간편결제 가능[도서 소개]
2022년 7월 19일 KAI KF-21 전투기의 초도비행에 성공했다. 이로써 첨단(4.5세대) 초음속 전투기를 자체 개발한 국가가 되었다. 이 전투기의 예상 최대속도는 대략 마하 1.81로 시속 2,200km이다. 일반의 상상을 뛰어넘는 소리의 속도(340m/s)보다 1.81배가 더 빠르다는 것을 의미한다. 초음속 영역에서 항공역학은 아음속과는 전혀 다른 현상이 나타난다. 초음속 공기흐름에서 발생하는 대표적인 현상은 충격파다. 충격파는 엄청난 항력 요인이고, 동시에 폭음을 동반한다. 초음속 항공기 날개는 다이아몬드처럼 앞뒤가 뾰쪽하고 매우 얇다. 이 유형의 에어포일은 양력 발생에는 지극히 불리하지만, 음속을 돌파하기 위한 최적의 설계이다.
항공산업은 전기 항공기에서 초음속 항공기까지 하늘길의 물류 영역은 더 다양해지고 선택의 폭은 더 넓어졌다. eVTOL 항공기가 허브 공항을 중심으로 새로운 교통망을 형성할 것으로 예상하지만, 지구촌을 여행을 위한 더 빠르고 안락한 항공 여행을 위한 기술 개발 역시 계속되고 있다. 제트엔진을 대체할만한 동력장치는 금세기에는 없을 것으로 본다면 제트엔진을 기반으로 한 초음속 항공역학은 미래 항공산업을 주도할 기초 항공지식이다.
이 책은 앞서 발행된 “가스터빈엔진(제트엔진)에 도전하다”, “여객기 전투기 터보팬 엔진”에 이어 제트엔진의 최종 지식인 “초음속 항공기 이해하기”을 집중적으로 다루었다. 초음속 항공기의 공기역학을 이해하기 쉽게 설명하였고, 아울러 210개의 그림과 함께 설명함으로써 이해를 돕고 있다. 초음속 시대에 예비 항공인이 참고할 수 있는 서적이 많지 않다. 전체적인 내용을 이해한 후 세부 항목을 다룬다면 충분한 학습 효과를 달성할 것이다. 콩코드와 같은 이전에 개발된 모델에 적용된 주요 기술을 알아보는 것도 미래 등장하게 될 초음속 여객기를 이해하는 기초가 될 것이다. 초음속 항공기를 설계 제작하는 설계자와 조종사 및 정비사는 물론이고 예비 항공기까지 초음속 항공역학에 대한 기초 지식을 쌓는 데 도움이 될 것으로 기대한다.
[차례]
제1장 대기와 비행
1.1 개요
1.2 대기
1.2.1 대기의 구조
1.2.2 표준대기
1.2.3 동적 공기역학
1.2.4 공기의 성질
1.2.5 경계층
1.3 고속비행
1.3.1 제트엔진과 고속비행
1.3.2 공기 압축성
1.3.3 고도와 속도의 관계
1.3.4 VMO/MMO
1.3.5 코핀 코너: 마하수 대비 대기속도
1.3.6 교차 고도
1.3.7 마하 버핏
1.4 고고도 비행
1.4.1 고고도 비행 이점
1.4.2 제트엔진과 고고도 비행
1.4.3 상승한도(실링)
1.4.4 최적 순항고도
1.4.5 최대 운용 고도
제2장 초음속 공기역학
2.1 개요
2.2 초음속
2.2.1 초음속 시대
2.2.2 음속장벽
2.2.3 음속
2.2.4 음속의 특성
2.2.5 천음속 흐름 패턴
2.2.6 초음속 흐름 패턴
2.2.7 초음속 흐름의 양력분포
2.3 조파항력
2.3.1 조파항력 발달
2.3.2 면적법칙
2.3.3 초음속과 마하콘
2.3.4 충격파 방지체
2.3.5 마하턱
2.3.6 항력발산 마하수
제3장 초음속 흡입구
3.1 개요
3.2 흡입구 기본 설계
3.2.1 아음속 흡입구
3.2.2 초음속 흡입구
3.2.3 흡입구 효율
3.3 초음속 흡입구
3.3.1 흡입구 설계 요건
3.3.2 인렛 충격파 활용
3.3.3 초음속 흡입구와 충격파
3.3.4 초음속 흡입구의 최적 설계조건
3.4 초음속 흡입구 발달
3.4.1 흡입구와 기계적 복잡성
3.4.2 분리 흡입구 덕트
3.4.3 초음속 흡입구 분류
3.4.4 피토 흡입구
3.4.5 원뿔형 흡입구
