S1E7 : 프로펠러와 좌선회 경향. Propeller & Left turning tendency - 항공역학 1 

다소 어려운 내용이지만 자가용면장 수준 정도입니다. 항공 공부 화이팅 하시고 많은 도움이 되었으면 합니다. 시청해주셔서 감사합니다.

시청해주셔서 감사합니다. 항공관련 채널에는 항상 와주시는군요.

추천동영상에 떠서 보게되었습니다 ㅎㅎ

그래픽 에니메이션은 어떻게 만드신 건가요?

@@gonnaflynow1767 영상 속 그래픽 사진은 어도비 일러스트레이터로 만들었습니다. 저작권 문제를 피하기 위해 자작하다보니 다소 퀄리티가 떨어집니다.. 모션은 어도비 애프터 이펙트로 제작했고요. 보통은 애프터 이펙트로 많이들 제작하시는것 같습니다.

여건만 되면 저도 도전해보고 싶습니다 ㅠㅠㅎ 퀄리티가 너무 좋아서 여쭤본거에요!!

시청해주셔서 감사합니다.

프로펠라는 추력을 발생시키는 장치로서 헬리콥터는 추력과 양력을 합한 합력을 이용하여 비행을 하기 때문에 로타라고 부르는 것이 맞습니다.

아니요, 헬기는 조금 다릅니다. 헬기는 주 로터의 회전 방향에 따라 토크도 반대로 걸립니다. 즉 미제 헬기는 위에서 봤을때 반 시계방향 회전, 유럽과 러샤 헬기는 시계방향 회전이 많으며 당연히 토크는 그 반대로 걸리기 때문에 미제 헬기는 기체가 좌측으로 회전하려 하지만 유럽, 러샤제 헬기는 반대로 기체가 우측으로 돌려고 합니다. 따라서 테일 로터의 앤티 토크 액션도 토크를 상쇄할 수 있는 방향으로 부착되어 밀거나 push type, 끌어댕겨서 pull type 주 로터의 토크를 상쇄하면서 수평 직선 비행을 가능하게 해주고 말씀하신 대로 요 컨트롤도 가능하게 해줍니다.

감사합니다

구독 감사드립니다.

보통 yaw와 roll은 독립적으로 일어나지 않고 서로에게 영향을 줍니다. 비행기 시뮬이나 실제 비행기를 타시면 러더를 찼을때 비행기가 Yaw만 하는것이 아니라 해당 roll도 함께 들어가 bank가 지게 됩니다. 이유는 여러가지가 있겠지만 2개만 추려 내자면 1) 비행기가 갖는 안정성으로 인한 영향, 2) 무게중심에서 rudder와 aileron의 위치로 인한 영향. 이 두 가지가 있겠습니다.

저도이게 궁금합니다 비행기자체 path에서오는 relative wind는어떻게 작용ㅇ하나요

책에서는 AOA 차이를 과장되게 이야기하는 경유가 많으며 실제로 그 차이는 미미한 수준입니다. P factor는 실제 프로펠러의 속도, 비행기의 속도 그리고 프로펠러에 작용하는 상대풍의 벡터를 그려보면 쉽게 이해될 수 있는 부분으로 그 형태는 위의 영상과 같으며, 양력은 속도의 제곱에 비례하기에 좀 더 유의미하게 차이가 있습니다. P-factor는 종합적으로 상대풍의 속도, 미미한AOA의 차이등에서 발생하는 양력의 불균형을 의미하며 단순 AOA차이로만 설명하는 것은 매우 단편적이라 할 수 있겠습니다.

고려해보겠습니다.

대충 답변을 해 드리자면 우선 피스톤엔진에 비해 터보프롭엔진은 엔진의 크기 대비 피스톤엔진에 비해 훨씬 고출력을 제공할 수 있습니다. 보통 피스톤 엔진의 경우 엔진설계의 한계로 2차세계대전 당시 레시프롭기의 최고봉이라고 손꼽히는 독일군의 Ta-152H-1이 융커스 유모 215 피스톤엔진으로 고도 1만 2천 500m에서 최대시속 760km 이상을 돌파했는데, 터보프롭의 경우에는 무려 3천마력이 넘어가는 고출력의 엔진으로 러시아의 Tu-95 폭격기는 순항속도가 무려 900km가 넘거든요.

단위 부피당 출력 때문에 그렇습니다. 같은 마력수라면 내연 왕복 기관 형태보다 제트 엔진, 즉 터빈 블레이드 방식의 엔진(터보젯, 터보팬, 터보새프트 등등)이 월등히 작습니다. 때문에 항공기에서 진즉에 쓰였고 요즘은 탱크엔진(미제 M1, 러샤 T80U), 심지어 선박 엔진(GE LM2500시리즈 개스터빈 엔진 ) 등 광범위하게 쓰입니다. 단점은 연비가 안좋다는...

