비행 4 배경 지식 현재와 과거의 크고 작은 비행기들 지난 세기 동안 비행기에는 많은 변화가 있 었다. 라이트 플라이어는 작고 느렸다. 이 작은 비행 기에는 한 사람만 탈 수 있었다. 그러나 오늘날의 비 행기는 거대하고 빠르다. 수백 명을 태우고 단 몇 시 간 만에 대

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우석 원
8 years ago
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1 교사용 4. 비행 1 단원 소개 비행을 하기 위해서 꼭 알아야 할 것 중의 하나인 비행방향이 있다. 본 단원은 방향 을 알기 위한 나침반 제작 활동과 항공지도를 보며 비행계획을 수립하는 활동과 빨대 비 행기를 만들어 직접 시험비행을 함으로써 비행조종에 대한 공부를 하고자 한다. 2 주제 안내 순 주 제 대상학년 소요시간 1 방향을 알려주는 나침반 4 ~ 6학년 40분 2 비행 계획 수립 4 ~ 6학년 60분 3 시험 비행 : 빨대 비행기 4 ~ 6학년 80분 3 지도상 유의점 비행기의 구성 요소 그림을 이용하여 비행기의 각 부의 위치를 확인시킨다. 비행 기의 다섯 가지 주요 부분은 동체, 날개, 꼬리부분, 엔진, 착륙장치를 가리킨다. 또, 빨대 비행기의 구성 요소인 에일러론, 엘리베이터, 방향타에 대해서도 알아야 하고 실 험 시 이들의 위치와 기능도 알아야 할 것이다. 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)에 대해 토의할 때 학생들에게 각자 만든 비행기를 들고 이 움직임을 시연해 보게 한다. 이 움직임을 유발시키는 비행기의 부분을 움직여 보게 한다(에이러론-롤, 방향타-요, 엘리베이터-피치). 이때 비행기를 던지지 말고 손 에 쥔 채로 움직여 보게 한다. 155

2 주제 안내 순 주 제 대상학년 소요시간 1 방향을 알려주는 나침반 4 ~ 6학년 40분 2 비행 계획 수립 4 ~ 6학년 60분 3 시험 비행 : 빨대 비행기 4 ~ 6학년 80분 3 지도상 유의점 비행기의 구성 요소 그림을 이용하여 비행기의 각 부의 위치를

2 비행 4 배경 지식 현재와 과거의 크고 작은 비행기들 지난 세기 동안 비행기에는 많은 변화가 있 었다. 라이트 플라이어는 작고 느렸다. 이 작은 비행 기에는 한 사람만 탈 수 있었다. 그러나 오늘날의 비 행기는 거대하고 빠르다. 수백 명을 태우고 단 몇 시 간 만에 대양을 횡단할 수 있다. 라이트 플라이어에 는 프로펠러가 사용되었지만 오늘날, 대부분의 비행 기에는 제트엔진이 사용된다. 하지만 이러한 변화에 도 불구하고 현대의 비행기들은 초기의 비행기와 동 일한 기본 구성 요소로 되어 있다. 비행기는 두 가지 일을 하도록 설계되었다. 하나 는 사람들을 한 장소에서 다른 장소로 이동시키는 것이고 다른 하나는 화물을 한 장소에서 다른 장소 라이트 플라이어 Ⅰ 보잉 777 로 옮기는 것이다. 비행기는 모양과 크기가 다양하다. 그 모양과 크기는 비행기의 용도 에 따라 결정된다. 비행기의 여러 가지 용도를 생각해 보라. 비행기의 용도에 대해 자신 이 얼마나 많이 알고 있는지 확인해 보라. 각 부의 기능 살펴보기 동체는 비행기의 몸통부다. 다른 모든 부분이 여기에 부착되어 있다. 동체는 저항력을 줄이기 위해 유선형으로 되어 있다. 관 모양으로 되어 있어서 공기 가 그 주위로 부드럽게 흘러간다. 동체의 앞부분에는 조종실이 있다. 이 공간은 조종사와 승무원을 위한 곳이다. 여기에는 비행기를 조종하는 데 필요한 장비 와 제어장치가 있다. 동체의 나머지 영역은 승객과 화 물을 위한 공간이다. 비행기의 날개는 비행기에 필요한 양력의 대부분 을 제공하고 비행 시 비행기의 무게를 지탱한다. 대부 분의 경우, 날개에는 연료가 실린다. 날개에는 움직이 는 부분이 몇 군데 있다. 이 부분들은 경첩으로 날개 비행기의 다섯 가지 기본 요소 조종실의 장비들 동체 156