3.4.6 램프형 흡입구(가변 기하 덕트)
3.5 초음속 인렛 사례
3.5.1 F-16 전투기
3.5.2 SR-71(다중원뿔 경사충격파 흡입구)
3.5.3 F-22(내부 슬롯과 슬랫에 의한 공기흐름 제어)
3.5.4 경계층 제어
3.5.5 F-35(무변환기 초음속 흡입구)
제4장 고속 및 초음속 에어포일
4.1 개요
4.2 공기역학적 효과
4.2.1 초음속 에어포일 형상
4.2.2 속도에 따른 영향
4.2.3 충격파 각도와 날개
4.2.4 날씬비
4.2.5 초음속 에어포일 단면
4.2.6 두께비
4.2.7 가로세로비와 임계 마하수
4.3 후퇴익
4.3.1 설계 개념
4.3.2 후퇴익의 효과
4.3.3 후퇴각의 선택
4.3.4 후퇴익과 항력계수
4.3.5 장점
4.3.6 단점
4.3.7 후퇴익과 측방흐름
4.3.8 가변 후퇴익 날개
4.4 날개끝 마하콘
4.4.1 날개끝 공기역학
4.4.2 압력분포
4.5 꼬리날개 조종면
4.5.1 초음속 조종면
4.5.2 전가동 꼬리날개 조종면(스태빌레이터)
4.5.3 엘리본 또는 테일러론
제5장 소닉 붐
5.1 개요
5.2 음속폭음
5.2.1 음속폭음의 특징
5.2.2 고속비행과 음속폭음
5.2.3 음속폭음 형태
5.2.4 음속폭음의 잠재적 피해
5.2.5 음속폭음 영향 요소
5.2.6 회피기동
5.2.7 요약
제6장 초음속 항공기 소개
6.1 개요
6.2 초음속 실험 항공기
6.2.1 Bell X-1
6.2.2 X-15(North American X-15)
6.3 초음속 전투 항공기
6.3.1 Convair XF-92
6.3.2 F-86(North American F-86 Sabre)
6.3.3 MiG-21(Mikoyan-Gurevich MiG-21)
6.3.4 SR-71(Lockheed SR-71 Blackbird)
6.3.5 F-100(North American F-100 Super Sabre)
6.3.6 F-4(McDonnell Douglas F-4 Phantom)
6.3.7 F-14(Grumman F-14 Tomcat)
6.3.8 F-15(McDonnell Douglas F-15 Eagle)
6.3.9 F-16(F-16 fighting falcon)
6.3.10 Eurofighter Typhoon
6.3.11 J-20(Chengdu J-20)
6.3.12 F-22(Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor)
6.3.13 Su-57(Sukhoi Su-57)
6.3.14 F-35(Lockheed Martin F-35 Lightning II)
6.3.15 슈퍼크루즈(supercruise)
6.3.16 B-1(Rockwell B-1 Lancer)
6.4 민간 초음속 항공기
6.4.1 초음속 운송용 항공기 개발
6.4.2 콩코드
6.4.3 Tu-144
6.4.4 X-59 QueSST
[단원복습]
[부록] 초음속 항공기 목록
[미리보기]
[도서 소개]
2022년 7월 19일 KAI KF-21 전투기의 초도비행에 성공했다. 이로써 첨단(4.5세대) 초음속 전투기를 자체 개발한 국가가 되었다. 이 전투기의 예상 최대속도는 대략 마하 1.81로 시속 2,200km이다. 일반의 상상을 뛰어넘는 소리의 속도(340m/s)보다 1.81배가 더 빠르다는 것을 의미한다. 초음속 영역에서 항공역학은 아음속과는 전혀 다른 현상이 나타난다. 초음속 공기흐름에서 발생하는 대표적인 현상은 충격파다. 충격파는 엄청난 항력 요인이고, 동시에 폭음을 동반한다. 초음속 항공기 날개는 다이아몬드처럼 앞뒤가 뾰쪽하고 매우 얇다. 이 유형의 에어포일은 양력 발생에는 지극히 불리하지만, 음속을 돌파하기 위한 최적의 설계이다.
