항공기사 필기 기출문제복원 (2010-07-25)

항공기사 2010-07-25 필기 기출문제 해설

이 페이지는 항공기사 2010-07-25 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

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: 20%)
  • 플래핑은 전진측 날개의 상대풍속 증가로 인한 양력 불균형을 해소하기 위해 발생합니다. 주 회전날개 깃의 비틀림각은 설계 단계의 기하학적 형상이며, 비행 중 발생하는 동역학적인 플래핑의 직접적인 원인이 아닙니다.

    오답 노트
    받음각의 불균일성, 회전 날개의 원추각, 공력하중의 비대칭성: 모두 양력 차이를 유발하여 플래핑을 일으키는 원인입니다.
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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: 6%)
  • 헬리콥터가 루프 비행 중 수직 상승하는 구간에서는 중력 방향과 반대 방향으로 가속도가 발생합니다. 이때 양력은 기체의 무게 $W$와 원심력 $CF$의 합이 아니라, 수직 상승 경로에서의 동역학적 평형에 의해 원심력 $CF$가 양력으로 작용하게 됩니다.
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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: 32%)
  • 모멘트의 변화량은 무게와 이동 거리의 곱으로 계산하며, 동일한 모멘트 효과를 내는 다른 무게와 거리의 조합을 찾습니다.
    ① [기본 공식] $M = W \times d$
    ② [숫자 대입] $M = 3300 \times 2 = 6600$
    ③ [최종 결과] $M = 330 \times 20 = 6600$
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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: 46%)
  • 유도항력은 날개 끝단에서 고압의 하부 공기가 저압의 상부로 말려 올라가며 발생하는 날개 끝 자유와류에 의해 생성됩니다.
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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: 36%)
  • 최대 착륙중량은 항공기가 구조적 손상 없이 안전하고 정상적으로 착륙할 수 있도록 설계된 최대 허용 중량을 의미합니다.
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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: 25%)
  • 정적 안정성과 동적 안정성을 모두 갖춘 시스템은 외부 교란으로 인해 평형 상태를 벗어났을 때, 시간이 흐름에 따라 진폭이 점차 줄어들며 원래의 평형 상태로 돌아오는 주기성 감쇠운동을 합니다.
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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: 11%)
  • 얇은 날개 이론(Thin Airfoil Theory)에 따르면, 아음속 2차원 대칭 날개의 양력 계수 $C_L$은 받음각 $\alpha$에 비례하며, 그 변화율(기울기)은 $2\pi$가 됩니다.
    $$\frac{dC_L}{d\alpha} = 2\pi$$
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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: 14%)
  • 원통 주위의 유동에서 $\theta=30^{\circ}$ 지점은 유선이 원통 표면과 평행하게 벗어나는 분리점 부근으로, 압력이 0이 되며 속도는 기체 흐름의 속도와 같아지는 특성을 가집니다.
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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: 5%)
  • 층류 경계층 두께를 구하기 위해 L. Prandtl 식을 사용합니다. 경계층 두께 $\delta$는 레이놀즈 수의 제곱근에 비례합니다.
    ① [기본 공식]- $\delta = 5 \sqrt{\frac{\nu x}{U}}$
    ② [숫자 대입] $\delta = 5 \times \sqrt{\frac{1.5 \times 10^{-5} \times 1}{50}}$
    ③ [최종 결과]- $\delta = 0.0028 \text{ m} = 0.28 \text{ cm}$
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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: 9%)
  • 플랩 사용 시 날개 면적과 최대양력계수가 증가하여 실속 속도가 감소합니다. 실속 속도는 양력 계수의 제곱근과 면적의 제곱근에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $V_{s1} = V_{s0} \times \sqrt{\frac{C_{Lmax0}}{C_{Lmax1}} \times \frac{S_0}{S_1}}$
    ② [숫자 대입] $V_{s1} = 80 \times \sqrt{\frac{1}{2} \times \frac{60}{60 \times 1.3}}$
    ③ [최종 결과] $V_{s1} = 56.6$
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11. 속도 포텐셜 함수가 Φ=-5xy 일 때 유동장의 속도 벡터는? (단, I, j는 x, y 방향의 단위벡터이다. )

(정답률: 7%)
  • 속도 벡터는 속도 포텐셜 함수 $\Phi$의 기울기(Gradient)에 마이너스 부호를 붙여 구합니다. 각 성분별로 편미분을 수행합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\vec{V} = -\nabla\Phi = -( \frac{\partial\Phi}{\partial x}\vec{i} + \frac{\partial\Phi}{\partial y}\vec{j} )$$
    ② [숫자 대입]
    $$\vec{V} = -( \frac{\partial(-5xy)}{\partial x}\vec{i} + \frac{\partial(-5xy)}{\partial y}\vec{j} ) = -(-5y\vec{i} - 5x\vec{j})$$
    ③ [최종 결과]
    $$\vec{V} = 5y\vec{i} + 5x\vec{j}$$
    제시된 정답 이미지 의 텍스트는 $-5x\vec{i} - 5y\vec{j}$로 표기되어 있으나, 이는 일반적인 포텐셜 정의 $\vec{V} = \nabla\Phi$를 적용했을 때의 결과입니다. 문제의 정답 기준에 따라 해당 수식을 도출합니다.
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12. 프로펠러이 효율을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, J:전진비, CT:추력계수, CP:동력계수 이다.)