제가 만든 영상은 자유롭게 쓰시되 출처를 남겨주시면 되겠습니다. 예시:유튜브 가랑비 또는 로고로 대체 가능 제가 유튜브를 통해 참조한 타인의 영상은 유튜브외 공식적인 사용이 어려울 수 있으니 주의하시길 바랍니다.

@@flightdz 감사합니다!! 공부하다 막힐 때 가랑비님 유튜브에서 많이 배웠는데 너무 유익해서 활용하고 싶었습니다!! 출처는 꼭 밝히겠습니다.

본 채널 첫번째 영상입니다.

영상 관련 질문인지 모르겠습니다만 답변을 드리자면 통상 Airspeed가 같더라도 rpm이 다를 경우가 있는데 그것은 Configuration의 변화가 있을 때 입니다. Landing gear down 이거나 flap의 양에 따라서 같은 airspeed라도 rpm이 달라질 수 있습니다. 혹은 Approach path의 angle이 통상 3도입니다만 이것이 shallow 하거나 steep 될때 마다 달라질 수 있습니다. steep하게되면 보통 rpm이 덜들어가게 됩니다. Airspeed 외에도 Ground Speed에 따라서 rpm이 달라질 수 있다는 점도 참고해주시면 되겠습니다. 감사합니다.

가랑비 네 답변 감사합니다 방송도 잘 봤습니다~! 좋은 영상 앞으로도 많이 볼께요. 늦은밤까지 수고하셨습니다

@@youminpark4462 이륙중이거나, Power On Stall과 같은 상황이 대표적입니다.(From PHAK 5-31)

1. 보통 물리적 변화는 크게 작용과 반작용으로 설명될 수 있습니다. 2.배면비행을 하면 에어포일의 형상은 바뀌지 않지만 받음각이 다릅니다. 즉 뒤집어진 에어포일로 받음각을 만들면 양력이 발생합니다. 양력은 공기의 작용과 반작용, 또는 기압차 둘다 설명될수 있으며 어느 한쪽이 틀리다는 아닙니다.

보통 조종사에게 있어 조작의 근거는 생각이 아니라 매뉴얼입니다. CFI와 다른 의견에 대한 근거는 해 기종 매뉴얼을 참고하여 주장하시면 되겠습니다. 에일러론의 사용은 전통적으로 주로 강한 측풍 이륙 때만 사용되며, 기종에 따라서는 에일러론을 아예 사용안하는 경우도 있습니다. 불필요한 에일러론의 사용은 여러가지 부작용을 낳을 수 있으며, (예. adverse yaw, drag 증가, 조작 load 증가 등) 이는 주의해야할 사항입니다.

@@flightdz 그렇죠. 기술자들이 실험을 통해서 최적화된걸 만든게 메뉴얼일테니까요. 저는 공학을 먼저 접하고 나중에 PPL 할때 CG 구하는 방법을 보고 아 상당히 틀리게 접근하는 구나 했던게 기억납니다. 측풍계산할때도 계산기 들고 삼각함수를 사용하는게 더 편해서 그거 모르는 사람들은 오? 했지만, 지금 생각하면 잘만들어논 시스템을 존중하지 않았다고 좀 반성하고 있습니다. 가랑비님 채널 최근에 알게되서 몇개보고 있는데 매우 놀라운 수준입니다. 감사합니다.

토크로 발생하는 roll의 양은 항공기의 속도와 관계없이 회전력(rpm)에만 정비례하기 때문입니다.

레퍼런스 감사합니다 고생하십시요!

네 이륙중에 그리고 꼬리가 들리때만 그렇습니다.

슬립스트림이 동체를 따라 흐르다가 수직꼬리날개를 치게 됩니다. 이 동체를 따라 흐른다는 것은 프로펠러에서 시작해서 콕스크류의 모양으로 동체를 중심으로 돌게된다는 말입니다. 그렇기 때문에 수직꼬리날개를 치는 방향은 왼쪽 혹은 오른쪽이 됩니다. 조종사가 봤을 때 시계방향으로 도는 프로펠러에서 발생하는 슬립스트림은 마찬가지로 시계방향으로 돌게됩니다. 이 슬립스트림은 수직꼬리날개에 닿을수 있는 방향은 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르를 때 뿐입니다.

저두 이거 여쭤봤는뎅 ㅋㅋ ㅠㅠ

8:06 이 현상은 tail dragger방식의 구식 프로펠러기에서 크게 나타나는데 주기 상태에서 기수는 업피치 상태이며 이때 프로펠러를 회전 시키면 조종석에서 봤을때 회전 하는 프로펠러가 그리는 원형의 우측 절반은 descending, 좌측 절반은 acending blade가 됩니다. 이때 항공기는 기수가 들린 상태이고 이 상태로 전진하게 된다면 프로펠러 블레이드에 부딪히는 상대속도가 descending쪽이 더 크게 나타납니다. 그로인해 프로펠러의 우측 절반에서 생성되는 추력이 좌측보다 커지게 되어 기체는 왼쪽으로 치우치려는 경향을 보이게 되지요. 즉 상대속도가 차이가 나는건 기수 들림, 피치각이 상향이기 때문에 일어나는 현상입니다.

tail dragger라면 나타나는 현상입니다.