항공산업은 전기 항공기에서 초음속 항공기까지 하늘길의 물류 영역은 더 다양해지고 선택의 폭은 더 넓어졌다. eVTOL 항공기가 허브 공항을 중심으로 새로운 교통망을 형성할 것으로 예상하지만, 지구촌을 여행을 위한 더 빠르고 안락한 항공 여행을 위한 기술 개발 역시 계속되고 있다. 제트엔진을 대체할만한 동력장치는 금세기에는 없을 것으로 본다면 제트엔진을 기반으로 한 초음속 항공역학은 미래 항공산업을 주도할 기초 항공지식이다.
이 책은 앞서 발행된 “가스터빈엔진(제트엔진)에 도전하다”, “여객기 전투기 터보팬 엔진”에 이어 제트엔진의 최종 지식인 “초음속 항공기 이해하기”을 집중적으로 다루었다. 초음속 항공기의 공기역학을 이해하기 쉽게 설명하였고, 아울러 210개의 그림과 함께 설명함으로써 이해를 돕고 있다. 초음속 시대에 예비 항공인이 참고할 수 있는 서적이 많지 않다. 전체적인 내용을 이해한 후 세부 항목을 다룬다면 충분한 학습 효과를 달성할 것이다. 콩코드와 같은 이전에 개발된 모델에 적용된 주요 기술을 알아보는 것도 미래 등장하게 될 초음속 여객기를 이해하는 기초가 될 것이다. 초음속 항공기를 설계 제작하는 설계자와 조종사 및 정비사는 물론이고 예비 항공기까지 초음속 항공역학에 대한 기초 지식을 쌓는 데 도움이 될 것으로 기대한다.
[차례]
제1장 대기와 비행
1.1 개요
1.2 대기
1.2.1 대기의 구조
1.2.2 표준대기
1.2.3 동적 공기역학
1.2.4 공기의 성질
1.2.5 경계층
1.3 고속비행
1.3.1 제트엔진과 고속비행
1.3.2 공기 압축성
1.3.3 고도와 속도의 관계
1.3.4 VMO/MMO
1.3.5 코핀 코너: 마하수 대비 대기속도
1.3.6 교차 고도
1.3.7 마하 버핏
1.4 고고도 비행
1.4.1 고고도 비행 이점
1.4.2 제트엔진과 고고도 비행
1.4.3 상승한도(실링)
1.4.4 최적 순항고도
1.4.5 최대 운용 고도
제2장 초음속 공기역학
2.1 개요
2.2 초음속
2.2.1 초음속 시대
2.2.2 음속장벽
2.2.3 음속
2.2.4 음속의 특성
2.2.5 천음속 흐름 패턴
2.2.6 초음속 흐름 패턴
2.2.7 초음속 흐름의 양력분포
2.3 조파항력
2.3.1 조파항력 발달
2.3.2 면적법칙
2.3.3 초음속과 마하콘
2.3.4 충격파 방지체
2.3.5 마하턱
2.3.6 항력발산 마하수
제3장 초음속 흡입구
3.1 개요
3.2 흡입구 기본 설계
3.2.1 아음속 흡입구
3.2.2 초음속 흡입구
3.2.3 흡입구 효율
3.3 초음속 흡입구
3.3.1 흡입구 설계 요건
3.3.2 인렛 충격파 활용
3.3.3 초음속 흡입구와 충격파
3.3.4 초음속 흡입구의 최적 설계조건
3.4 초음속 흡입구 발달
3.4.1 흡입구와 기계적 복잡성
3.4.2 분리 흡입구 덕트
3.4.3 초음속 흡입구 분류
3.4.4 피토 흡입구
3.4.5 원뿔형 흡입구
3.4.6 램프형 흡입구(가변 기하 덕트)
3.5 초음속 인렛 사례