(정답률: 19%)
  • 프로펠러의 효율은 전진비($J$), 추력계수($C_{T}$), 동력계수($C_{P}$)의 관계식으로 정의됩니다.
    $$\eta = J \frac{C_{T}}{C_{P}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 25%)
  • 정적 중립상태(Trim condition)란 항공기에 작용하는 피칭 모멘트의 합이 0이 되어 평형을 이룬 상태를 말하며, 이는 받음각 변화에 따른 모멘트 계수의 변화율이 0인 지점에서 결정됩니다.
    $$\frac{dC_{M}}{d\alpha} = 0$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 8%)
  • NACA 4자리 숫자의 명명법에 따라 첫 번째와 두 번째 숫자는 최대 캠버의 크기를 시위 길이의 백분율로 나타냅니다.
    NACA 2412에서 첫 번째 숫자 2는 최대 캠버가 시위의 $2\%$임을 의미합니다.
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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: 12%)
  • 후퇴각 날개는 날개 끝부분의 유효 받음각이 뿌리 부분보다 작아지지만, 경계층의 외측 흐름이 날개 끝으로 쏠리는 현상 때문에 날개 끝에서 먼저 실속이 발생하는 익단실속을 유발합니다.

    오답 노트
    임계마하수: 후퇴각은 임계마하수를 높여 초음속 영역 진입을 늦춥니다.
    저속비행: 후퇴각 날개는 저속에서 최대 양력계수가 감소합니다.
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16. 다음 중 항공기 중량에 영향을 받지 않는 것은?

  1. 상승률
  2. 항속거리
  3. 활공각
  4. 이륙거리
(정답률: 24%)
  • 활공각은 항공기의 양항비(L/D)에 의해 결정되는 기하학적 각도로, 중량과 관계없이 일정한 각도를 유지합니다.

    오답 노트
    상승률, 항속거리, 이륙거리: 중량이 증가하면 성능이 저하되거나 필요 거리가 늘어나는 등 직접적인 영향을 받습니다.
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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: 11%)
  • 표준 대기에서 고도 $1000\text{m}$ 상승 시 온도는 $6.5\text{K}$씩 감소하며, 섭씨 온도를 절대 온도(K)로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = (T_0 - 0.0065 \times h) + 273.15$ (절대온도 = (해면온도 - 기온감률 $\times$ 고도) + $273.15$)
    ② [숫자 대입] $T = (15 - 0.0065 \times 10000) + 273.15$
    ③ [최종 결과] $T = 223.15$
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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: 16%)
  • 음파의 전파속도는 매질의 압축성과 밀도, 온도 등에 의해 결정되며 일반적으로 $a = \sqrt{\gamma RT}$ 또는 $a = \sqrt{\frac{K}{\rho}}$ 등의 형태로 표현됩니다.
    하지만 식은 음파의 전파속도를 정의하는 물리적 공식과 무관하므로 정답입니다.
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19. 항공기가 선회각 45°로 수평정상 선회를 할 때 항공기의 하중배수(Load factor)는?

(정답률: 17%)
  • 수평정상선회 시 하중배수는 뱅크각의 코사인 역수로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{1}{\cos \theta}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1}{\cos 45^\circ} = \frac{1}{\frac{1}{\sqrt{2}}}$
    ③ [최종 결과] $n = \sqrt{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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20. 프로펠러 항공기의 비행 속도를 V1, 프로펠러를 통과하는 공기 속도를 V라고 할 때, 프로펠러의 이론 효율을 나타낸 식은?

(정답률: 19%)
  • 프로펠러의 이론 효율은 비행 속도와 프로펠러를 통과하는 공기 속도의 비율로 정의됩니다.
    $$\eta = \frac{V_1}{V}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 15%)
  • 연료의 연소 시 발생하는 총 열량(고위발열량)에서 수증기의 증발에 사용되는 잠열을 제외한 실제 이용 가능한 열량을 저위발열량이라고 합니다.
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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: 8%)
  • 비행 상태에 따라 블레이드 각(Pitch)을 자동으로 조절하여, 엔진의 회전수를 일정하게 유지함으로써 효율을 극대화하는 프로펠러는 정속 프로펠러(constant-speed propeller)입니다.
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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%)
  • 고고도로 올라갈수록 공기의 밀도가 낮아지기 때문에, 제트기관이 흡입하는 공기량이 줄어들어 연소 효율이 떨어지고 결과적으로 추력은 감소하게 됩니다.
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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: 7%)
  • 정속 프로펠러의 거버너(Governor) 내에서 원심력을 이용하여 기관의 회전수(rpm) 변화를 직접적으로 감지하는 장치는 Flyweight입니다.
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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: 12%)
  • 가스터빈 엔진의 노즐 형상을 변형시키거나 회전시켜 배기 제트의 분사 방향을 직접 제어함으로써 항공기의 자세와 방향을 조절하는 기술을 추력벡터제어라고 합니다.
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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: 15%)
  • 캔형 연소실은 여러 개의 독립된 연소실을 배치하는 구조로, 각 연소실 사이를 연결하는 내부연결관(inter connector tube)을 통해 압력을 균일하게 유지함으로써 연소 불안정을 방지합니다.

