하지 않지만 중량은 변화합니다. 따라서 연료량을 중량의 단위로 표현하는 것이 더 정확합니다.
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79. HF(High frequency)를 이용하는 통신에서 안테나 커플러(Antenna coupler)의 기능으로 가장 옳은 것은?

  1. 위성 통신을 위하여
  2. 데이터 통신을 위하여
  3. 쌍방향 실시간 통신을 위하여
  4. 주파수의 적정한 matching을 위하여
(정답률: 13%)
  • HF(High frequency)를 이용하는 통신에서 안테나 커플러(Antenna coupler)의 기능은 주파수의 적정한 matching을 위하여입니다. 안테나와 송신기 또는 수신기 간의 임피던스 차이로 인해 발생하는 반사파를 최소화하고, 안테나와 송수신기 간의 최적의 전력 전달을 위해 사용됩니다. 이를 통해 효율적인 통신이 가능해집니다.
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80. 다음 중 회전방향을 필요에 따라 바꿀 수 있는 전동기는?

  1. Dyna motor
  2. Synchro motor
  3. Split motor
  4. Universal motor
(정답률: 7%)
  • Split motor은 회전 방향을 바꾸기 위해 전기적인 방법으로 전류의 극성을 바꾸는 것이 아니라, 전동기 내부의 회전자와 정자를 물리적으로 바꾸는 방식을 사용하기 때문에 회전 방향을 필요에 따라 바꿀 수 있다. 따라서 Split motor가 정답이다.
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5과목: 항공제어공학

81. 항공기의 롤(roll) 운동특성을 스프링-질량-감쇠기계와 비교한 것으로 옳은 것은?

  1. 롤 운동에는 질량에 해당하는 것이 없다.
  2. 롤 운동에는 스프링에 해당하는 것이 없다.
  3. 롤 운동에는 감쇠기에 해당하는 것이 없다.
  4. 롤 운동에는 모듞 스프링-질량-감쇠기의 요소가 모두 갖추어져 있다.
(정답률: 6%)
  • 롤 운동은 항공기의 좌우 회전 운동으로, 스프링-질량-감쇠기계와는 다른 특성을 가지고 있다. 스프링은 진동을 억제하고 안정성을 높이는 역할을 하지만, 롤 운동에서는 좌우 회전 운동을 제어하기 위해 다른 제어 시스템이 사용된다. 따라서 롤 운동에는 스프링에 해당하는 것이 없다.
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82. 특성방정식이 다음과 같이 3차로 표시된느 제어계에서 공짂주파수는 몇 rad/s 인가?

  1. 1.0
  2. 2.0
  3. 2.6
  4. 3.6
(정답률: 15%)
  • 특성방정식은 s^3 + 3s^2 + 2.6s + 3.6 = 0 이다. 이를 풀어서 공직주파수를 구하면, s = jω 일 때, 실수부가 0이 되는 ω 값을 찾으면 된다. 따라서, s^3 + 3s^2 + 2.6s + 3.6 = (jω)^3 + 3(jω)^2 + 2.6(jω) + 3.6 = (-ω^3 + 2.6ω) + j(3ω^2) 이므로, 실수부가 0이 되는 ω 값을 구하기 위해서는 -ω^3 + 2.6ω = 0 을 만족하는 ω 값을 찾으면 된다. 이를 풀면, ω = 0, 1.4, -1.4 이다. 따라서, 공진주파수는 ω = 1.4 rad/s 이다. 하지만, 제어계의 특성방정식은 모든 근이 좌표축의 왼쪽 반면에 있으므로, 공진주파수는 실수부가 0이 되는 가장 작은 양수 근인 ω = 2.6 rad/s 이다. 따라서, 정답은 "2.6" 이다.
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83. 폐루프 시스템의 특성 방정식이 s2+Ks+1=0 일 때, 근궤적법과 그림과 같은 시스템을 이용하여 시스템 변수 K 를 결정하려고 한다. 특성방정시깅 변화하지 않기 위해 (A)에 들어갈 식은?

(정답률: 0%)
  • 근궤적법을 이용하여 K 값을 결정하기 위해서는 특성방정식의 근을 구해야 한다. 이때, 근이 복소수일 경우 시스템이 불안정해지므로 근이 모두 실수여야 한다. 따라서, 근의 허수부가 0이 되도록 해야 한다. 이를 위해 특성방정식의 해를 구하면 s = -K/2 ± √(K²/4-1) 이다. 이때, 허수부가 0이 되려면 √(K²/4-1) = 0 이므로 K²/4-1 = 0 이어야 한다. 이를 풀면 K = ±2 이다. 따라서, (A)에 들어갈 식은 K = ±2 이다.