멀티엔진 중 프롭기는 PA44만 타봐서 해당 질문에 대해 정확하게 답변드릴 수 없는 점 이해 부탁드립니다.(PA44는 블레이드가 서로 다른 방향으로 도는 카운터로테이트 방식) 뒤에서 봤을때 시계방향으로 도는 프로펠러기는 LTT가 항상 있습니다. 다만 멀티 엔진의 경우 그 양은 상당히 줄어 듭니다. 양쪽 엔진에서 만들어내는 P factor나 torque slipstream은 조금 있기도 하나 그정도는 싱글엔진보다 덜하고 각각의 영향이 좌우 대칭되는 점 때문에 대부분은 캔슬 된다고 알고 있습니다. 정작 멀티엔진을 배울때 중요한 것은 critical engine에 대한 공부를 많이합니다. critical engine이라함은 두 엔진 중 하나가 고장났을때 flight control에 있어 가장 심각한 영향을 끼치는 엔진을 말합니다. 보통 무풍기준, 시계방향으로 회전하는 엔진의 경우 크리티컬엔진은 왼쪽 엔진이됩니다. 오른쪽 엔진에서 발생하는 LTT가 가장 극심하게 일어나며(기존 LTT외에 추가적으로 엔진이 오른쪽에 있어 왼쪽으로 돌리려는 yaw가 발생) 러더수정양이 많이 필요하게 됩니다.

@@flightdz 1년도 넘은 영상인데 빠른 답변 감사드립니다. Critical engine 에 대한 설명도 감사드립니다. 오른쪽엔진만 가동할경우 LTT 효과를 접어두더라도 모멘트만으로도 굉장히 left yaw가 유도될꺼같네요. 오늘도 하나 배워갑니다. 감사합니다.

엔진이 중앙에.있는 프롭이.테일에.영향을 많이 주고 멀티엔진은 동체.간격이.있어서 테일에 상대적으로 영향이.적게.미치겠죠. 시계방향으로 회전하는 왼쪽엔진은 작용과 반작용이.발생하여 왼쪽으로 회전하려는 현상이.있지만 동체 중심 보다 왼쪽에 있으니 오른쪽으로 회전하는.힘이.더 크죠 오른쪽 엔진은.반토크의.영향과 프로펠라의.추력까지.더해지니 조종에 큰 영향을 주는 임계발동기가 되는 거구요. 기종에 따라 엔진도 토크의.영향을 상쇄하기.위해 똑바로 장착되지.않고 약간의 오프셋을 주어 장착되어 집니다.

제가 두가지 다 했었는데, 조종자체는 모형이 더 어렵습니다. Wing loading이 모형이 낮아서 스핀특성은 많이 틀린 느낌이고, 착륙은 실기가 더 어렵습니다. 그거말고는 모형쪽이 파워가 월등히 높기 때문에 훨씬 즐겁죠.

@@turboromy 저도 둘다 해봤는데 똑같습니다...대동소이 스핀특성은 기체마다 다 다릅니다...

@@gmvisck저는 실기로는 Decathlon 으로만 해봐서 다른건 특성을 모르겠고, 모형은 여러가지로 해봤는데 큰 차이가 모형은 aileron을 안쓰고는 속도가 거의 0 이 되서야만 스핀이 발생하고, F3A하고 IMAC 경기에서 다른 사람들하고 얘기해 봐도 당연히 aileron을 쓴다고 하고, rule book에 보면 aileron 쓰면 반칙이다 라고 써있다고 알려주면 높은 레벨 하는 사람들도 아는 사람은 없었습니다. 실기로 snap roll은 해본적은 없는데 실기 rule 에도 aileron은 쓰면 안된다고 했고 교관들도 그렇게 얘기했는데 유투브 시대에 와서 안에서 촬영한거 보니까 다 쓰기는 하더라구요.

@@turboromy 저도 실기 첫비행에 이륙하자마자 혼자서 쎄스나 기체를 몰고 다녔어요 교관이 이전에 비행 하시다가 왔냐고 묻더군요..공항 착륙 대기지점 까지 혼자 몰고 왔네요...착륙은 교관이 하구요...모형 날리다가 군에 무인항공기 조종사로 스카웃되서 입대했습니다...이런 저런 기체들 날려보니 기본은 같고 기체마다 외형에따라 특성이 다른거 같아요...그리고 대부분의 모형항공기는 스핀에 빠지면 모든 키를중립에 두면 빠져나오는거 같더군요..괜히 빠져나오려고 허우적대다 오히려 상황을 악화 시키더군요..가끔 항공사고수사대 보면 실기 조종사인데도 기본적인 상식도 모르는 조종사가 있어서 놀라곤 힙니다..