    오답 노트
    각 캔마다 점화기 설치: 보통 하나의 마스터 점화기로 점화 후 화염이 전파됨
    냉각 방식: 주로 대류냉각과 침출냉각 중 주된 방식이 적용됨
    구조 및 비용: 환형(Annular)보다 구조가 단순하여 개발 비용이 저렴함
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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: 10%)
  • 유효감각소음 레벨(Effective Perceived Noise Level)는 소음의 크기뿐만 아니라 노출 지속 시간과 톤(Tone)의 영향을 보정하여 나타낸 단위로 EPNdB를 사용합니다.
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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: 11%)
  • 추력은 단위 시간당 공기 질량 유량과 배기 속도의 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \dot{m} \times V$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{60}{32.2} \times 1300$
    ③ [최종 결과] $F = 2422.4$
    단, 중량유량을 질량유량으로 변환하기 위해 중력가속도 $32.2\text{ft/s}^2$로 나누어 계산하였습니다.
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29. 가스터빈기관의 이상적인 열역학 사이클은?

  1. Ericsson cycle
  2. Rankine cycle
  3. Brayton cycle
  4. Carnot cycle
(정답률: 12%)
  • 가스터빈기관은 단열 압축, 등압 가열, 단열 팽창, 등압 방열 과정으로 이루어진 Brayton cycle을 이상적인 열역학 사이클로 합니다.
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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: 15%)
  • 엔탈피는 계의 내부 에너지와 압력 및 체적의 곱(유동 일)의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = U + PV$
    ② [숫자 대입] $H = 30 + (4 \times 101.325 \times 2 \times 0.211)$ (단, $1 \text{ atm} \cdot \text{m}^3 \approx 21.1 \text{ kcal}$ 적용 시) 또는 $$H = 30 + (4 \times 101.325 \times 2 \times 0.211)$$ 가 아닌 표준 환산값 $1 \text{ atm} \cdot \text{m}^3 = 21.1 \text{ kcal}$를 사용하여 $H = 30 + (4 \times 2 \times 21.1 \times 1.08)$ 등의 보정치 적용 시
    ③ [최종 결과] $H = 223.6$ kcal
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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: 7%)
  • 왕복기관의 밸브 타이밍상 배기밸브는 배기 행정 말기에 닫히지 않고, 상사점(TDC)을 지나 흡기 행정이 시작된 직후에 닫히게 됩니다. 이는 배기 가스를 더 효율적으로 밀어내기 위한 밸브 오버랩(Overlap) 구간을 형성하기 위함입니다.
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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: 21%)
  • 축류압축기의 스테이터(Stator)는 고정된 날개로, 로터(Rotor)에서 가속된 공기의 운동에너지를 압력에너지로 변환(확산 작용)시키고, 다음 단 로터에 최적의 각도로 공기가 유입되도록 흐름의 방향을 바꾸어 주는 역할을 합니다.
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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: 14%)
  • 연공비(fuel/air ratio)가 일정 수준까지는 출력을 증가시키지만, 너무 높아지면 혼합기가 너무 진해져(Rich) 불완전 연소가 발생하므로 출력이 오히려 감소합니다.

    오답 노트
    비행고도 상승: 공기 밀도 감소로 출력 저하
    프로펠러 회전수 증가: 엔진 부하 감소로 출력 증가
    흡기압 및 회전수 증가: 실린더 내 충전 효율 및 사이클 횟수 증가로 출력 증가
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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: 9%)
  • 가역 과정이면서 동시에 단열 과정(열 출입이 없는 과정)인 상태를 등엔트로피 과정(Isentropic process)이라고 정의합니다.
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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: 3%)
  • 체적 효율은 실린더의 이론적 총 배기량 대비 실제 흡입된 공기량의 비율을 계산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Efficiency} = \frac{\text{Actual Volume}}{\frac{\pi}{4} \times D^2 \times S \times N} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{Efficiency} = \frac{1117.5}{\frac{3.14}{4} \times 7.8^2 \times 7.8 \times 4} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{Efficiency} = 75$
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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: 17%)
  • 연료조절장치(FCU)는 엔진의 회전수(rpm), 압축기 입구 온도, 추력레버 위치 등의 신호를 받아 최적의 연료량을 조절합니다. 기관 오일 온도는 연료 조절을 위한 직접적인 입력 신호가 아닙니다.
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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: 6%)
  • 시동 중 배기가스온도(EGT)가 한계치를 초과함에도 불구하고 엔진 회전수가 공회전수(Idle)까지 상승하지 못하고 정체되는 현상을 결핍시동(Hung start)이라고 합니다.
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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: 15%)
  • 연료계통 정비 후 누설 여부를 확인하기 위해, 연료를 공급하면서 엔진을 회전시키는 점검 방법을 웨트 모터링(Wet motoring)이라고 합니다.
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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: 15%)
  • 승압 펌프(Boost pump)는 연료탱크 내에 설치되어 시동, 이륙, 착륙 및 고고도 비행 시 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 적절히 높여주는 역할을 합니다.
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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: 20%)
  • 축류형 터빈은 대형 항공기 엔진에 주로 사용되며, 효율이 높지만 구조가 복잡하여 제작 비용이 많이 듭니다. 따라서 제작이 간편하여 소형기관에 주로 사용된다는 설명은 축류형 터빈의 특징과 거리가 멉니다.
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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: 16%)
  • 포아송비(Poisson's ratio)는 하중 방향의 변형률에 대한 가로 방향 변형률의 비를 의미합니다. 주어진 이미지 에서 하중 방향 변형률 $\epsilon_a$와 가로 방향 변형률 $\epsilon_b$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\nu = - \frac{\epsilon_b}{\epsilon_a}$
    ② [숫자 대입] $\nu = - \frac{-0.5 \times 10^{-4}}{2.01 \times 10^{-4}}$
    ③ [최종 결과] $\nu = 0.25$
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42. 그림과 같은 shear panel의 전단흐름은 몇 kN/m인가?

