항공모함에서 비행기 이착륙 원리

Question

비행기는 이착륙을 위해서는 긴 활주로 거리가 필요한데, 짧은 항공모함에서 비행기가 이착륙이 가능한 과학적원리를"가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 박준범 과학전문가입니다.

항공모함은 비행기를 이착륙시키기 위해 특수한 시스템을 사용합니다. 이 시스템은 주로 두 가지 방법으로 구현됩니다.

1. 카타팔트(Catapult): 항공모함은 비행기를 발진시키기 위해 카타팔트 시스템을 사용합니다. 카타팔트는 비행기에 갑자기 큰 가속도를 제공하여 이륙을 돕습니다. 이 카타팔트는 스팀이나 유압 시스템을 사용하여 비행기를 가속화하고 이륙에 필요한 속도에 도달할 수 있도록 합니다.

2. 바리어어칭 시스템(Arresting System): 비행기가 착륙할 때, 항공모함은 바리어어칭 시스템을 사용하여 비행기를 멈춥니다. 이 시스템은 비행기가 착륙 후에 끈 또는 케이블에 잡히도록 설계되어 있습니다. 비행기가 항공모함 끝 부분까지 이동하면 케이블이 발동되어 비행기의 운동 에너지를 흡수하고 비행기를 멈춥니다. 이 시스템은 비행기가 항공모함에 안전하게 착지하고 이륙 전에 안전하게 멈출 수 있도록 합니다.

이러한 시스템들은 비행기가 항공모함에서 안전하게 이착륙할 수 있도록 보장합니다. 함정 시스템은 특히 비행기의 무게와 속도를 고려하여 설계되어 있으며, 이는 비행기가 항공모함의 상대적으로 작은 이착륙 지점에 정확하게 착륙하고 항공모함의 특정 부분에 안전하게 멈출 수 있도록합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

증기 또는 전기로 작동하는 강력한 장치로

비행기를 갑자기

가속시켜 이륙 속도에 도달시킵니다.

항공모함의 활주로는 지상 공항보다 훨씬 짧습니다.

사출기가 이륙 속도를 보충하기 때문에 짧은 활주로에서도 이륙 가능합니다.

함재기는 착륙 후 바로 재무장 및

연료 보급을 하고 다시 이륙할 수 있도록 설계되어 있습니다.

활주로 끝에 설치된 와이어로 함재기를 잡아 정지시키는 장치입니다.

함재기 바퀴 아래에 장착된 후크가 착륙 함선의 와이어를 걸어 정지합니다.

착륙 시에도 짧은 활주로를 사용합니다.

착륙 함선의 도움으로 짧은 거리에서도 안전하게 정지할 수 있습니다.

항공모함에서 운용되는 비행기는 일반 비행기보다 강력하고 튼튼하게 설계됩니다.

이륙과 착륙 시 발생하는 강한 충격을 견딜 수 있도록 제작됩니다.

함재기 조종사는 숙련된 기술이 필요합니다.

짧은 활주로에서 이착륙하는 것은 매우 까다로운 작업입니다.

항공모함에서

비행기 이착륙은 사출기,

착륙 함선, 짧은 활주로 등 특수 기술을 활용하여 이루어집니다.

이러한 기술은 함재기와 조종사에게 높은 성능과 숙련도를 요구합니다.

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Answer 3

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

항공모함은 자체적으로 탑재 비행기를 이·착륙시키는 것이 가능한 거대 함선을 말합니다. 웬만한 중소국가 전체의 전투력과 맞먹는다는 이 항공모함에는 재밌는 과학적 원리가 숨겨져 있습니다.

1. 이륙 (Takeoff) 원리: 보통의 비행기는 긴 활주로를 달리며 가속하다가 일정 속도에 도달하면 날개에 작용하는 베르누이의 힘에 의해 떠오르게 됩니다. 이 때 이륙에 필요한 활주로의 길이는 약 400~600m 정도입니다. 그러나 항공모함의 이륙 갑판은 매우 짧기 때문에 함재기를 이륙시킬 때, 특수한 기술을 사용하게 됩니다.

2. 사출기 (Catapult) 원리: 함재기를 쏘아 보내는 사출기는 고대 그리스부터 중세시대까지 사용된 투석기의 일종입니다. 항공모함의 사출기도 이와 비슷한 원리로 작동합니다. 초기의 사출기는 그저 함재기를 붙들고 있는 수준이었습니다. 엔진이 돌아가기 시작해 최고 출력에 이르는 시간을 줄이기 위함이었습니다. 함재기가 붙들려 있는 동안 엔진은 최대 출력이 되고 그 때 분리된 함재기는 보다 빠르게 이륙속력에 도달할 수 있었습니다. 이는 차세대 항공모함에서도 사용되는 방법 중 하나입니다.

3. 전자기력 이용한 사출기 (Electromagnetic Aircraft Launch System, EMALS): 최근에는 전자기력을 이용한 사출기가 개발되고 있습니다. 이는 자기 부속열차와 같은 원리를 가지고 있습니다. 갑판에 전자석을 설치하고 전류를 흘려 발생하는 전자기력을 이용합니다. 함재기는 위쪽으로 작용하는 힘을 받아 살짝 공중에 뜨거나 중량으로 인한 마찰력을 현저하게 줄일 수 있게 됩니다.

이러한 원리들을 통해 항공모함은 비행기의 이착륙을 성공적으로 지원하고 있습니다.