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Latest revision as of 12:04, 25 May 2019

(그림1) 레이븐스피어 마크1^[1]이 활주로에서 이륙하는 장면.

항공기(plane)는 주날개(主翼)_Wing나 보조날개 (補助翼)_winglet, 또는 방향타(舵翼)_{control surface}에 의해 생기는 양력(揚力, lift)을 이용하여 대기권(atmosphere)내에서 수평으로 비행하는 기체/장치(craft)를 통칭하는 용어입니다. 비행을 유지하기 위해 항공기는 반동추진 엔진(reaction engine)을 이용해 항력(drag)을 극복하여 비행을 하게 되는데, 이 힘을 유도항력(lift-induced drag)이라고 합니다.

비록 명시적으로 함선 종류(vessel type)^[2]에 포함되어 있지는 않다해도, 로켓(rocket)과 더불어 항공기는 KSP에서 가장 보편적인 함선의 한 종류로 분류되어 있습니다.

용도 Usage

대기권에서, 항공기는 수평거리를 주파하는데 로켓보다는 낮은 추력으로 비행이 가능하기에 연료도 적게들고 중량도 가볍습니다. 항공기는 커빈(Kerbin)을 돌아다니기에 매우 훌륭한 녀석이며, 추후에 대기를 가진 다른 천체로의 성간여행에서도 요긴하게 쓰입니다.

항공기는 대개 제트엔진(jet engine)을 이용합니다. 이 엔진은 호흡하는데 쓰이는 대기중의 산소를 흡기(air intake)하여 사용하기 때문에 산화제(oxidizer)를 항상 같이 들고다녀야 하는 로켓엔진(rocket engines)에 비해 유리합니다. 제트엔진은 연비가 좋기에, 대기권 내에서 먼거리를 비행할 수 있습니다(항속거리가 깁니다). 그렇지만, 저고도에서의 항력은 연비나 최고속도를 저해합니다. 커빈(Kerbin)에서 최소항력과 흡기효율이 가장 좋은 고도는 대략 20 ~ 24 킬로미터 사이입니다.

제트엔진에게 있어 치명적인 약점은 흡기되는 공기(intake air)의 양이 부족하면, 특히나 고고도에서, 엔진이 꺼지는 것입니다. 항공기는 흔히 제트엔진을 좌우대칭 한 쌍으로 구성하는데, 두 엔진이 동시에 꺼지는 경우는 드뭅니다. 이 때, 즉 한쪽 엔진만 꺼지면, 추력은 기체의 무게중심(center of mass)을 중심축으로 좌우 균형이 깨지며 한쪽으로만 작용하게되고, 결국 동체를 회전시키는 힘으로 작용하여 프리스비(frisbee) 원반처럼 동체를 쉬이 "수평 나선 운동"(flat spin)상태에 빠지도록 합니다. 이 상황은 항공기의 제어를 회복하기가 힘들게 만들고, 결국 추락하는 것이 보통입니다. 고도가 높을수록, 필요한 흡입 공기의 양을 모으는 흡기(intake)를 위해 더 빠른 속도가 필요합니다. 커빈(Kerbin)에서는 약 40 킬로미터가 초음속 제트기라도 필요로 하는 최소 흡기량을 충족하는 최대고도입니다.

그 이상의 고도에서는 보통 2차 추진장치가 필요해지고, 통상 로켓엔진이 그 역할을 하게 됩니다. "우주선 격납고"(Spaceplane Hangar)라는 말에서 유추할 수 있듯이, 이런 방식으로 설계/건조된 항공기가 "우주선" 또는 "우주 항공기"(Spacepalne)입니다. 공기저항(항력; Atmospheric drag)은 대기권을 완전히 벗어날 때까지 궤도_orbit에 오르는 것을 방해합니다. 커빈의 경우 그 고도가 대략 70 킬로미터 근방까지입니다.