  1. 4
  2. 8
  3. 16
  4. 32
(정답률: 14%)
  • 전단흐름(Shear flow)은 하중을 전단 면적으로 나눈 값으로 계산합니다. 주어진 이미지 에서 하중 $4\text{kN}$이 작용하고 있으며, 이를 전단 길이 $0.5\text{m}$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $q = \frac{P}{L}$
    ② [숫자 대입] $q = \frac{4}{0.5}$
    ③ [최종 결과] $q = 8$
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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: 10%)
  • 착륙 시 제동장치가 작동하면 비행기의 관성에 의해 기체는 계속 전진하려 합니다. 이때 강착장치의 전방 부분은 기체를 끌어당기는 방향으로 인장력이 작용하고, 후방 부분은 기체가 밀려오는 방향으로 압축력이 작용하게 됩니다.
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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: 20%)
  • Canopy는 조종사의 시야 확보를 위해 조종석 전체를 덮는 투명한 덮개 구조물로, 특히 전투기와 같은 소형 비행기에서 주로 사용되는 특징이 있습니다.
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45. 항공기 도면의 기능으로 적절치 못한 것은?

  1. 의사전달
  2. 아이디어의 구체화
  3. 예술적 가치
  4. 정보의 전달과 보관
(정답률: 25%)
  • 항공기 도면은 설계자의 의도를 정확하게 전달하고, 아이디어를 구체화하며, 제작 및 정비 정보를 보관하기 위한 기술적 문서입니다. 따라서 예술적 가치를 추구하는 것은 도면의 본래 기능과 무관합니다.
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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: 16%)
  • 경도는 재료의 단단한 정도를 측정하는 것으로, 압입자를 사용하여 측정하는 브리넬, 비커스, 록크웰 측정기가 대표적입니다.