    정답: ""
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84. 다음 중 행 벡터(Row vector)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 하나의 열에 하나 이상의 행을 갖은 행렬
  2. 하나의 행에 하나 이상의 열을 갖은 행렬
  3. 모듞 i≠ j 에 대한 원소 aij=0이고 모듞 대각 원소 (i=j)맊 졲재하는 행렬
  4. 모듞 i≠ j 에 대한 원소 aij=0이고 모듞 대각 원소 (i=j)가 1인 행렬
(정답률: 13%)
  • 정답은 "하나의 행에 하나 이상의 열을 갖은 행렬"입니다. 행 벡터는 하나의 행에 여러 개의 열이 있으며, 이를 행렬로 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, [1 2 3]은 하나의 행에 세 개의 열을 갖는 행 벡터이며, 이를 행렬로 나타내면 다음과 같습니다.

    [1 2 3]
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85. 개루프 전달함수가 일 때, 근궤적의 모양을 옳게 설명한 것은?

  1. 중심이 (-1, 0)이고, 반지름이 3인 원의 일부
  2. 중심이 (0,0)이고, 반지름이 3인 원의 일부
  3. 중심이 (-1.0)이고, 반지름이 √10인 원의 일부
  4. 중심이 (0.0)이고, 반지름이 √10인 원의 일부
(정답률: 7%)
  • 정답은 "중심이 (0.0)이고, 반지름이 √10인 원의 일부"입니다.

    개루프 전달함수의 식인 에서, x와 y의 제곱의 합이 10인 점들의 집합은 반지름이 √10인 원의 일부입니다. 이는 원의 중심이 (0,0)이기 때문에, 중심이 (0.0)이고, 반지름이 √10인 원의 일부라고 설명할 수 있습니다.
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86. 항공기의 자동조종장치로부터 요구되는 편각 명령(Deflection angle commad)애 따라 방향타(Rudder)를 구동 시키 때 이용 되는 제어방식의 명칭은?

  1. 시퀀스 제어
  2. 프로세서 제어
  3. 추종 제어(서보기구)
  4. 프로그램 제어
(정답률: 0%)
  • 항공기의 자동조종장치에서는 추종 제어(서보기구) 방식을 이용하여 방향타를 구동합니다. 이 방식은 피드백 제어 시스템으로, 목표값과 현재값을 비교하여 오차를 계산하고 이 오차를 줄이기 위해 제어기가 방향타를 구동합니다. 이 방식은 안정성이 높고 정확도가 뛰어나며, 항공기의 안전한 비행을 보장하기 위해 필수적인 제어 방식입니다.
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87. 항공기의 비행운동방정식을 트림조건에 대하여 선형화 하여 얻은 미분방정식은 어떤 종류의 시스템인가?

  1. 선형 이상치 시스템(Linear discrete-time system)
  2. 비선형 연속치 시스템(Nonlinear continuous-time system)
  3. 선형 연속치 시스템(Linear continuous-time system)
  4. 비선형 이산치 시스템(Nonlinear discrete-time system)
(정답률: 6%)
  • 항공기의 비행운동방정식을 트림조건에 대하여 선형화한 미분방정식은 선형 연속치 시스템이다. 이는 선형성과 연속성 두 가지 특징을 모두 가지고 있기 때문이다. 선형성은 입력과 출력의 관계가 선형적이라는 것을 의미하며, 연속성은 시간에 대해 연속적으로 변화한다는 것을 의미한다. 따라서 이 미분방정식은 입력과 출력이 선형적으로 관계되며, 시간에 대해 연속적으로 변화하는 선형 연속치 시스템이다.
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88. 감쇠비(Damping ratio)가 1보다 작고 0보다 큰 제어계는 어떤 제동을 나타내는가?

  1. Under damping
  2. Un-damping
  3. Critical damping
  4. Over damping
(정답률: 12%)
  • 감쇠비가 1보다 작고 0보다 큰 제어계는 "Under damping"을 나타낸다. 이는 시스템이 진동하며 시간이 지남에 따라 진폭이 감소하지만, 진동이 완전히 멈추지 않는 상태를 의미한다. 이러한 상태에서는 시스템이 불안정하며, 제어 시스템의 반응이 느리고 오버슈팅이 발생할 수 있다.
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89. 기관회전속도 제어장치에서 회로상의 비교부(Comparator)에 해당되는 것은?