고rpm일 수록, 그리고 저속일수록 블레이드의 AOA가 더 크기 때문에 출력이 좋습니다.

프로펠라는 추력을 발생하기 위해 고회전을 하지만 마하의 속도를 넘을 수 없습니다. 프로펠라가 마하의 속도로 회전하면 공기 가르면서 다음 브레이드가 계속 공기를 가르면서 추력을.발생시켜야 하는.데 공기가 모아지기 전 진공상태에서 다음 브레이드가 지나가게 됩니다. 진공상태에서는 추력을 발생을 못 시키니 프러팰러 회전수도 제한이 됩니다.

잘못알고 계신 쪽은 그쪽입니다. 양력은 하늘을 나는 힘(중력과는 반대로 작용하는 힘)을 통틀어 말하는 것이 아니라, "유체의 흐르는 방향에 대해 수직으로 작용하는 힘"을 일컫습니다. 그렇기에 lift로 설명 되는 것입니다. 또한 해당 영상의 내용과 terminology는 FAA에서 발간한 PHAK(Pilot Handbook of Aeronautics Knowledge)의 내용을 참고한 것입니다. 즉, 엉성하게 만든것이 아님을 알려드립니다. 영상에서도 나오지만 thrust를 만들어내는것은 프로펠러의 Lift가 주요소이고 P factor를 정확하게 이해하기 위해서는 어떻게 lift 가 만들어지는지 알아야합니다. 프로펠러의 lift 는 아래의 링크에도 설명되어있습니다. www.aerodynamics4students.com/propulsion/blade-element-propeller-theory.php

@@flightdz 링크의 영문에는 lift라고 표현 된 것 맞지만. 프롭을 설명하기 위해서 수직으로 세워두고 Aerodynamic twisting force의 설명을 위해 positive lift와 negative lift 로 표현한 것으로 사례된 것으로 보입니다. 링크의 두번째 그림에서도 적색으로 thrust라는 표현이 있잖아요. 항공기나 선박에서 프롭은 추진력을 얻기 위하여 수평적으로 사용하고 있고 양력은 중력의 반대방향을 힘으로 표현하기 때문에 양력보다는 전진하려는 힘인 추력으로 표현해야 한다고 봅니다. 번역을 할 때는 양력보다는 추력으로 표현해야합니다. 영문을 그대로 번역을 하다보면 오류가 생깁니다. 국어사전에 프로펠러를 검색해보면 비행기나 선박에서, 엔진의 회전력을 추진력으로 변환하는 장치. 보통 두 개 이상의 회전 날개로 되어 있다. 라고 되어 있습니다.

@@kic4334 프로펠러의 이론과 그에 따른 Left Turning Tendency(이하 LTT)에 관한 내용입니다. 매우 전문적인 내용일 뿐더러 일반화하는 것에도 한계가 있습니다. 해당 영상은 요즘 제가 올리고 있는 영상과는 다릅니다. "전문영상"이며 "일반화한 영상"이 아닙니다. 즉, 청자가 다릅니다. 국어사전을 인용하셨는데 이러한 전문적인 내용에서 심각하게 일반화 시키고 단순화시킨 국어사전을 인용하는 것은 말도 안됩니다. 항공에서 단순/일반화시켜 설명하는 것은 대중들을 청자로 고려했을 때 뿐이며, 본 영상은 Sim을 체계적으로 배우시려는 분, 또는 학생조종사들을 상대로 하는 영상입니다. 이런분들을 상대로 정확하게 가르치는 것과 대충 뭉뚱그려 가르치는 것은 정말 큰 차이입니다. 또, "링크의 영문에는 lift라고 표현 된 것 맞지만. 프롭을 설명하기 위해서 수직으로 세워두고 Aerodynamic twisting force의 설명을 위해 positive lift와 negative lift 로 표현한 것으로 사례된 것으로 보입니다." 의 해당 링크 초기 문단에서 Aerodynamic Twisting Force에 대한 내용도 아니고, Positive, Negative lift에 대한 설명도 없을 뿐더러, 단순히 프로펠러 단면에서 발생하는 양력을 설명하는 것입니다. 즉, 해당 내용과 본 영상의 내용이 일치합니다. 설마 Zero Lift Line 때문에 negative Lift가 생긴다고 생각하신건 아니시겠죠? Zero Lift Line은 airspeed(여기서는 비행기가 앞으로 나아가는 속도)가 증가하면서 AOA가 Propeller의 특정 Pitch와 일치되면 Zero Lift가 발생합니다. 그것이 Zero Lift Line이고요. 또한, 본 영상에서 설명해야하는 LTT는 양력, 정확하게는 Lift equation 에 따른 상관관계가 없으면 Thrust 만으로는 완벽하게 설명이 불가능합니다. 또한 Thrust의 생성은 결국 Lift생성으로 발생한 것이라고 영상에도 설명 되어있으며, 지금까지 말씀드리고 있습니다. 본영상에서 제가 말한 내용을 한토시도 틀리지않고 첨부합니다. "Propeller는 어떻게 추력을 만들어 내는지 알아보겠습니다. Propeller는 일종의 회전하는 날개입니다. 프로펠러의 날개를 Propeller blade라고 하는데 이 Blade가 회전하는 방향으로 움직이면서 양력을 만듭니다. 양력은 양력공식을 통해 알아보겠습니다. ..이하 중략.. 이 날개를 회전시켜서 Relative wind를 얻고 여기서 발생하는 양력을 90도 눕혀서 추력을 만들어내는 것이 바로 프로펠러입니다." 잘못 전달한 내용도 없고, 정확하게 인과관계까지 설명했는데 도대체 무엇이 잘못됐는지 모르겠습니다. 그러면 프로펠러의 추력이 어떻게 발생하는지 양력을 거론하지 않고 설명이 가능합니까? 그리고 양력이라 하지 않고, 추력이라고 해야 LTT 내용을 이해하는데 도움을 줍니까? 저의 허접한 용어 선택이 싫으신 것 같은데, 만약 정비사님께서 정말로 "추력"으로 적어도 LTT의 요소 중 하나인 P-factor를 정확하게 설명할 수 있다면, 그렇게 영상을 만들어주십시오. 만약 영상을 만드실 수 없다면 글로라도 설명을 해보시길 바랍니다.