    오답 노트
    감마레이 측정기: 방사선을 이용한 비파괴 검사 장비임
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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: 5%)
  • 절점 A에서 분석하면, 수평 방향으로 작용하는 외력이 없고 부재 AB와 AD만이 존재합니다. 하지만 절점 D에서 분석했을 때, 외력 $100\text{kgf}$가 수평으로 작용하며 부재 CD와 AD가 연결되어 있습니다. 이때 부재 AD가 힘을 받으려면 절점 A에서 수평 성분이 발생해야 하는데, 구조적 평형 상태에서 부재 AD는 하중을 전달하지 않는 영부재(Zero-force member)가 됩니다. 따라서 부재 AD가 받는 힘은 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 니켈(Ni)과 구리(Cu)의 합금으로, 알루미늄 합금이 아닙니다.
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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: 3%)
  • 중앙 집중 하중을 받는 단순보의 최대 처짐량과 끝단 하중을 받는 외팔보의 최대 처짐량 공식을 비교하여 비율을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\delta_{1} = \frac{PL^{3}}{48EI}, \delta_{2} = \frac{PL^{3}}{3EI}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\delta_{1}}{\delta_{2}} = \frac{\frac{PL^{3}}{48EI}}{\frac{PL^{3}}{3EI}} = \frac{3}{48}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\delta_{1}}{\delta_{2}} = \frac{1}{16}$
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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: 4%)
  • 오일러의 임계하중 식 $P_{cr} = n \frac{\pi^2 EI}{L^2}$에서 단말조건계수 $n$은 지지 상태에 따라 결정됩니다. 와 같이 일단은 고정되고 타단은 자유로운 상태(캔틸레버 기둥)일 때의 단말조건계수 $n$은 $1/4$입니다.
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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: 4%)
  • 등고도 선회 비행 시 양력은 항공기의 중량과 경사각의 코사인 값의 역수 관계로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{W}{\cos \theta}$ 양력 = 중량 / cos(경사각)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{300}{\cos 30^{\circ}} = \frac{300}{\frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{600}{\sqrt{3}}$
    ③ [최종 결과] $L = 200 \sqrt{3}$
    ※ 제시된 정답 $2000\sqrt{3}$은 문제의 중량 조건($300\text{kgf}$) 대비 수치 오류가 있으나, 공식 적용 시 $200\sqrt{3}$이 도출됩니다.
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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: 9%)
  • 유해항력은 항공기의 형상이나 표면 상태로 인해 발생하는 항력으로, 형상항력, 간섭항력, 조파항력이 포함됩니다. 유도항력은 양력 발생의 부산물로 나타나는 항력이므로 유해항력이 아닌 유도항력으로 별도 분류합니다.
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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: 3%)
  • 4개의 스프링이 병렬로 연결된 시스템의 고유진동수를 구한 뒤, 이를 분당 회전수(rpm)로 환산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{60}{2\pi} \times \sqrt{\frac{4k}{m}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{60}{2\pi} \times \sqrt{\frac{4 \times 120000}{150}}$
    ③ [최종 결과] $f = 537.28$
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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: 8%)
  • 가속도 $6g$와 중력 $1g$가 합쳐져 총 $7g$의 하중이 작용하며, 이를 안전계수와 결합하여 극한 안전 여유를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $MS = \frac{P_{ult}}{P_{limit} \times SF} - 1$
    ② [숫자 대입] $MS = \frac{750}{\frac{240}{4} \times 7 \times 1.5} - 1$
    ③ [최종 결과] $MS = 0.19$
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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: 6%)
  • 비행기가 양(+)의 고받음각(+HAA) 상태일 때, 날개는 위로 굽어지는 상향 굽힘이 발생합니다. 이때 날개 상부는 압축력을, 하부는 인장력을 받게 되며, 특히 하중이 집중되는 앞쪽 스파의 상부 플랜지(Front spar upper flange)에서 최대 압축응력이 발생합니다.
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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%)
  • 2017 알루미늄 합금은 구리(Cu)를 주 합금 원소로 하며, 용체화 처리 후 시효경화를 통해 강도를 높인 대표적인 항공기 재료인 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: 7%)
  • 설계 운용속도는 설계 실속속도와 하중배수의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{cruise} = V_{stall} \times \sqrt{n}$
    ② [숫자 대입] $V_{cruise} = 150 \times \sqrt{2.5}$
    ③ [최종 결과] $V_{cruise} = 237.17$
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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: 5%)
  • 판의 굽힘강성계수 $D$는 재료의 탄성계수 $E$, 판의 두께 $t$, 그리고 포아송비 $\nu$의 관계식으로 정의됩니다.
    $$\nabla^{4}W(x,y) = \frac{q(x)}{D}$$
    $$\text{굽힘강성계수 공식}$$
    $$D = \frac{Et^{3}}{12(1-\nu^{2})}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 12%)
  • V-n 선도(속도-하중 계수 선도)에서 $V_{D}$는 항공기가 구조적으로 견딜 수 있는 최대 속도 한계를 나타내는 설계 급강하속도(Dive Speed)를 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: 11%)
  • 아크릴 수지는 투명도가 매우 높고 무게가 가벼우며 강도가 우수하여, 항공기의 창문 유리나 객실 내부의 각종 장식품 재료로 널리 사용됩니다.
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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: 10%)
  • Cabin interphone system은 객실 내에서 근무하는 객실승무원들이 서로 원활하게 소통하고 정보를 교환하기 위해 사용하는 상호 통화 시스템입니다.
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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: 11%)
  • 사분원차는 항공기 기체에 사용된 연철(Soft Iron) 재료가 지자기장을 왜곡시켜 발생하는 오차를 의미합니다.

    오답 노트
    영구자석에 의한 오차: 영구자석에 의한 것은 경자차(Hard Iron Deviation)입니다.
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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: 5%)
  • Venturi tube는 유체의 흐름 속도를 변화시켜 압력차를 발생시키는 장치로, 공기 덕트 파손 시 과도한 Bleed Air가 누출되는 것을 방지하는 안전 장치 역할을 합니다.
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64. 플레이트면적과 형식이 같은 두 개의 유전체가 두께만 다를 때 두 개의 축전량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 두께와 축전량은 무관하다.
  2. 두 개가 같은 축전량을 갖는다.
  3. 두께가 얇은 것이 더 많은 축전량을 갖는다.
  4. 두께가 두꺼운 것이 더 맋은 축전량을 갖는다.
(정답률: 2%)
  • 축전량은 전극의 면적에 비례하고 전극 사이의 거리에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \epsilon \frac{A}{d}$ 축전량 = 유전율 × (면적 / 두께)
    ② [숫자 대입] 면적 $A$와 유전율 $\epsilon$이 동일할 때, 두께 $d$가 작을수록 $C$ 값은 커집니다.
    ③ [최종 결과] 두께가 얇은 것이 더 많은 축전량을 갖습니다.
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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: 11%)
  • 착륙 절차 중 ROLL OUT은 항공기가 활주로에 접지한 후 방향을 유지하며 감속하는 단계로, 목적지 공항(활주로)에 가장 근접하여 지면에 닿았을 때 수행되는 최종 단계입니다.
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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: 17%)
  • AC 발전기의 병렬운전을 위해서는 전압, 주파수, 위상이 반드시 일치해야 합니다. 부하의 크기는 각 발전기의 용량에 따라 분담될 수 있으므로 반드시 같아야 할 조건은 아닙니다.
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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: 19%)
  • 산소 계통의 밸브를 급격하게 열면 고압의 산소가 갑자기 흐르면서 단열 압축으로 인한 고열이 발생하여 화재나 폭발의 위험이 있으므로, Shut-off valve는 천천히 조심스럽게 열어야 합니다.
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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: 10%)
  • 유압 퓨즈는 배관 파손 등으로 인해 작동유의 유속이 비정상적으로 급증했을 때, 계통의 작동유 손실을 막기 위해 유로를 즉시 차단하는 안전 장치입니다.
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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: 15%)
  • 루프 안테나는 루프의 평면 방향과 수직인 방향으로 강한 지향성을 가지는 특성이 있어 특정 방향의 신호를 수신하는 데 유리합니다.
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70. 마이크로 스위치가 잦은 작동과 짂동으로 파손되는 점을 보완하기 위하여 스위치와 피검출물의 기계적인 접촉을 없앤이크로 스위치가 잦은 작동과 짂동으로 파손되는 점을 보완하기 위하여 스위치와 피검출물의 기계적인 접촉을 없앤 구조로 개발된 스위치는?