하나 는 사람들을 한 장소에서 다른 장소로 이동시키는 것이고 다른 하나는 화물을 한 장소에서 다른 장소 라이트 플라이어 Ⅰ 보잉 777 로 옮기는 것이다. 비행기는 모양과 크기가 다양하다. 그 모양과 크기는 비행기의 용도 에 따라 결정된다. 비행기의 여러 가지 용도를 생각해 보라. 비행기의 용도에 대해 자신 이 얼마나 많이 알고 있는지 확인해 보라.

3 교사용 에 부착되어 있어서 비행기의 방향을 조정하고 제어하는 데 사용된다. 거의 모든 비행 기에는 플랩과 에일러론이 있다. 플랩은 양쪽 날개 뒤쪽 모서리(후방 모서리)의 동체에 가까운 부분에 경첩 식으로 부착되어 있다. 플랩들은 동시에 함께 움직인다. 플랩이 아래로 움직이면 양력이 증가한다. 이렇게 하여 이륙할 때 양 력을 높여준다. 플랩을 아래로 움직이면 항력 또한 증 가된다. 그래서 착륙 시에 비행기의 속도를 줄여준다. 에일러론도 날개의 후방 모서리에 경첩 식으로 부착 되어 있다. 그러나 에일러론은 날개의 끝부분에 가깝 게 위치한다. 에일러론들이 서로 반대 방향으로 움직이면(하나는 위로, 하나는 아래로) 비행기가 롤(앞뒤축 회전)을 하거나 기울어진다. 즉, 비행기가 상하로 진행하면서 동시 에보조 날개 하나는 위를 향하게 하고 다른 하나는 아래를 향하게 하면 비행기가 롤 동 작을 한다(또는 기울어진다). 좌우로 이동한다는 뜻이다. 날개에 슬랫과 스포일러가 있는 비행기 도 있다. 슬랫은 날개의 앞쪽(전연)에서 바 깥쪽으로 움직인다. 그러면 날개의 영역이 더 커져서 양력이 증가한다. 스포일러는 날 개의 윗면에 위치한다. 비행기가 착륙 한 후, 스포일러는 양력과 비행기의 속도를 줄 여준다. 비행기의 롤 동작에 사용되기도 한다. 꼬리부분은 동체의 뒤에 부착되어 있다. 여기에는 네 가지 구성 요소가 있다. 그 중 에 두 부분은 고정되어 있고 다른 두 부분은 움직일 수 있다. 고정된 두 부분을 안정기 (안정판)라고 부른다. 이 부분은 비행기에 안정성을 제공하여 비행기가 똑바로 날아가 게 해 준다. 바퀴의 볼트가 단단히 조여있지 않은 자동차를 생각해 보라. 차가 흔들거 리고 불안전할 것이다. 볼트를 단단히 조이면 더 이상 흔들거리지 않을 것이다. 안정적 이 된 것이다. 안정판의 기능이 바로 이것이다. 수평 안정판은 뒤쪽에 작은 날개처럼 생 긴 것이다. 이것은 비행기가 피치(pitch) 동작을 하는 것(상하로 흔들리는 것)을 막는 다. 수직 안정판은 안정판(fin)이라고도 한다. 이것은 비행기가 요(yaw) 동작을 하는 것(양 옆으로 흔들리는 것)을 막는다. 보조 날개 하나는 위를 향하게 하고 다른 하나 는 아래를 향하게 하면 비행기가 롤 동작을 한다 (또는 기울어진다). 꼬리부분에는 움직이는 부분도 두 군데 있다. 바로 엘리베이터와 방향타이다. 엘리 베이터는 수평 안정판에 경첩 식으로 부착되어 있다. 조종사는 이것을 움직여서 비행 기 기수의 상하 운동(피치)을 제어한다. 피치는 비행기가 앞뒤로 기울어지는 동작을 말 157

즉, 비행기가 상하로 진행하면서 동시 에보조 날개 하나는 위를 향하게 하고 다른 하나는 아래를 향하게 하면 비행기가 롤 동 작을 한다(또는 기울어진다). 좌우로 이동한다는 뜻이다. 날개에 슬랫과 스포일러가 있는 비행기 도 있다. 슬랫은 날개의 앞쪽(전연)에서 바 깥쪽으로 움직인다. 그러면 날개의 영역이 더 커져서 양력이 증가한다.