외기권에서, 항공기의 날개는 더이상 양력을 발생시키지 못하는 그저 여분의 중량만 발생시키는 물건이 되어 버립니다. 부드러운 최종진입을 위한 공기역학적인 활공 항로를 취하지 못하면 착륙이 꽤나 복잡해집니다. 이는 결과적으로 날개를 파손시킵니다. 이 시점에서의 비행은 어쨌거나 전통적인 우주선과 별반 차이가 없습니다.

건조/조립

항공기는 격납고 _{Spaceplane Hangar}에서 건조되고 활주로 _Runway에서 이륙하는 것이 규칙입니다. 꼭 하겠다고 한다면 조립동 _{Vehicle Assembly Building}에서도 조립은 가능합니다. 다만, 방사대칭 방식 때문에 공기역학적인 부품 _part의 적절한 균형장착이 어렵고, 발사대 _{Launch pad} 역시 수평으로 이륙(활주)을 해야하는 항공기에게는 좌절스러운 장소입니다. 자유개발방식 _Sandbox에서 격납고의 다양한 기성 기체 (旣成 機體) _{stock planes}^[3]들은 여러 종류의 실제 운항가능한 항공기를 접해 볼수있는 좋은 예제가 됩니다.

양력중심 _{Center of lift}과 무게중심 _{center of mass}의 상대적 위치는 공기역학에서 아주 중요한 사항입니다. 날개(주익)과 여타 공기역학관련 부품의 정렬과 장착위치는 복잡한 과정이 될수도 있습니다. 또한, 비행중 연료의 소비로 무게중심이 이동하는 것도 고려해야합니다. 항공기 제작 중 적절한 연료의 흐름에 주의를 기울이지 않는다면 양력과 무게의 상관관계사이에서 예상치 못한 문제에 부딪히게 됩니다. 연료의 총중량을 항상 살펴보세요.

아울러, 최소한 추력중심 _{center of thrust}과 무게중심이 대략적으로라도 동일 평면상(coplanar)에 유지되도록 하는 것이 중요합니다. 만약 그렇지 않다면, 자세제어(피치, 요, 롤)와 자동평형장치_SAS로 수평비행이 되도록 해야할 것입니다.

분류

항공기_Airplanes는 제트엔진_jets이 그 추진기관이며 대기권 내에서 유지되도록(?)^[4] 고안되어 있습니다.

이것은 대기를 벗어나 궤도에 도달할 수 있도록 항공기를 건조하는 것이 가능하다는 말입니다. 이러한 항공기를 일컬어 우주선 _spaceplane​이라 하며, 제트엔진 외에 일반적으로 로켓 엔진 _{rocket engine}과 같은 대기권 밖으로 상승하기 위한 추진기관을 추가적으로 필요로 합니다.

다른 형태의 항공기로는 활공기 _glider가 있습니다. 활공기는 추진을 위해 연료를 사용할 필요가 없으며, 단순히 위치에너지 _height를 운동에너지 _velocity로 바꾸는 것으로 추진이 가능합니다. 아직은 날씨나 상승기류가 구현되어 있지 않으므로 속도를 잃지않고 비행시 상승할 방법은 없으며, 활공기를 이륙시키는 것 또한 문제입니다. 그럼에도 불구하고, KSP의 항공역학체계는 엔진을 사용하지 않고도 상승이 가능한 무한 활공기 _{infinite glider}를 건조하는데 악용될 수 있는 결함을 가지고 있기도 합니다.

공중 발사 방식 _{Air launch to orbit}

→ 참고하기: Air launch to orbit on Wikipedia

로켓 _Rocket은 좀 더 효율적인 제트엔진을 사용하는 항공기에 의해 일부과정을 대기권의 좀 더 높은 고도로 운반되어질 수 있습니다. 왜냐면 로켓은 좀 더 높은 곳에서 시동을 하면, 대기에 의한 항력이 낮아지고 엔진은 더 효율적으로 작동하기 때문입니다. 또한 로켓을 운반하는 항공기의 운동에너지를 로켓 발사시 로켓에 전달해줄수도 있습니다. 항공기는 크기와 중량이 제한된 로켓을 운반해야합니다. 비록 세프라트론 1 _{Sepratron I}이 항공기에서 로켓을 밀어내도록 도움을 줄 수 있다고는 해도, 로켓을 발사하는 작업 또한 약간의 요령을 필요로 합니다.