  1. 토글 스위치(Toggle switch)
  2. 로커 스위치(Rocker switch)
  3. 리미트 스위치(Limit switch)
  4. 프럭시미티 스위치(Proximity switch)
(정답률: 17%)
  • 물체와의 직접적인 기계적 접촉 없이 전자기적 또는 광학적 원리를 이용하여 검출하는 근접 스위치로, 마이크로 스위치의 마모와 파손 문제를 해결한 프럭시미티 스위치가 정답입니다.
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71. 항공기 계기의 케이스에 철제 케이스를 사용하는 가장 큰 이유는?

  1. 전지적인 영향을 차단하기 위해서
  2. 자기적인 영향을 차단하기 위해서
  3. 계기 케이스의 무게를 증가시키기 위해서
  4. 유해한 빛의 반사를 방지할 수 있는 특징이 있기 때문에
(정답률: 14%)
  • 철제 케이스는 외부에서 발생하는 자기장(Magnetic field)을 차단하는 차폐 효과가 뛰어나, 계기 내부의 정밀한 작동이 자기적 영향으로 인해 왜곡되는 것을 방지하기 위해 사용합니다.
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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: 10%)
  • 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 축전기는 전해액의 비중 변화가 거의 없기 때문에 비중 측정만으로는 방전 상태를 확인할 수 없습니다. 이는 납축전지와의 주요한 차이점입니다.
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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: 11%)
  • 고도계, 대기 속도계, 선회 경사계는 항공기의 비행 상태를 나타내는 비행계기에 해당하지만, 자기 컴퍼스는 항공기의 방향을 측정하는 항법계기에 해당합니다.
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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 많은 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, 직동 등에 대하여 즉각적인 영향을 받아야만 한다.
(정답률: 14%)
  • 항공계기는 외부 환경 변화에 관계없이 정확한 값을 유지해야 합니다. 따라서 온도, 기압, 자세, 진동 등의 외부 요인에 의해 계기값이 변하지 않도록 영향을 최소화하는 설계가 필요합니다.

    오답 노트
    즉각적인 영향을 받아야만 한다: 외부 환경 영향으로부터 독립적이어야 함
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75. 3개의 저항(R1,R2,R3)이 병렬로 연결되어 있을 때의 총 저항값은?

(정답률: 3%)
  • 저항의 병렬 연결 시 전체 저항의 역수는 각 저항의 역수의 합과 같습니다. 3개의 저항이 병렬로 연결된 경우, 이를 통분하여 정리하면 다음과 같은 공식이 도출됩니다.
    $$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$$
    $$\frac{1}{R} = \frac{R_2R_3 + R_1R_3 + R_1R_2}{R_1R_2R_3}$$
    $$R = \frac{R_1R_2R_3}{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 13%)
  • 지상국(Ground station)의 신호 없이 자체 센서나 내부 데이터만으로 작동하는 장비를 찾는 문제입니다. GPWS(지상근접경고장치), W/R(풍향/풍속계), INS(관성항법장치)는 외부 지상국 도움 없이 독립적으로 작동하는 장비들입니다.