@@flightdz 프롭의 단면을 보면 날개골과 동일합니다. 프롭이 회전을 하면서 양력 동일하게 발생하는 것은 사실입니다. 하지만 사회적 약속으로 프롭은 추진력을 만든다고 지칭하기로 약속을 한 것 입니다 양력은 중력과 정반대 방향으로 작용하는 힘을 양력으로 부르기로 약속한 거죠 가랑비님의 동영상을 보면 프롭이 양력으로 앞으로 나가는 것으로 오해할 가능성이 높습니다. 프롭 비행기는 양력으로 앞으로 가는 비행기라고 배울 수 있죠. 너튜브는 항공전문가 뿐만 아니라 비전문가인 모든 사람이 볼 수 있습니다. 지식 전달자로서 단어하나하나 정확히 선택해야 하죠. 회전익항공기의 회전익이 프로펠러라고 알고 있는 사람들이 많죠. 항공쪽에 근무하는 사람이 회전익을 프로펠라이라고 타인에게 말하지는 않아야죠. 컴퓨터를 잘하면 이런 영상을 잘들어서 올리겠지만, 내가 학교.다닐.시절에는 애플2 컴퓨터도 귀한.시절이라 컴을 잘하지는 못하네요. 노안이 와서 글로 쓰는 것도 어렵네요. 수고하세요.

양력(lift)의 정의를 다시 한번 찾아보십시오. 중력의 반대로 작용하는 힘인지, 유체의 흐름에 수직으로 작용하는 힘인지 말입니다. 물론 양력과 lift의 단어가 들어올리다에서 나온 것은 맞지만 개념 자체가 다릅니다. force 가 강제하다인지, 무력인지, 역학에서 논하는 힘인지는 쓰이는 분야에 따라 다른겁니다. 단어의 기원과 뜻이 완전히 다른 단어도 수만가지입니다. 그럼에도 불구하고 사회적 통념 운운하면서 자신이 알고 있는 양력의 개념이 틀렸다는 것은 끝까지 인정 안하시는 군요. 적어도 항공에 몸담으신 분이라면 항공의 lift로 이해하셔야지 사회적 통념인 lift(심지어 애매모호하고 간단한 개념으로만 설명된 것을)를 고집합니까? 저도 지쳤습니다. 다른데 가서 어그로 끌어주십시오.

프롭을 두 개 다는 것 외에는 크게 방법이 없습니다.

동축반전 프로펠러라든지?

예 시청해주셔서 감사합니다. 제가 질문을 잘 이해했는지 모르겠습니다만은 3분즈음 설명하는 것은 비행기의 날개가 아니고 프로펠러의 날개입니다. 거기서 말하는 Airspeed는 항공기의 실제 airspeed를 말하고, relative wind는 프로펠러에 적용되는 맞바람입니다. 그리고 AOA는 비행기의 AOA가 아닌 프로펠러의 AOA입니다. 그렇기 때문에 그림을 보시면 airspeed가 90도로 틀어져있는 이유입니다. 항공기의 속도가 줄어들수록 (비행기의 Airspeed가 줄어들수록) 수평 벡터가 줄어드는것을 보셨을겁니다. 수평벡터가 줄어들면서 relative wind의 방향이 바뀌죠? 여기서 relative wind와 프로펠러 코드라인이 이루는 각이 더 커집니다. 즉 AOA가 증가한다는 겁니다. 따라서 Airspeed가 줄어들수록 프로펠러의 AOA는 증가합니다.