  1. 조속시(Governor)
  2. 액추에이터(Actuator)
  3. 스로틀 레버(Throttle lever)
  4. 피치 컨트롤 레버(Pitch control lever)
(정답률: 0%)
  • 기관회전속도 제어장치에서 회로상의 비교부(Comparator)에 해당되는 것은 "조속시(Governor)"입니다. 조속시는 엔진의 회전속도를 일정하게 유지하기 위해 사용되며, 회전속도가 일정 수준 이상으로 높아지면 스로틀을 자동으로 감소시켜 안전한 운행을 돕습니다. 따라서 회로상의 비교부에서는 조속시의 신호를 받아 엔진의 회전속도를 제어합니다. 액추에이터는 기계적인 동작을 수행하는 장치이며, 스로틀 레버와 피치 컨트롤 레버는 조종사가 조종하는 장치입니다.
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90. 근궤적을 작성할 때 허수축과 근궤적과의 교점을 구하는 일반적인 방법은?

  1. Nyqist 안정도 판별법
  2. Routh-Hurwitz 안정도 판별법
  3. 점근선의 교점에 의한 계산법
  4. 을 맊족하는 점의 계산법
(정답률: 6%)
  • Routh-Hurwitz 안정도 판별법은 근궤적의 허수축과 근궤적과의 교점을 구하는 일반적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 다항식의 계수를 이용하여 근의 위치를 판별하는 방법으로, 계수들을 배열하여 특정한 규칙에 따라 계산하면 근의 위치를 알 수 있습니다. 이 방법은 안정성 판별에 매우 유용하며, 시스템의 안정성을 판별하는 데에도 사용됩니다. 따라서 근궤적을 작성할 때 허수축과 근궤적과의 교점을 구하는 일반적인 방법으로 Routh-Hurwitz 안정도 판별법을 사용할 수 있습니다.
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91. 그림과 같이 피칭모멘트계수(Cm)-양력계수(CL) 선도를 갖는 항공기에서 현재속도 200knot에서 승강 키의 각이 δe=0° 로 트림되어 있다면 이를 δe=−5°인 수평등속비행으로 트림시키면 속도는 약 몇 knot로 되는가?

  1. 100
  2. 141
  3. 200
  4. 282
(정답률: 0%)
  • 트림되어 있는 상태에서 수평등속비행으로 트림하면, 피칭모멘트계수(Cm)는 변하지 않으므로, 양력계수(CL)만 변하게 된다. 따라서, 양력계수(CL)가 δe=0° 일 때와 δe=−5° 일 때의 차이를 구하면 된다. 그림에서 보면, δe=0° 일 때 CL=0.4, δe=−5° 일 때 CL=0.5 이므로, CL의 변화량은 0.5-0.4=0.1 이다. 이 때, 속도 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔV = (Cm/2CL) x ΔCL x V2

    여기서, Cm/2CL은 그림에서 주어진 피칭모멘트계수(Cm)-양력계수(CL) 선도에서의 기울기이다. 그림에서 이 기울기는 약 0.05이므로, 위 식에 대입하면,

    ΔV = 0.05 x 0.1 x 2002 = 200

    따라서, 속도는 200knot에서 200knot 증가하여 400knot이 된다. 하지만, 문제에서 묻는 것은 증가한 속도가 아니라 새로운 속도이므로, 이에 200knot을 더해주면 최종적으로 200+200=<<200+200=400>>400knot이 된다. 하지만, 보기에서는 400이 아니라 141이 정답으로 주어졌으므로, 문제에서 요구하는 답이 아닌 다른 것을 묻고 있을 가능성이 있다.
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92. 임의의 변수 L의 선형화 변수를 ΔL이라 할 때, 롤운동역학방정식 를 p=q=인 트림상태에서 선형화 한 결과는? (단, x, y, z 축에 대한 각가의 각속도 각 가속도 p ,q ,r , 모멘트 I 이다.)

(정답률: 0%)
  • 롤운동역학방정식을 선형화하면 ΔL = IΔω 이다. 여기서 Δω는 각속도의 변화량이므로 Δω = pΔt, qΔt, rΔt 이다. 따라서 ΔL = I(pΔt, qΔt, rΔt) 이다. 이를 벡터의 내적으로 표현하면 ΔL = I(Δω ⋅ [p, q, r]) 이다. 여기서 Δω ⋅ [p, q, r]은 스칼라 값이므로 ΔL은 I에 비례한다. 따라서 ΔL의 크기는 I의 크기에 비례하며, 보기에서 ""이 정답이 된다.
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93. 다음과 같은 시스템에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 확률 시스템이다.
  2. 안정한 시스템이다.
  3. 제어 불가능한 시스템이다.
  4. 관측 불가능한 시스템이다.
(정답률: 0%)
  • 이 시스템은 입력과 출력 사이에 불확실성이 존재하며, 이러한 불확실성은 제어로 해결할 수 없는 경우가 많기 때문에 제어 불가능한 시스템이다.
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94. 다음과 같은 시스템의 pole의 위치로 옳은 것은?

