[항공관련] 3자유도, 6자유도

글쓴이
허크
등록일
2002-09-30 12:06
조회
7,940회
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댓글
10건
안녕하세요.
제가 프로젝트 관련해서 항공공부를 하는데요.
특별히 항공공학과를 다닌것도 아니고 해서 처음부터 부딪히는 문제가 너무 많습니다.
아래 목록중에 6자유도에 대한 질의 응답을 보고 조금이나마 이해하게 되었지만 좀더 질문이 있어 글을 올리게 되었습니다.

비행기에서 공력해석을 할때 3자유도를 이용하여 성능미계수를 예측할수 있다하고 6자유도를 이용하여 조정안정성을 예측할수가 있다고 하는데요. 아래 답변을 보고 6자유도는 x, y, z의 translation과 Mx, My, Mz의 rotation 세개를 말한다는 것을 알았습니다. Mx,My,Mz가 좌표축에 따라 yawing, pitching, rolling을 말한다는 것도 알겠구요. (군생활중 배 조타 교육을 받을때, yawing, pitching, rolling을 사용했었지요..^^ㅁ)

그런데, 여기서 3자유도는 translation 3개를  말하는 것인지 rotation 3개를 말하는 것인지 몰라서 질문을 올립니다. 3자유도가 성능미계수를 측정하는 것이면 비행기의 장거리 운항과 관련된 x, y, z의 translation과 관련이 있지않을까 생각해보았습니다만 몰라서 질문을 올립니다...

3자유도, 6자유도와 관련된 공력계수(drag계수,lift계수....)등을 각각 연관지어 3개와 6개로 표현을 할수가 있는지도 궁금하네요... 성능미계수나 조종안전성은 이러한 공력계수와 관련하여 예측할수 있을 것 같은데요... 솔직히 성능미꼐수나 조종안전성이라는 용어 자체도 생소합니다...

답변 부탁드리겠습니다.

  • 배성원 ()

      음..저도 자세히는 모르고 그냥 감각적으로 말씀드리겠습니다. 나중에 전문가이신 분이 조언을 주시면 더 좋겠네요. 저도 유체역학을 하면서 airfoil에 대한 공부를 조금, 아주조금 했더랬습니다. 이때 wing에서 계산된 lift force의 합력이 양 날개의 lift 중심(cord를 따라 적분된 lift의 합력 작용점)이 비행체 전체의 무게중심과 어느정도 거리에 떨어져 있느냐가 성능미계수에 중요한 항목이라고 들었습니다. 상승, 하강등 수평비행에서 이탈하여 고도조절이나 좌,우 방향전환등 이 모두가 lift 중심과 비행기 무게중심간의 Moment force 를 얼마나 잘 제어하느냐 아니겠습니까? 특히 조종 안정성은 날깨의 tail 각을 조절하면 lift의 이동을 일으키는데 이때 비행기 무게중심과의 관계가 실시간

  • 배성원 ()

      으로 변하게 되고 이때 비행체가 안정적으로 양력을 확보하고 있느냐를 모사를 통해 보아야 겠지요. 그래서 6축중에 중요한 3축을 고르라면 역시 회전각 축이 더 중요할 것 같습니다. 참고로, 비행체의 무게중심은 양력 중심보다 앞에 위치하고요..양력은 상방으로 작용하되 약간 후방으로 각도를 가지게 됩니다. 따라서 비행기의 무게 중심에 upward moment를 항시적으로 주게되어 동체가 안정적으로 유지됩니다. 비행기 무게중심이 뒤에 있으면....그냥 비행기가 위로 뜨기만 하겠지요? angle of attack은 거꾸로 줄수가 없으니...^^

  • 이민주 ()

      참 쉬운예기를 어렵게도 하는거 같습니다. x,y,z는 뭡니까.  직교좌표계는 데카르트가 낮잠자다가 파리의 운동을 수학적으로 표시하기 위해 만든좌표계입니다.  그렇다면 x,y,z와 pitch,roll,yaw를 가지면 파리가 어떤각도를 가지고 3차원공간중에서 날라다니는것을 묘사할수 있습니다. 그러면 저 파리는 날렵하게 난다 또는 술취한 파리다 또는 한대 맞고 추락중이다 이런식의 조정안정성을 알수 있겠지요.  그리고 3자유도 pitch roll yaw를 가지고는 뭘하냐면  이것은 풍동실험의 예를 들어보죠  풍동에서 공기가 일정한 방향으로 나오고 있을때  비행기모형의 pitch roll yaw를 바꾸면서 여러가지 공기저항계수 양력계수 등등 성능미계수를 추출가능하겠지요. 

  • 이민주 ()

      전공책들의 대부분이 쉬운예기를 어렵게 풀어쓴것이 많아서 학생들이 공부하는 의욕을 꺽도록 만듭니다. 사실은 간단한 물리적인 원리에 대한 이해로부터 출발해야 하는데..  그게 안되니 아무리 어려운 이론을 배워도 실제 상황에 적용이 안됩니다.

  • 이민주 ()

      배성원님에 대한 리플이 아니고.. 저 위에 본문내용이 나온 전공책이 쉬운예기를 어렵게 한다는 겁니다. 

  • 이민주 ()

      성능 미계수 ,안정 미계수 이런것은 영어 원문이 있을텐데  누군가 한문식으로 바꾸어  좀 오래된 전공책이라면 한자로 떡하니 써놨을겁니다.

  • 이민주 ()

      처음에는 어려운 전공 책들보다  항공공학(청원 출판사), 등등의  항공기사 대비 이론집 이런것부터 보셔야 될듯 합니다. 

  • 허크 ()

      명쾌한 답변 감사드립니다. 생각하는 것 자체가 중요한 것인데요......

  • 허크 ()

      성능미계수는 aerodynamic force derivative, 조종안정성 미계수는 stabiality control derivative를 말하는 것 같습니다.

  • Kellypapa ()

      3축 - x,y,z(항력,추력; 양력,중력;0,0) -> 3자유도(원점의 움직임, translation)
    3M축(모멘텀) - 3축을 중심으로 회전하려는 힘(축의 움직임, rotation)

    모두 합쳐 6자유도가 됨.

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