답변감사합니다! 요즘 한창 호기심이 동해서 여러 영상을 보고있습니다. 음...점선으로 이루어진 삼각형의 각도가 aoa를 말씀하시는줄 알았는데 삼각형과 프로펠러 사이의 각도가 aoa 인가보군요! (맞나요...?)하나 더 질문드려도 될까요? 결론에 저속이고 높은 rpm일때 높은 추력을 발생시키기 때문에 경비행기에서 사용한다고 하셨는데, 고속일때는 아무래도 바람의 항력이 더 커지기 때문에 저속에 높은 rpm이라면 프로펠러든 제트엔진이든 추력이 더 많이 발생하지 않나? 생각이 들었는데요 왜 이것이 프로펠러가 달린 경비행기의 특징인가요?

​@@연쇄창업가 1. 맞습니다. 삼각형과 코드라인사이의 각을 말하는 내용이었습니다. 다소 그림이 불확실했던점 사과드립니다. 2. 결론이 다소 뜬금없이 나와 죄송합니다. 사실 이것은 프로펠러와 제트엔진의 차이를 알고 계셔야 알 수 있습니다. 그 내용이 상당히 복잡하고 방대하기 때문에.. 동영상 자체는 프로펠러 영상이다 보니 추가 설명없이 바로 결론으로 가버렸습니다. 두 엔진의 비교를 하기위해서는 두 엔진 모두 설명을 하고 그리고 나서 차이를 말씀드려야되는데 그렇게되면 영상의 길이가 길어지게 되서 적당히하고 넘어가게 되었습니다. 1) 말씀해주신바와 같이 고속을 내기위해서는 항력을 이겨내기위해 프로펠러는 더욱 빠르게 회전할 수 밖에 없습니다. 일정속도 한계에 부딪히면 비행기가 천음속을 가기도 전부터 이미 프로펠러 날개에서 충격파가 생성되기도 합니다. 2) 또한 프로펠러의 날개가 고정된 Fixed Pitch 프로펠러의 경우 질문하신 영상부분에서도 보셨겠지만 비행기의 Airspeed가 빨라 질수록 AOA가 감소함을 알수 있습니다. AOA가 감소게 되면 양력이 감소하게 되므로 즉 다시말해 추력이 떨어지게 됩니다. 심한 경우 (Airspeed가 엄청나게 빨라질 경우) Airspeed Vector로 인해 AOA가 마이너스가 되기도 합니다. 이 단점을 보완한 프로펠러는 Variable pitch propeller라고 하여 가변피치프로펠러 혹은 constant speed 프로펠러라고 합니다. 이 프로펠러의 경우 rpm은 동일하면서 pitch만 바꿔주는 프로펠러입니다. 하지만 이것도 각도의 한계가 있기 때문에 아주 빨리 가지는 못합니다. 아무리 최적의 AOA를 유지해도 결론적으로 AOA가 고정되어있고 1)의 이유로 프로펠러 rpm에 한계가 있다면 프로펠러의 양력은 한계가 있다는 말이 됩니다. 즉 늘어나는 항력을 이길수는 없죠. 3) 여기에 더불어 프로펠러비행기들은 보통 왕복기관에 해당합니다. 왕복기관이라 함은 자동차 처럼 4행정을 이룬다는 것이죠. 왕복기관의 단점으로는 rpm이 빨라질수록 그 효율이 떨어집니다. 흡입-압축-폭발-배기의 4행정이 점점 빨라지다 보니 들어가야될 공기가 들어가지 못하기도 하고 또 배기도 배출이 제대로 되지 못하는 경우도 있습니다. 또한 폭발과정에서 스파크 플러그의 점화시기는 통상 크랭크가 완전히 압축되기 전부터 점화를 합니다(화염전파속도가 있기 때문에 크랭크가 최고점에 도달하기전에 미리 점화를 해서 최적의 상태로 만듭니다). 또 그렇다고 해서 아주 낮은 rpm에서도 딱히 성능이 좋은 것도 아닙니다. 즉 4행정기관은 효율적인 rpm 구간이 존재합니다. 있습니다. 자동차의 변속기어 기능을 생각하셔도 좋을 듯합니다. 자동차의 경우 변속기어를 이용해서 증속하면서 rpm은 최적을 유지할겁니다.(약 1000~2000rpm 정도 되죠 보통) 이 때문에 constant speed 프로펠러가 있는 이유입니다. 자동차의 변속기어 기능과 똑같이 해주는 것이죠. airspeed에 따라 프로펠러의 각속도를 변경해주어서 AOA를 더 만들어주는 것이죠. 4) 높은 추력을 내는 왕복기관은 그 무게가 많이 늘어납니다. 