4 비행 한다. 방향타는 수직 안정판에 경첩 식으로 부착되어 있다. 이것은 비행기를 상하로 움 직이지 않고 좌우로 선회하게(요) 만드는 데 사용된다. F-22A 랩터는 엔진이 동체에 장착되어 있다. 비행기의 엔진은 비행기 에 추진력을 제공한다. 이륙 을 하려면 이 힘이 필요하다. 또, 비행기를 공기 중으로 계 속 날게 하고 착륙하게 하는 데에도 추진력이 필요하다. 엔 진에는 프로펠러 방식이나 제 트 방식이 사용된다. 프로펠러는 비행기의 앞부분에 장착된 다. 제트 엔진은 대부분 날개 아래에 위치한다. 그렇지만 제 트전투기와 같은 비행기는 엔진이 동체에 장착되어 있다. 착륙장치는 바퀴를 말한다. 이 장치는 비행기가 땅 위에 있을 때 비행기의 무게를 지탱한다. 또, 착륙 시의 충격을 줄여주기도 한다. 이 바퀴의 브레이크는 자동차의 브레이크 와 비슷하다. 바퀴는 고정되어 있거나 집어넣을 수 있다(동체 안으로 끌어올려짐). 바퀴 대신, 비 행기에 스키, 활주부, 부주, 플로트 등이 장착되어 있는 경우도 있다. 라이트 형제가 오늘날 하늘을 나는 비행기를 보면 경 탄하지 않을까? 라이트 형제는 조종이 가장 중요하다는 것을 알아낸 최초의 인물이었다. 그들이 만든 최초의 비행기, 라이트 플라이어에는 피 치와 요 동작을 위해 엘리베이터와 방향타가 사용되었 다. 롤 동작에는 날개 구부리기 라는 기술을 사용했다. 비행기의 설계는 오랫동안 많 은 발전을 이룩했지만 우리를 올바른 방향으로 인도한 것은 라이트 형제였다. 158

이 장치는 비행기가 땅 위에 있을 때 비행기의 무게를 지탱한다. 또, 착륙 시의 충격을 줄여주기도 한다. 이 바퀴의 브레이크는 자동차의 브레이크 와 비슷하다. 바퀴는 고정되어 있거나 집어넣을 수 있다(동체 안으로 끌어올려짐). 바퀴 대신, 비 행기에 스키, 활주부, 부주, 플로트 등이 장착되어 있는 경우도 있다.

5 교사용 방향을 알려주는 나침반 수세기 동안 항해술에 이용된 나침반은 지구의 자기장에서 자유로이 회전하는 자 석 막대(바늘이라고 부름)를 정렬하는 기기이다. 조종사는 비행할 때 방향을 잡기 위해 나침반을 사용한다. 자기장의 보이지 않는 선이 북쪽과 남쪽 방향을 향하고 있어 바늘이 북쪽과 남쪽 방향을 가리킨다. 나침반의 다른 주요 방향(동쪽, 서쪽, 남쪽)은 북쪽과의 관계에 따라 정해지게 된다. 학생들이 비행에 사용할 나침반을 만들어 방향을 알아보는 활동을 한다. 학습목표 나침반을 만들어 동 서 남 북 방향을 알 수 있다. 해당학년 : 4~6학년 소요시간 : 40분 이것이 필요해요 종이 클립, 약 3cm정도의 마감용 못, 직경 15~30cm의 접시 또는 팬 물비누, 매직펜, 250ml 스티로폼 컵, 칼 또는 가위, 자석 이렇게 준비해요 못은 불에 한 번 달구어 식힌 후 사용할 수 있도록 준비한다. 못이 방향을 잘 나타내기 위해서는 크기가 너무 크지 않은 것으로 준비해야 한다. 핵심단어 나침반 : 항공, 항해 등에 쓰는 지리적인 방향을 가리키는 표시기 159

학생들이 비행에 사용할 나침반을 만들어 방향을 알아보는 활동을 한다. 학습목표 나침반을 만들어 동 서 남 북 방향을 알 수 있다.