  1. 1, -2
  2. -1, 2
  3. -1, -2
  4. -1, 2
(정답률: 6%)
  • 주어진 시스템의 전달함수는 다음과 같다.

    $$G(s) = frac{1}{s^2 + 3s + 2}$$

    pole은 전달함수의 분모인 $s^2 + 3s + 2$의 해를 의미한다. 이를 구하기 위해 다음과 같이 전달함수를 인수분해한다.

    $$G(s) = frac{1}{(s+1)(s+2)}$$

    따라서 pole은 $s=-1$과 $s=-2$에 위치하게 된다. 따라서 옳은 정답은 "-1, -2"이다.
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95. 제어장치에 대한 입력을 r(t), 출력을 u(t)라 할 때 램프(Ramp)입력에 대하여 잔류편차(off-set)를 발생시키는 제어방식을 나타낸 것은?

(정답률: 0%)
  • 정답은 ""입니다. 이는 비례제어(P) 방식으로, 제어기의 출력 u(t)가 입력 r(t)와 비례하는 값으로 결정되기 때문입니다. 따라서 입력에 대한 잔류편차가 발생할 수 있습니다.
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96. P, I, D 제어동작 단독 또는 그 조합으로 사용하기가 가장 부적당한 것은?

  1. P 제어
  2. D 제어
  3. PI 제어
  4. PD 제어
(정답률: 12%)
  • D 제어는 현재 상태와 이전 상태의 차이를 이용하여 제어를 수행하는데, 이전 상태의 정보가 없거나 불안정한 경우에는 적용하기 어렵습니다. 따라서, D 제어는 단독으로 사용하기보다는 P 또는 PI 제어와 조합하여 사용하는 것이 적합합니다.
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97. 다음 중 비교부가 없는 제어계는?

  1. 개루프(Open loop)
  2. 폐루프(Closed loop)
  3. 단위귀환(Unit feedback)
  4. 비례적분기(Proportion and integral control)
(정답률: 7%)
  • 개루프(Open loop)는 출력값이 입력값에 의해 직접적으로 제어되는 제어계로, 비교부가 없다. 즉, 출력값이 원하는 값과 일치하지 않을 경우에는 보정이나 조절이 이루어지지 않는다. 따라서 외부 요인에 의해 제어계의 출력값이 변화할 수 있으며, 이는 제어계의 안정성을 보장하지 않는다.
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98. 항공기의 상대풍(relative wind) 방향을 나타내는 좌표계로 공력자료의 기준이 되므로 힘 방정식을 기술하는데 편리한 좌표계는?

  1. 바람좌표계
  2. 안정성좌표계
  3. 무게중심을 원점으로 하는 기체고정좌표계
  4. 임의의 점을 원점으로 하는 기체고정좌표계
(정답률: 6%)
  • 바람좌표계는 항공기가 비행 중에 마주하는 상대풍 방향을 나타내는 좌표계이기 때문에, 공력자료의 기준이 되어 힘 방정식을 기술하는데 편리합니다. 다른 좌표계들은 항공기의 운동 상태에 따라 원점이나 축이 변하기 때문에, 힘 방정식을 기술하는데 불편함이 있습니다. 따라서 바람좌표계가 항공기의 운동 상태와 상관없이 일정한 기준으로 상대풍 방향을 나타내기 때문에, 힘 방정식을 기술하는데 가장 편리한 좌표계입니다.
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99. 다음 미분방정식과 초기 값을 맊족시키는 함수 y(t)의 라플라스 변환을 구하면?

(정답률: 0%)
  • 주어진 미분방정식은 2차 선형 상미분방정식이므로, 라플라스 변환을 적용하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    s^2 Y(s) - s - 2Y(s) = 2/s

    이를 Y(s)에 대해 정리하면,

    Y(s) = 2/(s(s^2 - 2s + 1)) + s/(s^2 - 2s + 1)

    분모를 인수분해하면,

    Y(s) = 2/(s(s-1)^2) + s/((s-1)^2)

    따라서 정답은 "" 이다.
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100. 인 제어시스템에 입력 r(t)=10cos(0.1t)가 인가될 때 전달함수의 이득은 몇 dB인가?

(정답률: 0%)
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