2014년05월25일 15번

[항공역학]
프로펠러의 회전수가 3000rpm, 지름이 6ft, 제동마력이 400HP일 때 해발고도에서의 동력계수는 약 얼마인가? (단, 해발고도에서 공기밀도는 0.002378slug/ft³이다.)

① 0.015
② 0.035
③ 0.065
④ 0.095

(정답률: 29%)

문제 해설

동력계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

C_p = (2 * P) / (ρ * A * V³)

여기서, P는 제동마력, ρ는 공기밀도, A는 프로펠러의 단면적, V는 프로펠러의 속도이다.

프로펠러의 지름이 6ft 이므로 반지름은 3ft이다. 따라서 프로펠러의 단면적은 다음과 같다.

A = π * r² = 3.14 * 3² = 28.26ft²

프로펠러의 속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

V = (π * D * N) / 60

여기서, D는 프로펠러의 지름, N은 회전수이다. 단위는 모두 ft와 rpm이므로 결과는 ft/min이 된다.

V = (π * 6 * 3000) / 60 = 942.48ft/min

따라서 동력계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

C_p = (2 * 400) / (0.002378 * 28.26 * 942.48³) = 0.095

따라서 정답은 "0.095"이다.

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