Contents
▶ 유체역학을 다루는 포스팅
3. 프로펠러 이론
3.1) 정의 및 개념
프로펠러 이론은 유체의 운동량 변화를 통해 추진력을 생성하는 방식을 설명합니다. 이 이론은 주로 제트 비행기와 로케트 추진에 적용됩니다.
3.1.1) 제트 비행기
- 제트 엔진은 고속의 제트 기류를 후방으로 배출하여 추력을 발생시킵니다.
- 운동량의 변화 원리를 이용하여 추력을 계산합니다.
3.1.2) 로케트 추진
- 로케트는 연소 생성물을 고속으로 배출하여 추진합니다.
- 추진의 원리는 운동량 보존과 역작용 법칙에 기초합니다.
3.2) 예제 문제 및 풀이
예제 1 (제트 비행기)
문제: 제트 엔진이 초당 1 kg의 공기를 400 m/s의 속도로 배출할 때 발생하는 추력을 계산하시오.
풀이: 추력은 운동량 변화와 동일합니다.
\( Thrust = \dot{m} \Delta v \)
여기서 m˙은 질량 유량 (1 kg/s), Δv는 속도 변화 (400 m/s).
\( Thrust = 1 \times 400 = 400 \, \text{N} \)
따라서 발생하는 추력은 400 N입니다.
예제 2 (로케트 추진)
문제: 로케트가 초당 2 kg의 연료를 소모하며, 배출 가스의 속도가 500 m/s일 때 발생하는 추력을 계산하시오.
풀이: 로케트의 추력 계산:
\( Thrust = \dot{m} \Delta v \)
여기서 m˙는 질량 유량 (2 kg/s), Δv는 가스의 속도 (500 m/s).
\( Thrust = 2 \times 500 = 1000 \, \text{N} \)
따라서 발생하는 추력은 1000 N입니다.
다른 기계 가공법 링크
유체역학 (19) – 1차원유동, 2차원유동, 3차원유동