3.5.1 F-16 전투기
3.5.2 SR-71(다중원뿔 경사충격파 흡입구)
3.5.3 F-22(내부 슬롯과 슬랫에 의한 공기흐름 제어)
3.5.4 경계층 제어
3.5.5 F-35(무변환기 초음속 흡입구)
제4장 고속 및 초음속 에어포일
4.1 개요
4.2 공기역학적 효과
4.2.1 초음속 에어포일 형상
4.2.2 속도에 따른 영향
4.2.3 충격파 각도와 날개
4.2.4 날씬비
4.2.5 초음속 에어포일 단면
4.2.6 두께비
4.2.7 가로세로비와 임계 마하수
4.3 후퇴익
4.3.1 설계 개념
4.3.2 후퇴익의 효과
4.3.3 후퇴각의 선택
4.3.4 후퇴익과 항력계수
4.3.5 장점
4.3.6 단점
4.3.7 후퇴익과 측방흐름
4.3.8 가변 후퇴익 날개
4.4 날개끝 마하콘
4.4.1 날개끝 공기역학
4.4.2 압력분포
4.5 꼬리날개 조종면
4.5.1 초음속 조종면
4.5.2 전가동 꼬리날개 조종면(스태빌레이터)
4.5.3 엘리본 또는 테일러론
제5장 소닉 붐
5.1 개요
5.2 음속폭음
5.2.1 음속폭음의 특징
5.2.2 고속비행과 음속폭음
5.2.3 음속폭음 형태
5.2.4 음속폭음의 잠재적 피해
5.2.5 음속폭음 영향 요소
5.2.6 회피기동
5.2.7 요약
제6장 초음속 항공기 소개
6.1 개요
6.2 초음속 실험 항공기
6.2.1 Bell X-1
6.2.2 X-15(North American X-15)
6.3 초음속 전투 항공기
6.3.1 Convair XF-92
6.3.2 F-86(North American F-86 Sabre)
6.3.3 MiG-21(Mikoyan-Gurevich MiG-21)
6.3.4 SR-71(Lockheed SR-71 Blackbird)
6.3.5 F-100(North American F-100 Super Sabre)
6.3.6 F-4(McDonnell Douglas F-4 Phantom)
6.3.7 F-14(Grumman F-14 Tomcat)
6.3.8 F-15(McDonnell Douglas F-15 Eagle)
6.3.9 F-16(F-16 fighting falcon)
6.3.10 Eurofighter Typhoon
6.3.11 J-20(Chengdu J-20)
6.3.12 F-22(Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor)
6.3.13 Su-57(Sukhoi Su-57)
6.3.14 F-35(Lockheed Martin F-35 Lightning II)
6.3.15 슈퍼크루즈(supercruise)
6.3.16 B-1(Rockwell B-1 Lancer)
6.4 민간 초음속 항공기
6.4.1 초음속 운송용 항공기 개발
6.4.2 콩코드
6.4.3 Tu-144
6.4.4 X-59 QueSST
[단원복습]
[부록] 초음속 항공기 목록
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