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[Aerodynamics] 고도에 따른 음속과 마하수의 변화

고도에 따른 음속과 마하수의 변화 1. 음속(Speed of Sound)이란 무엇인가? 음속은 소리가 공기(매질)를 통해 전파되는 속도를 말합니다. 소리는 공기 분자들의 진동이 옆 분자로 전달되면서 퍼져나가며 우리가 알고 있는 일반적인 음속은 대략 340m/s (약 1,224km/h) 정도인데, 이는 지표면 근처, 즉 해수면 고도에서의 값입니다. 그렇다면 음속은 항상 일정할까요? 결론부터 말하면 그렇지 않습니다. 음속은 여러 요인에 의해 변하는데, 가장 중요한 것은 바로 '온도'입니다. 2. 고도에 따라 음속이 변하는 원리 : '온도' 음속은 다음과 같은 공식으로 표현됩니다. ​여기서 각 변수의 의미는 다음과 같습니다.a : 음속 (Speed of Sound)γ (감마) : 비열비 (Ratio of s..

레이놀즈수 (Reynolds Number, Re)란?레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비율을 나타내는 수치입니다. 기호설명단위ρ유체의 밀도kg/m³V유체의 상대 속도m/sL기준 길이 (예: 날개의 길이, 관 직경 등)mμ유체의 점성 계수 (동점성계수)Pa·sν운동 점성 계수 (ν=μ/ρ)m²/s 🧠 레이놀즈수가 중요한 이유➤ 흐름의 성질(유동 특성)을 구분레이놀즈수 범위흐름 형태낮음 (Re 층류(Laminar flow) — 유체 입자들이 매끄럽게 평행하게 흐름중간 (2,300 ~ 4,000)전이영역(Transition) — 불안정한 흐름높음 (Re > 4,000)난류(Turbulent flow) — 유체 입자가 소용돌이치며 혼란스러운 흐름 비행기 날개, 자동차 표면, 배의 선체 등에서 레이놀즈수에 따라 ..

익면하중이란?익면하중은 비행기 날개의 단위 면적당 얼마나 많은 무게가 실리는지를 나타내는 값입니다. 쉽게 말해, "날개 1제곱미터(또는 1제곱피트 등)가 비행기 무게 중 몇 킬로그램(또는 몇 파운드)을 지탱해야 하는가?"를 나타내는 지표입니다. 익면하중(W/S) = 날개면적 (WingArea) / 항공기총무게 (Weight)​ 여기서 'W'는 무게(Weight), 'S'는 면적(Surface Area)을 의미합니다.익면하중이 왜 중요할까?익면하중은 항공기의 다양한 비행 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.이착륙 속도 :익면하중이 낮으면 (날개가 크거나 비행기가 가벼우면) : 날개 면적이 넓어 적은 속도에서도 충분한 양력을 얻을 수 있고 더 낮은 속도로 이륙하고 착륙할 수 있습니다. 경비행기나 글라이더는 익면..

항공역학에서 CLmax (최대 양력 계수, Maximum Lift Coefficient)가 크다는 것은 특정 항공기나 날개가 가질 수 있는 최대 양력 생성 능력이 뛰어나다는 것을 의미합니다.가. 양력 계수 (Lift Coefficient, CL)란?양력 계수(CL​)는 날개가 특정 속도와 공기 밀도에서 얼마나 많은 양력을 생성하는지를 나타내는 무차원 계수입니다. 양력(L)은 다음 공식으로 표현됩니다. L=½​ρv²ｓCL​ 여기서:L = 양력 (Lift)ρ = 공기 밀도 (Air density)v = 비행 속도 (Velocity)ｓ = 날개 면적 (Wing area)CL​ = 양력 계수 (Lift Coefficient)이 공식에서 알 수 있듯이, 항공기의 무게, 날개 면적, 공기 밀도가 일정할 때, 양력을..