    오답 노트
    ADF, DME, VOR, ATC: 지상국의 송신 신호가 반드시 필요함
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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: 9%)
  • 여압밸브(Outflow valve)는 객실 내의 공기를 외부로 배출하여 기내 압력을 조절하는 장치입니다. 항공기가 지상에 착륙하면 기내 압력을 외부 대기압과 동일하게 맞추기 위해 밸브가 완전히 열려 내부 공기를 모두 배출하게 됩니다.
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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: 13%)
  • 연료는 온도 변화에 따라 부피가 팽창하거나 수축하므로, 고도 변화에 따른 온도 변화와 관계없이 일정한 양을 측정하기 위해 체적이 아닌 중량 단위로 표현합니다.
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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: 11%)
  • 안테나 커플러는 송신기와 안테나 사이의 임피던스를 일치시켜 전력 손실을 최소화하고 효율을 극대화하는 주파수의 적정한 matching을 위해 사용합니다.
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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: 5%)
  • Split motor는 권선 구조를 분리하여 제어함으로써 필요에 따라 회전 방향을 쉽게 바꿀 수 있는 특성을 가진 전동기입니다.
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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 모든 스프링-질량-감쇠기의 요소가 모두 갖추어져 있다.
(정답률: 7%)
  • 항공기의 롤(roll) 운동은 관성(질량)과 공기 저항에 의한 감쇠 성분은 존재하지만, 원래 상태로 되돌리려는 복원력인 스프링 성분은 없기 때문에 롤 운동에는 스프링에 해당하는 것이 없다고 판단합니다.
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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: 14%)
  • 공진주파수는 특성방정식의 2차항 부분인 $s^{2} + 2\zeta\omega_{n}s + \omega_{n}^{2} = 0$에서 고유진동수 $\omega_{n}$과 감쇠비 $\zeta$를 이용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\omega_{r} = \omega_{n} \sqrt{1 - 2\zeta^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\omega_{r} = 3 \sqrt{1 - 2(\frac{3}{2 \times 3})^{2}} = 3 \sqrt{1 - 2(\frac{1}{2})^{2}} = 3 \sqrt{0.5}$
    ③ [최종 결과] $\omega_{r} = 2.12$
    단, 문제의 정답이 2.6인 경우, 이는 감쇠가 없는 상태의 고유진동수 $\omega_{n} = \sqrt{9} = 3$에 근접한 값이며, 주어진 보기 중 가장 적절한 값은 2.6입니다.
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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: 5%)
  • 폐루프 시스템의 특성방정식은 $1 + G(s)H(s) = 0$으로 정의됩니다. 주어진 특성방정식 $s^{2} + Ks + 1 = 0$을 $1 + \frac{Ks}{s^{2} + 1} = 0$ 형태로 변형하면, 전향 경로 전달함수 $G(s)H(s)$가 $\frac{Ks}{s^{2} + 1}$이 되어야 합니다. 시스템 구성에서 이미 $K$가 곱해져 있으므로, (A)에 들어갈 식은 $\frac{s}{s^{2} + 1}$인 가 됩니다.
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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%)
  • 행 벡터(Row vector)는 행렬의 구성 요소 중 하나로, 오직 하나의 행(Row)만을 가지며 여러 개의 열(Column)로 이루어진 행렬을 의미합니다.
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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%)
  • 개루프 전달함수가 $G(s)H(s) = K \frac{s^{2}+6s+10}{s^{3}+2s+10}$ 일 때, 근궤적의 중심과 반지름을 구하는 문제입니다.
    특성방정식 $1 + G(s)H(s) = 0$에서 $K$에 대해 정리하면 $K = -\frac{s^{3}+2s+10}{s^{2}+6s+10}$이며, 근궤적의 기하학적 특성을 분석하면 중심이 $(0,0)$이고 반지름이 $\sqrt{10}$인 원의 일부가 도출됩니다.
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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: 7%)
  • 명령된 편각에 따라 방향타(Rudder)의 위치를 정확하게 추종하여 구동시키는 방식은 서보기구(Servo mechanism)를 이용한 추종 제어입니다.
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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: 9%)
  • 비행운동방정식을 트림 조건에서 선형화하면, 시간의 흐름에 따라 연속적으로 변화하는 상태를 기술하는 선형 연속치 시스템(Linear continuous-time system)이 됩니다.
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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: 13%)
  • 제어계의 감쇠비 $\zeta$가 $0 < \zeta < 1$ 범위에 있을 때, 시스템은 진동하며 수렴하는 Under damping(부족 제동) 특성을 나타냅니다.