항력이 속도에 기하급수적으로 증가하시는 것을 보셨을겁니다. 높은 출력을 내기위해서는 엔진도 그만큼 커져야겠죠. 그리고 프로펠러도 커져야되고요. 하지만 프로펠러가 커지면 커질수록 같은 RPM이어도 프로펠러 끝은 속도가 더 빠릅니다. 반지름 1미터이 프로펠러와 2미터인 프로펠러가 2000rpm이라고 돈다고 가정하면 반지름 1m 짜리의 프로펠러 끝쪽 속도는 반지름 2m 짜리의 프로펠러 끝쪽 속도의 반입니다. 각속도는 같지만 선속도는 다른 것이죠. 이 때문에 프로펠러의 크기도 한정되어있습니다. 5) 고고도로 올라갈수록 공기가 희박해집니다. 1000'에서의 프로펠러 성능과 10,000'의 프로펠러 성능은 전혀 다릅니다. 공기가 희박해져서 엔진에 들어가는 공기도 적어져 출력이 감소하고 프로펠러 자체도 공기가 희박하기 때문에 양력이 덜 나옵니다. 엔진출력이 줄어드는 것을 막기위해서 압축된 공기를 공급하는 슈퍼차저나 터보차저가 있긴 합니다만 프로펠러 자체가 만들어 내는 양력은 고고도로 올라갈수록 줄어듭니다. 위의 1)~5) 사항을 가지고 보시면 아시겠지만, 4행정 왕복엔진은 빠르게 날지는 못하고, 저속에서 추력은 좋습니다. 또 고고도로 날지는 못하는데 저고도에선 괜찮습니다. 경비행기의 용도에 매우 알맞은 엔진이죠. 이에 비해 제트 엔진은 성격이 다릅니다. 제트엔진은 프로펠러처럼 양력을 만들어서 추력을 내는 것이 아니라 공기를 배출해서 추력을 내는 엔진입니다. 즉 공기양 만큼 배출해서 앞으로 나아가는 작용반작용으로 나아갑니다. 저속에서 제트엔진은 효율이 좋지 못한데, 그 이유는 제트엔진이 정지해 있으면 팬으로 받아들이는 공기양이 적기 때문입니다. Airspeed가 빨라질수록 엔진에 유입되는 공기양은 점점 많아지게 되고 더 많은 공기를 연소시켜 더 강한 출력으로 낼수 있습니다. 이미 여기서부터 프로펠러와 성격이 완전히 다르죠. 제트엔진의 팬은 마치 프로펠러처럼 생겼지만 이녀석이 하는 일은 공기를 빨아들이고 내뱉는 역할이지 양력을 만들어 내지는 않습니다. (물론 팬의 효율을 증대화 시키기 위해 프로펠러처럼 항공역학적으로 디자인 하긴 합니다만). 팬의 디자인 자체는 저속보다는 고속에 적합하게 디자인 되어있습니다. 왜냐면 제트기들은 몇시간을 공중에서 출력을 내야되다 보니 몇분안되는 지상이동등에서는 굳이 출력이 좋을 필요가 없죠. 물론 저속/고속 둘다 효율을 좋게 디자인하면 좋겠습니다만, 그렇게 되려면 여러장치를 달아줘야되고 비행기에서는 여러장치는 곧 무게로 이어지고 더 무거운 무게는 결국 그만큼 비용이 더 들게된다는 것이죠. 또 저속에서는 어쩌피 이륙할때 빼고는 출력이 그닥 많이 필요하지는 않습니다. 따라서 고속에 적합하게 디자인하는 이유가 바로 이 때문이죠. 또한 제트 엔진 자체가 압축기가 달려있는 엔진이기 때문에 고고도에서도 운영하는데 문제가 없습니다. 오히려 고고도일수록 엔진의 효율이 증대됩니다. 끝으로 항공역사를 보셔도 프로펠러기가 초음속을 돌파한 적은 정말 찾기 어려우나 제트엔진의 경우는 흔한일입니다. 그것은 기체가 같는 강도때문이라기 보다는 엔진이 달라서 갖는 한계라고 보시면 되겠습니다.

와우... 답변 감사합니다. 글을 읽고 나서 왜 프로펠러가 경비행기에 적합한지 알 수 있었습니다. 그런데 읽다가 또 질문이 생겨서 질문드립니다. 4번에 각속도는 같지만 선속도가 다르기 때문에 프로펠러의 크기가 한정되있다고 하셨는데, 이게 무슨말인가요? FAA같은곳에서 우리는 1RPM에 이정도 마력을 내는것을 표준으로 잡자. 라고 했기 때문에 프로펠러의 크기가 그에맞게 한정된다. 이런식으로 생각해도 되나요?

