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헬리콥터, 범선, 자동차

by infobox2986 2025. 3. 8.
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헬리콥터, 범선, 자동차

 

헬리콥터

헬리콥터는 비행기와 어떤 점이 다르고 어떻게 쓰이고 있을까요? 헬리콥터는 공중을 비행한다는 점에서는 다른 비행체와 같지만, 일반적인 비행체와는 다르게, 공중에서 정지, 현저한 속도제어, 수직이륙, 후진 등을 할 수 있습니다. 헬리콥터의 이러한 점 때문에 여러 상황에서 다양하게 이를 사용할 수 있는데 이것은 비행체에 고정된 날개가 없다는 것에서 기초한다고 할 수 있습니다. 따라서 헬리콥터를 설계하는 데 공기역학적 요소가 일반 항공기에서처럼 중요하지 않습니다. 헬리콥터를 제작할 때는 부하용적 최적화, 고정중량, 안정성에 중점을 둡니다. 헬리콥터 공기역학은 고정 날개가 있는 항공기와는 다릅니다. 비행기처럼 헬리콥터도 위로 떠오르고 이륙하기 위해서는 추력이 필요합니다. 대부분의 헬리콥터 로터날개가 고정된 샤프트를 구동하는 터빈에 의해 추진됩니다. 이 날개들이 헬리콥터의 상단에서 회전합니다. 회전하는 블레이드를 선회하는 공기들은 아래로 흐르는 공기보다 더 빠르게 움직이며 이 현상이 유발하는 압력차로 헬리콥터는 뜨게 됩니다. 고리로터는 옆으로 돌면서 헬리콥터가 앞으로 나아가도록 추력을 제공합니다. 또한 동체가 반대방향으로 돌지 않도록 주 로터의 회전력과 균형을 잡아주는 역할도 합니다. 터빈과 기어 사이에 프리휠이 있어 로터에서 터빈으로 전달되는 회전 속도를 크게 줄여줍니다. 경우에 따라서는 동체 상단에 두 개의 주 로터를 설치해 서로 반대방향으로 돌면서 회전력에 대해 균형을 잡습니다. 이 경우 꼬리로터는 불필요합니다. 헬리콥터는 세 축, 곧 롤링, 요잉, 피칭을 통해 진로를 바꿉니다. 조종장치로 콜렉티브피치 컨트롤레버, 사이클릭피치 컨트롤레버, 꼬리로터용 페달이 있습니다. 조종사는 콜렉티브피치 컨트롤 레버로 로터블레이드의 각을 변화시켜 위로 오르거나 내려가는 운동을 조종합니다. 이 각이 가파를수록 양력이 커집니다. 피 치 조종에서, 조종사는 회전 중 여러 시점에서 주 로터블레이드의 각도를 조절해 줍니다.

 