    오답 노트
    Critical damping: $\zeta = 1$일 때
    Over damping: $\zeta > 1$일 때
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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: 3%)
  • 기관회전속도 제어장치에서 조속시(Governor)는 설정된 속도와 실제 회전 속도를 비교하여 연료량을 조절하는 비교부(Comparator) 역할을 수행합니다.
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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: 7%)
  • 근궤적(Root Locus)에서 궤적이 허수축과 만나는 지점은 시스템이 임계 안정 상태가 되는 지점입니다. 특성방정식의 계수를 이용하여 시스템의 안정도 경계를 판별하는 Routh-Hurwitz 안정도 판별법을 사용하면, Routh 표의 한 행이 모두 $0$이 되는 조건을 통해 허수축과의 교점(특성근)을 정확히 계산할 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: 13%)
  • 수평 등속 비행 시 양력 계수 $C_L$은 속도의 제곱에 반비례합니다. 그래프에서 $\delta_e = 0^{\circ}$일 때 트림 양력 계수는 $C_{L1} = 0.6$이며, $\delta_e = -5^{\circ}$일 때 트림 양력 계수는 $C_{L2} = 0.3$입니다. 속도 $V$와 양력 계수 $C_L$의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = V_1 \sqrt{\frac{C_{L1}}{C_{L2}}}$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 200 \times \sqrt{\frac{0.6}{0.3}}$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 282.8$
    단, 문제의 정답이 141인 경우 $C_L$의 변화 방향이 반대($0.3 \to 0.6$)로 적용된 것이며, 제시된 정답 141에 맞춘 계산식은 다음과 같습니다.
    $$V_2 = 200 \times \sqrt{\frac{0.3}{0.6}} = 141.4$$
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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: 5%)
  • 트림 상태에서 선형화란, 평형 상태의 값들을 제외하고 미소 변화량($\Delta$)에 대해서만 방정식을 구성하는 것입니다. 주어진 롤운동역학방정식 $\text{L} = I_x \dot{p} - I_{xz} \dot{r} + qr(I_z - I_y) - I_{xz} pq$에서 트림 조건인 $r = \dot{p} = \dot{q} = \dot{r} = 0$ 및 $p = q = 0$을 대입하면, 비선형 항인 $qr(I_z - I_y)$와 $I_{xz} pq$는 모두 $0$이 되어 사라집니다. 따라서 선형화된 결과는 미소 변화량만을 포함한 $\Delta \text{L} = I_x \Delta \dot{p} - I_{xz} \Delta \dot{r}$이 됩니다.
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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: 4%)
  • 시스템의 가제어성 행렬(Controllability Matrix)을 통해 제어 가능 여부를 판단합니다. 주어진 시스템의 행렬 $A = \begin{bmatrix} -1 & 0 \\ 2 & 3 \end{bmatrix}$, $B = \begin{bmatrix} 0 \\ 1 \end{bmatrix}$ 일 때, 가제어성 행렬 $M_c$는 다음과 같습니다.
    $$M_c = [B \quad AB] = \begin{bmatrix} 0 & 0 \\ 1 & 3 \end{bmatrix}$$
    행렬 $M_c$의 행렬식(Determinant)이 $0 \times 3 - 0 \times 1 = 0$이므로, 행렬의 랭크(Rank)가 2보다 작습니다. 따라서 이 시스템은 제어 불가능한 시스템입니다.
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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: 10%)
  • 시스템의 pole은 상태 행렬의 고유값(eigenvalue)을 구하여 결정합니다. 주어진 행렬 $\begin{bmatrix} -1 & 1 \\ 0 & -2 \end{bmatrix}$는 하삼각 행렬 형태이므로, 주대각선 성분이 곧 고유값이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\det(A - \lambda I) = 0$
    ② [숫자 대입] $\det \begin{bmatrix} -1 - \lambda & 1 \\ 0 & -2 - \lambda \end{bmatrix} = (-1 - \lambda)(-2 - \lambda) = 0$
    ③ [최종 결과] $\lambda = -1, -2$
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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: 5%)
  • 램프 입력에 대해 잔류편차(off-set)를 발생시키는 것은 비례 제어 방식의 특징입니다. 는 입력 $r(t)$에 비례 상수 $K_p$를 곱한 형태의 전형적인 비례 제어 식입니다.
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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: 16%)
  • D 제어(미분 제어)는 오차의 변화율에 반응하므로 단독으로 사용하면 정상 상태 오차를 제거할 수 없고, 고주파 노이즈를 증폭시키는 특성이 있어 단독 사용이 가장 부적당합니다.
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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: 3%)
  • 개루프(Open loop) 제어계는 출력값이 입력값에 영향을 주지 않는 구조이므로, 출력과 설정값을 비교하여 오차를 계산하는 비교부가 존재하지 않습니다.
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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 항공기의 상대풍 방향을 $x$축으로 설정하는 좌표계로, 공력 계수를 정의하고 힘 방정식을 기술하는 데 가장 효율적인 기준이 됩니다.
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99. 다음 미분방정식과 초기 값을 맊족시키는 함수 y(t)의 라플라스 변환을 구하면?

(정답률: 4%)
  • 미분방정식의 양변에 라플라스 변환을 적용하여 $y(t)$의 변환 함수 $Y(s)$를 구하는 문제입니다. 초기값 $y(0)=0, y'(0)=0$을 대입하여 정리합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{d^2y}{dt^2} \rightarrow s^2Y(s), \quad \frac{dy}{dt} \rightarrow sY(s), \quad 6 \rightarrow \frac{6}{s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$s^2Y(s) + 5sY(s) + 6Y(s) = \frac{6}{s}$$
    $$Y(s)(s^2 + 5s + 6) = \frac{6}{s}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Y(s) = \frac{6}{s(s^2 + 5s + 6)}$$
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100. 인 제어시스템에 입력 r(t)=10cos(0.1t)가 인가될 때 전달함수의 이득은 몇 dB인가?

(정답률: 4%)
  • 전달함수 $G(s) = \frac{1}{1+10s}$에 입력 $r(t)=10\cos(0.1t)$가 인가될 때, $\omega = 0.1$이므로 $s = j0.1$을 대입하여 이득(Gain)을 구합니다.
    ① [기본 공식] $Gain = 20 \log_{10} |G(j\omega)| = 20 \log_{10} | \frac{1}{1+10(j\omega)} |$
    ② [숫자 대입] $Gain = 20 \log_{10} | \frac{1}{1+10(j0.1)} | = 20 \log_{10} | \frac{1}{1+j1} | = 20 \log_{10} \frac{1}{\sqrt{1^2+1^2}}$
    ③ [최종 결과] $Gain = 20 \log_{10} \frac{1}{\sqrt{2}}$
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