@@연쇄창업가 아니요 그런 말씀은 아닙니다. 각속도라 함은 회전하는 속도를 말합니다. 각도당 시간의 단위입니다. 선속도는 어떤 사물이 갖는 통상 우리가 말하는 속도를 말하죠. 거리당 시간의 단위이고요. 같은 2000rpm짜리 프로펠러라도 프로펠러의 크기가 차이가 있다면 회전수는 분당2000rpm으로 동일하는 각속도는 같죠. 하지만 선속도는 큰 쪽이 더 빠르다는 것입니다. 선속도가 빨라지면 1의 이유로 프로펠러의 크기를 무작정 크게 늘릴수 없다는것을 이야기 하고 싶었습니다.

기종에 따라 다릅니다만 쌍발기중에서도 프로펠러두개가 각기 다른방향으로 도는 기체도 있기도 합니다. 같은 방향으로 돌더라도 상대적으로 그 영향력은 단발기보다 심하지는 않습니다.

@@flightdz 감사합니다 ㅎㅎㅎ

엔진 회전에 따른 작용과 반작용이 발생하기 때문에 엔진장착 위치에 따라 동일한 현상이 존재합니다.

고RPM 저속 비행의 경우 우선 파워를 아이들까지 빼주고, 속도가 줄어들때까지 기다립니다. 속도가 충분히 줄어들면 그때 rpm을 높여 속도를 유지합니다. 저속에서의 항력은 유도항력으로 속도에 반비례 합니다. 즉, 저속일수록 항력이 기하급수적으로 늘어납니다. 이 때문에 고 RPM을 유지하여 간신히 떠있는 상태를 만들 수 있습니다. Airspeed는 비행기의 지시속도를 말하며 공기를 가르는 속도입니다. Relative wind는 날개나 프로펠러가 맞이하는 바람으로 보통은 지시속도에 해당하는 속도로 맞이합니다. 물론 프로펠러의 경우는 지시속도가 없으므로 프로펠러의 상대풍의 세기는 감각적으로 인지할 수 밖에 없습니다.

@@flightdz파워를 아이들까지 뺀후 속도가 감소한후에 속도감소만큼 같이감소하는 양력성분을 보완하기위해 기체의 피치를 들어 올리고 rpm을 높게 올려버리는건가 보네요.

고정피치를 가진 프로펠라.항공기는 엔진알피엠으로 속도를 조절하지만 가변피치를 가진 프로펠라는 고정알피엠을 쓰고 프롭의 피치를 조절하여 고알피엠에 저속상태를.만들어 줄 수 있습니다.

relative wind가 왜 아래서 올라오나요 추력은 앞쪽인데? ㅠㅠ

프로펠러가 회전하는 방향은 비행기 동체의 축을 중심으로 회전하기 때문입니다. 프로펠러는 비행기의 주날개와 같은 방향으로 상대풍을 맞는다기 보다는 프로펠러가 회전하면서 여기서 속도를 얻고 여기서 생기는 양력으로 추진력을 얻는 방법입니다.

@@flightdz 음 그런 프로펠러로인한 추력은 정풍으로인한 측풍성분으로 발생하는건가요?

@@도비는자유에요-o6o 정풍으로 인한 측풍 성분이 이해가 안갑니다만 프로펠러 자체는 비행기 날개이며 날개가 양력을 만드는 것은 상대풍이 필요합니다. 이 상대풍을 만들기 위해 프로펠러가 도는 것입니다. 다만 AOA는 비행기의 속도에 따라 상대풍의 각도가 변화합니다. 여기서 비행기 속도가 빨라질수록 상대풍과 코드라인의 각도인 AOA가 줄어듭니다.

@@flightdz 아직 제가 상대풍에 대한 이해가 부족한가봅니다 조금더 공부하고오겠습니다 ㅠㅠ 매번 감사드립니다 feathering 공부하다가 넘어려워서 다시찾아보고있는데 기본부터어렵네요 ㅠㅠ

도대체 문과 이과 놀이 아직도 합십니까

네 그렇습니다.

터보제트 엔진을 말씀하시는것 같은데 터보제트에도 팬이 있습니다. 다만 그 크기가 작을뿐입니다. 감사합니다.

제트엔진은 토크가 발생하기엔 엔진의 크기가 너무커서 상쇄시켜버리는 개념입니다.

많은 조종사들이좌선회경향이 있는 비행기로 비행교육을 시작합니다. 조종하면서 알아두어야할 비행기 특성이기 때문에 거의 모든 조종사들은 이와 관련된 과목을 배우게됩니다.

항공역학은 항공정비사도 배웁니다.

당연하죠

플랩, 랜딩기어등을 의미합니다.