해설전시품

첨단과학 (항공) : 비행원리에 숨은 과학 이야기

자문과학자

고 병 수

해설시간

20분

□ 심층해설 분야

○ 항공기술 발달사                                  ○ 항공기 구조 및 작동원리

○ 항공기와 연관된 비행 원리                   ○ 항공기 몸체 구조 및 재료

○ 제트 엔진의 작동 원리                          ○ 모형 항공기 조종

  *개발 중인 미래 항공기 와 발전 추세는?   ○드론의 비행원리 및 용도

□ 특징 및 전시의미

○ 항공기 발달의 변천 과정을 이해

○ 항공기 구조 및 원리 이해 항공기와 친숙성을 갖게 한다

○ 항공기를 날게 하는 동력 이해는 다른 기계와 연관한 상상력을 키워준다.

○ 항공기 몸체(동체) 및 재료를 보면서 산업 디자인 및 신소재를 생각할 수 있다.

○ 모형 항공기 체험을 통한 작동 요령 및 기초과학 원리 이해.

  *미래 항공 산업 현주소와 발전 전망 알아보기.

□ 이론적 내용 및 원리

 *뉴턴의 운동 법칙

-       -관성성의 법칙: 버스나, 지하철 탑승 시 출발하면 뒤로 몸이 쏠리고 정지하면 앞으로 쏠리는 현상이 나타난다. 다시 말하면 정지해 있는 물체는 계속 정지하려 하고 움직이는 물체는 계속해서 움직이려고 하는 관성 때문에 나타나는 현상이다.                                   -중력가속도의 법칙: 물체는 그 물체에 작용하는 힘의 크기에 비례하고 물체의 질량          (무 게)에 반비례 한다.                                                                                            - 작용 반작용 법칙: 수영선수가 회전하기 위해 벽을 차게 되면 찬 힘의 크기만큼  앞으로 나가게 된다. 또한 여러분은 로켓이나 인공위성 발사 장면을 보았을 것이다.  이때 뒤로뿜어내는 개스의 힘으로 공중으로 솟구치는 것도 마찬가지의 원리이다.

         * 베르누이 정의: 항공기의 날개와 새의 날개의 비슷한 점은 유선형으로 되어 있다는 점이다. 이러한 날개 모양 때문에 위쪽으로 지나가는 공기는 아래쪽으로 지나는 공기보다 빠르게 지나가게 된다. 이렇게 되면 위와 아래의 압력차이가 나타나게 된다. 공기(유체)의 속도가 빨라지면 압력이 낮아지고 느리면 압력이 높아진다는 원리에 의해 비행기가 위로 뜨는 양력이 발생하게 된다. 

          *파스칼의원리: 유체는 어느 지점에서 작용하는 압력은 모든 방향에서 동일하게 작용한다. 즉 피스톤 면적이 처음 10배가 되면 동일하게 힘을 가해도 처음 피스톤 면적의 2번째 피스톤작용은 10배로 증가한다. 이 원리는 항공기 이착륙 시 주로 사용하는 렌딩기어(Landing Gear)가 이착륙 시 충격을 흡수 해주어 항공기 안정성을 보장할 할 수 있다. ( 항공기  유압장치로 된 구성 확인)

□ 그 외 지식 및 생활 활용 분야

○ 항공기는 빠른 운송 수단으로 세계를 하나로 연결해 주는 연결 고리역할을 한다.

○ 관심과 흥미를 유발함으로써 유능한 조종사, 기계공학도 확보에 기여할 수 있다.

○ 항공 분야 인재양성은, 미래 고부가 가치 산업으로 국가 경제 발전에 기여할 수 있다.

  *첨단과학 으로 연구 발전 시킬 사항이 많은 산업임을 상기 하게  할 수잇씀.