항공기는 효율을 위해 15 ~ 20 킬로미터 고도에 도달해야 합니다. 속도는 발사시 초속 1,000 미터가 넘어야 합니다. 로켓의 단도 작은 중량과 크기의 1단내지 2단 정도를 추천합니다.

비행 특성

최고속도로 알려진 비행은 커빈에서 행해졌으며 초속 2,377 미터(m/s)​였습니다 — 3월 7일 ^[5] 이 속도에서 커빈 _Kerbin일주가 고도 40 킬로미터에서 29분이면 가능합니다. 비교를 해보면, 대기권 밖인 고도 70 킬로미터의 안정적인 커빈 저궤도 _{Low Kerbin Orbit} 에서의 속도가 겨우 시속 2,296 미터(m/s)입니다. 그 고도의 궤도 속도보다 빠르면 그 기체는 자연적으로 고도가 상승해버리기 때문입니다.

주석

1. ↑ 잠시 샛길로 빠져서, 'Raven'은 영미권에서 통상 '까마귀'를 상징한다. 북유럽신화에서는 신들의 왕 '오딘'을 상징하기도 하고, 아일랜드 신화에서는 예언자이자 '전쟁의 여신'을 상징하기도 하며, 전쟁과 연관된 상징으로 많이 쓰이고 있다. 풍기는 심상이 '거칠고 포악한'을 연상시키는 단어로 이 '까마귀'와 무기로서 '창'을 뜻하는 'Spear'가 합쳐져 '거칠것 없고 날렵한 비행기'라는 느낌을 주는 명칭이다. 'Mk.'는 'Mark'의 약자로 '판', '별형', '제식'으로 이 문서에도 쓰이는 'Version'과 같은 말이다. 어설프게 의역하자면, '질풍의 까마귀호 1형'이나 '흑색창기병'이란 망상소설 이름에서 차용한다면 '흑색창 1호기'쯤이 되겠다. 우리는 주로 '송골매', '독수리', '삼족오(?) 따위를 사용할텐데, 작명하는데는 정말이지 무한한 상상력과 국한문 어휘력이 필요하군요.
2. ↑ 'Vessel type'은 운용중인 물건들(?)의 항적을 표시해주는 관제소(Tracking Center) 화면(map view)에서 물건들의 종류별로 선택적으로 그 항적을 볼 수 있게 한 분류를 의미합니다. 자세한 내용은 함선(Craft)문서에서 확인하세요.
3. ↑ 'Stock'은 '재고품, 비축품'이란 의미를 가진 말인데, '이미 만들어져 비축되어 있는 비행기/우주선'이라고 해석이 된다. 여기서 '이미 만들어져...'를 'ready-made'로 약간 의역을 하면 맞춤제품의 반대의미로 '기성품'을 사용하듯이 '기성 기체'라는 이상한 단어가 된다. 'Craft'라는 단어도 위키에서 광범위하게 사용되는데, '배, 선박, 항공기, 비행선, 우주선, 우주정거장, 로켓, 탐사차 등등'의 '어떠한 용도로 사용되는 물건들'의 통칭으로 사용되고 있다. 따라서 '항공기, 우주선, 로켓'을 모두 아우르는 말은 '기체'가 적절한듯하여 이 단어를 차용하였다. 후보단어로는 '재고 항공기/비행선/우주선' 또는 '비축 항공기/비행선/우주선'도 있으며 좋은 단어를 추천해주실 분은 언제든 수정해주시라~!!!
4. ↑ Airplanes are powered by jets and designed to remain within an atmosphere. 해석이 좀 더 매끄럽도록 수정해주실 분~~!!
5. ↑ “The MachingBird Challenge!” in the forums.