범선

인류가 증기를 발견한 이후 산업혁명이 눈부시게 삶을 변화시켰는데, 대표적인 변화로써 바람에너지, 근력, 해류를 이용해 이동하던 범선이 증기기관을 이용한 배로 대체된 점입니다. 이것은 범선과는 달리 증기기관으로 가는 배는 신속한 이동, 기상에 덜 좌우가 될 뿐만 아니라 사람이 적어도 큰 힘을 쓸 수 있다는 이점 때문입니다. 하지만 범선이 현대에 와서도 사라진 것은 아닙니다. 오늘날에는 여가나 취미로서 많이 이용됩니다. 범선이 움직이는 힘은 바람에너지가 공급합니다. 바람흐름이 배의 앞이나 뒤를 곧바로 치면 흐름은 둘로 갈라져 배 둘레를 흐릅니다. 돛으로 불어오는 바람 쪽 공기는 나가는 바람 쪽 공기보다 더 빠르게 움직입니다. 이 차이로 나가는 쪽은 더 큰 압력을 받습니다. 이 힘으로 배가 움직입니다. 바람의 방향에 대한 돛의 각도가 드리프트를 좌우합니다. 각이 어긋나면 돛만 퍼덕일 뿐 배는 움직임이 없습니다. 택킹이라는 항법으로 바람 반대방향으로 이동할 수 있습니다. 힐링현상은 공기흐름이 돛의 면을 칠 때 배가 세로축 방향으로 기울어짐으로써 발생합니다. 이는 배를 전복시키기도 합니다. 힐링을 이겨낼 수 있는지 여부는 배의 안정성이 좌우합니다. 용골을 댄 배는 중량으로 전복에 대응합니다. 이러한 배의 경우, 하면의 중량이 배 전체의 30~50%를 차지합니다. 경사각도가 커지면 용골이 경사에 반대방향으로 토크를 생성하여 배를 똑바로 유지합니다. 작은 범선의 경우 용골이 없습니다. 대신 센터보드나 폭을 넓게 한 선체로 안정성을 유지합니다. 이러한 보트는 재빨리 바른 위치로 되돌아올 수 있습니다. 작은 보트의 경우, 승선자들이 한쪽으로 움직여 균형을 잡는 식으로 안정성을 꾀하기도 합니다. 윈드서핑과 카이트서핑은 모터 없이 바람의 힘만으로 즐기는 대표적인 수상스포츠입니다. 뱃전과 탄 사람은 돛이나 카이트에 붙잡힌 바람의 힘으로 앞으로 나아갑니다. 서퍼들은 자신의 체중과 근력을 활용해 이동방향을 결정하고, 파도를 타고, 점프나 공중제비 같은 묘기를 부립니다.

 

자동차

자동차가 개인적 사회적으로 실제적으로 주는 이로움과 상징성은 아주 큽니다. 자동차로 인해 개인은 많은 문명의 이기를 얻고 있고, 시각적 흥미를 충족시킬뿐더러 사회적 지위를 나타내기도 합니다. 사회와 도로가 복잡해질수록 그에 맞게 도로규칙에 맞는 자동차의 개발에 힘쓰고 있고, 그 결과 끔찍한 결과를 초래하는 교통사고가 줄어들고 있습니다. 이러한 감소추세는 자동차의 안전장치가 여러 방면으로 개선된 덕분입니다. 소극적 안전시스템이란 교통사고가 발생했을 때 승객과 운전자의 피해를 최소화하기 위한 장비들을 말합니다. 대표적으로 안전벨트, 머리받침대, 에어백이 있습니다. 또 다른 소극적 안전시스템인 '크런치존'은 충돌순간, 주로 범퍼 충돌 시에 유연하게 형태가 바뀌면서 충격에너지를 흡수함으로써 차량 내부의 승객에 미칠 영향을 완화해 줍니다. 기능성 재료인 깨짐 방지 유리로 차창을 한다든지 탄소섬유로 몸체를 제작하는 방법도 사고 시 부상위험을 줄이는 데 유용합니다. 브레이크 보조장치, 조향보조장치, 경고 시 스텝은 적극적 안전시스템으로 사고를 피하는 데 도움을 받기 위한 장치 들입니다. 차량추적 시스템 같은 전자적 시스템도 소극적 안전 시스템 및 다른 시스템과 함께 승객 안전을 향상하는데 유용합니다. 운전자의 운전을 돕기 위한 여러 보조시스템이 있습니다. 전자 차량 추적 시스템은 후진 시 뒤에 있는 사물과 너무 근접할 경우 경고음을 발생합니다. 후면 카메라가 달린 차량도 있습니다. 항해 제어 시스템은 운전자가 설정한 속도를 유지하도록 도와 연료경제성을 꾀합니다. 최근에는 GPS가 모든 차량에 일반화되고 있습니다. GPS는 인공위성 기술을 활용해 운전자의 위치를 디스플레이해 주며, 목적지까지 회전방향을 알려줍니다.

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