291 기출분석 2002년 제68회

[제1교시]

# 다음 13문제 중 10문제를 선택하여 설명하십시오. (각 10점)

1. 비행 중인 항공기에 작용하는 4가지 힘을 쓰시오.

추력, 항력, 중력, 양력

 

2. 구조물의 3가지 균열 모드를 쓰고, 간단히 설명하시오.

 

3. 항공기의 고양력 장치들을 열거하시오.

 

4. 구조물의 공진현상을 간략하게 설명하시오.

 

5. 좌굴(buckling) 현상을 간단히 설명하시오.

 

6. 포아송 비를 간단히 설명하시오.

 

7. 고전적인 헬리콥터의 로우터 블레이드는 관절형을 사용하고 있다. 최근에 새로운 개념으로 효율성을 높인 블레이드들이 있다. 이들을 쓰시오.

 

8. 항공기 외부의 공기 흐름에서 경계층이란 무엇인지 설명하시오.

 

9. 램제트 추진기관에 대해 간단히 설명하시오.

 

10. 민수용 고정익기의 감항인증기준을 규정하는 기술 문서를 2가지 쓰시오.

 

11. 여압을 하는(pressurized) 대형 항공기의 동체 구조물을 설계하기 위한 하중 조건을 설명하시오. maximum relief valve setting 압력을 고려하여 답하시오.

1) 비행하중과 여압을 합쳐서 고려할 때

2) 비행하중을 고려하지 않고 여압을 단독으로 고려할 때

 

12. 항공기의 구조물은 손상허용을 적용하여 설계를 해야 하지만, 특별한 제한 조건이 있는 경우에는 safe-life 설계도 허용될 수 있다. 여기에 해당할 수 있는 3가지 제한조건을 쓰시오. 그리고 통상적으로 safe-life 설계가 적용되고 있는 항공기 구조물의 예를 2가지 쓰시오.

 

13. 항공기의 기본 조종면을 열거하시오.

 

 

 

[제2교시]

# 다음 6문제중 4문제를 선택하여 설명하십시오. (각 25점)

1. 후퇴익(swept wing)의 장단점을 기술하시오.

장점 : 임계 mach수를 높일 수 있다.

단점 : 주익 뿌리에서의 구조적 강도가 요구된다.

 

2. 항공기 구조물의 탄성특성과 공기력이 상호 작용하여 일어나는 공탄성학적 불안정 현상인 플러터, 조종면 반전, 다이버전스 현상들을 설명하시오.

 

3. 베르누이 정리를 설명하고, 이 원리에 입각하여 날개단면이 양력을 발생시키는 현상을 설명하시오.

 

4. 항공기의 속도와 고도를 측정하는 방법과 원리를 기술하시오.

 

5. 항공기의 장주기 운동(phugoid motion)에 대해서 자세히 기술하시오.

 

6. 양쪽 날개에 1개씩의 엔진을 갖는 항공기가 순항하다가 엔진 한 개가 고장이 나는 상황을 가정하시오. 항공기의 운동과 조종사의 조치(pilot corrective action)에 대해 설명하시오. 비행하중을 해석하는 관점에서 조종사의 조치를 언제 시작되는 것으로 보는 것이 타당한지 기술하시오.

 

 

 

[제3교시]

# 다음 6문제중 4문제를 선택하여 설명하십시오. (각 25점)

1. 항공기 기체에 많이 사용하는 알루미늄의 4 단위 분류체계를 설명하고, 이들 중 특히 2024-T3와 7075-T7351을 자세히 분석하시오.

 

2. 항공기 기체 구조 설계에서 결정하여야 할 Fastener 사양과 그 사양을 선정하는 기준을 설명하시오.

 

3. 복합재료를 사용하여 항공기 주 구조물을 개발할 때, 설계 개념을 확인하고 인증획득을 위한 자료로 활용하기 위해 Building Block Approach에 근거한 설계 개발 시험(design development tests)을 하려고 한다. Building Block Approach에 대해 상세히 기술하시오.

 

4. 항공기가 착륙할 때, 착륙장치의 휠에 작용하는 수직하중과 수평하중을 시간의 함수로 개략적으로 도시하고, Wheel Spin-up과 Spring-back 하중에 대해 설명하시오.

- Wheel Spin-up

착륙장치의 휠에서 정지되어 있는 타이어가 지면에 접촉할 때, 급속하게 회전속도가 증가하게 되며, 지면과의 마찰로 인하여 가속도는 감소하게 된다. 그러나 항공기는 계속 진행하고 있으므로, 착륙장치는 구조물의 물성치 탄성구간 안에서 항공기의 뒤쪽으로 당겨지는 방향으로 변형을 일으키게 된다. 이를 회전 속도가 증가하는 구간을 특징지어 Spin-up이라 한다.

- Spring-back

착륙장치 구조물의 변형이 일어난 후 탄성구간 한계에 다다르게 되면, 반대의 방향으로 변형이 일어나게 되며, 정상적인 위치를 지나 항공기의 진행 방향으로 변형을 일으키게 된다. 이를 반대방향으로 튀는 현상을 특징지어 spring-back이라 한다.

 

5. 유한요소법을 이용하여 Bar 구조물을 해석하기 위한 단일요소의 강성행렬(stiffness matrix)을 유도하시오. Young's modulus E, 단면적 A, 길이 L을 적용하시오.

 

6. 구조물의 부식 중에서 Galvanic Corrosion에 대해서 자세히 설명하시오.

 

 

 

[제4교시]

# 다음 6문제중 4문제를 선택하여 설명하십시오. (각 25점)

1. 상호 감항성협정(BAA, Bilateral Airworthiness Agreement)과 상호항공 안전협정(BASA, Bilateral Aviation Safety Agreement)에 대하여 설명하시오.

 

2. 항공기 기체 개발단계에서 디지털 Mockup 응용 설계기법을 적용하고, 구조설계를 수행할 때 3-dimensional 모델링의 단계를 나누고, 나뉜 단계와 연계하여 개발 단계별 주요 업무에 대해 설명하시오.

 

3. 다음 2개의 선도(diagram)를 그리고 이들이 실제 항공기 설계에 어떻게 사용되는지 설명하시오.

가. V-n 선도

가로축에 속도를, 세로축에 하중배수를 나타내며, 속도-하중배수를 이용한 항공기의 기동가능범위를 나타낸다.

나. S-N 선도

가로축에 로그 단위로 표시되는 하중부가 횟수를, 세로축에는 하중부가 값을 나타내며, 특정 값의 하중을 반복작용 시 파손을 일으키는 물성치의 특성값 선도이다.

 

4. 지금까지 항공기 기체 분야에서 근무하면서 응시자가 경험한 기술애로 문제 중 하나를 들어 설명하고, 그 해결 방안을 상세히 기술하시오.

 

5. 항공기를 설계, 제작, 운용할 때 사용하는 단위체계는 통일성이 대단히 중요하다. 그러나 강력한 미국의 영향으로 US 단위체계와 SI 단위체계가 공존하는 것이 현실이다. 다음 5 항목의 US 단위계를 SI 단위계로 환산하시오.

가. 1 inch = 25.4 milimeter

나. 1 psi(lb/in*in) = Newton/square meter (Pascal)

다. 1 knot = 1.852 km/hour = 0.51444 meter/second

라. 86 Fahrenheit degree = 30 Cencius degree

 

6. 21세기 항공기술이 어떻게 발전해 나갈 것인지에 대해 400자 내외로 기술하시오.