전투기는 어떻게 저렇게 빨리 속도를 낼수있을까요?
전투기는 엄청난 속도로 날라가게 되는데 어떻게 해서 저렇게 빠른속도를 낼수있는건가요? 그리고 그렇게 힘을 내는 근원은 어디있나요?
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.
전투기는 복합적인 요인으로 인해 고속으로 비행할 수 있습니다. 주된 이유 중 하나는 이를 추진하는 강력한 엔진입니다. 전투기는 제트 엔진을 사용하는데, 엔진 앞쪽에서 공기를 빨아들여 압축한 다음 연료와 혼합하고 점화하여 강력한 뜨거운 가스를 엔진 뒤쪽으로 분사하는 방식으로 작동합니다.
이것은 제트를 앞으로 추진하는 추력을 생성합니다. 전투기가 그렇게 빨리 날 수 있게 해주는 또 다른 요인은 공기역학적 설계입니다.
매끈하고 유선형의 모양으로 항력을 줄이고 보다 효율적으로 공중을 날 수 있습니다. 또한 많은 전투기에는 애프터버너와 같은 고급 기능이 장착되어 있어 추력을 높이고 제트기를 더욱 빠르게 가속할 수 있습니다.
항공기 제작에 사용되는 재료도 속도에 중요한 역할을 합니다. 전투기는 가볍고 강한 복합재, 티타늄, 탄소 섬유와 같은 첨단 소재로 만들어져 항공기를 훨씬 더 효율적으로 만들고 기존의 알루미늄 구조보다 더 빠르게 비행할 수 있습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 음속전투기는 제트엔진의 추진력으로 나가게 됩니다. 음속으로 달리는 것중에 21세대 나사의 비행기중 로켓엔진을 쓴 것도 있죠.
2. 소닉붐이라고 하죠. 공기가 고밀도로 압축됩니다. 소리는 공기를 매체로 하죠? 그렇다면 공기가 움직이는데 속도를 음속이라 할 때, 전투기가 음속으로 달리게 되면 압쪽의 공기가 압축되어 압력이 급 상승하게 되고, 뒷쪽은 진공상태가 됩니다. 이 때, 공기의 압력차에 의한 현상은 소리로 나옵니다. 그리하여 굉음에 가까운 소리가 나죠. 이 현상으로 인해 어느정도의 상공이 아니면 초음속 돌파를 허락치 않습니다.
안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
제트엔진입니다.
공기를 흡입해 압축하고 연소시킨 뒤, 터빈을 통해 고온·고압으로 팽창시켜 후방으로 분사해 추력을 얻는 엔진 (터보젯, 터보팬, GTF 등)입니다.
공기 흡입구를 통해 들어온 공기는 가장 먼저 압축기를 지나게 됩니다. 회전하는 블레이드와 고정 블레이드가 번갈아 배치되어 있죠. 회전 블레이드는 공기에 토크(회전력)을 가해 에너지를 높여주고, 고정 블레이드는 공기 흐름을 느리게 해 압력으로 변환합니다.
이 과정을 반복해 고압으로 압축된 공기는 연소실에 도착합니다. 여기서 압축 공기에 연료를 분사해 연소가 이루어지는데요. 이렇게 공기와 연료가 혼합되어 연소된 상태의 기체(가스)가 터빈을 지나면 고온·고압으로 팽창합니다. 팽창된 공기는 터빈을 회전시켜 압축기 및 엔진 부품에 동력을 공급하고, 분사 노즐을 통과하면서 강하게 내뿜어지죠. 분사되는 가스에 의한 반작용으로 비행기가 앞으로 나아갑니다.
안녕하세요. 이은수 과학전문가입니다.
작용, 반작용의 원리로 연료를 태워 이때 발생하는 에너지를 전투기 뒷쪽으로 분사하면 반작용에 의해 전투기 기체가 앞쪽으로 이동하게 되는 원리입니다.