6 비행 활동 내용 1 나침반 제작 순서 1. 컵의 밑바닥을 오려낸 후 물에 띄운다. 2. 물에 물비누 한 방울을 떨어뜨린다. 이렇게 함으로써 표면장력 마찰이 감소되어 스티로폼 원반이 용기 의 벽에 달라붙지 않는다. 3. 작은 자석 위에서 한 방향으로 나침반 바늘 을 문질러 자력을 띠게 한다. 4. 자기화된 나침반 바늘을 떠 있는 스티로폼 원반 위에 놓는다. 나침반의 오류를 최소화하려면 나침반을 금속, 자석 또는 전기 배선에서 멀리해야 한다. 5. 학생들에게 나침반 바늘이 보이지 않는 자기장과 평행으로 정렬할 때 이를 관찰하게 한다. 6. 바늘의 어느 쪽 끝이 각각 북쪽과 남쪽을 가리키는지 확인하는 방법을 토의한다(일출, 일몰, 그림자, 상업용 나침반). 7. 금속 조각을 나침반 가까이에 놓고 바늘 방향의 변화를 관찰한다. 8. 북쪽 방향을 가리키는 글자 N을 정위치 위에 쓰거나 새겨 넣는다. 이어 글자 S(남쪽), E(동쪽) 및 W(서 쪽)를 나침반 테두리 주위를 따라 배치한다. 160

5. 학생들에게 나침반 바늘이 보이지 않는 자기장과 평행으로 정렬할 때 이를 관찰하게 한다. 6. 바늘의 어느 쪽 끝이 각각 북쪽과 남쪽을 가리키는지 확인하는 방법을 토의한다(일출, 일몰, 그림자, 상업용 나침반). 7.

7 교사용 지도상 유의점 물 위에 컵 바닥과 못을 띄울 때 균형 있게 움직일 수 있도록 주의하여 놓을 수 있도록 지도한다. 칼을 사용하여 컵 바닥을 오려낼 때 다치지 않도록 유의한다. 평가 교실 안의 물건을 가리키고 학생들에게 나침반을 사용해 이 물건의 방향을 알아보게 한다. 심화학습 선물(물건)을 교실의 여러 곳에 숨겨 둔다. 학생들에게 교사의 방향 지시에 따라(북쪽, 남쪽, 동쪽 등) 나침반을 사용해 선물을 찾아보게 한다. 학교 안의 여러 구역을 지명해 학생들이 해당 구역이 위치한 주요 방향(북쪽, 남쪽 등)을 확인하게 한다. 161

8 비행 공식 조종사 비행계획 조종사 비행 계획 항공기 번호 출발 시각 출발지 비행 항로 목적지 예정 소요 시간 도착 시간 항공기 색깔 조종사 이름 및 주소 조종사 비행 계획 항공기 번호 출발 시각 출발지 비행 항로 목적지 예정 소요 시간 도착 시간 항공기 색깔 조종사 이름 및 주소 162

9 교사용 시험 비행 : 빨대 비행기 비행기의 구성 요소로는 비행기의 다섯 가지 주요 부분인 동체, 날개, 꼬리부분, 엔 진, 착륙장치를 가리킨다. 모든 비행기에는 이 다섯 가지 주요 부분이 있다. 지금 만드 는 빨대 비행기는 동체와 날개와 꼬리부분은 있지만 엔진과 착륙장치는 없다. 학생들 은 빨대 비행기를 만들고 그 비행기로 시험 비행을 하는 활동을 하게 된다. 학습목표 빨대 비행기를 만들어 비행기를 가장 멀리 날아가게 하려면 에일러론, 엘리베이터, 방향타를 어느 위치로 조절해야 하는지 알 수 있다. 해당학년 : 4~6학년 소요시간 : 80분 이것이 필요해요 빨대 비행기 만들 재료 : 길이 약 30cm의 빨대 1개, 가로 30cm 세로 45cm 카드 용지 1장(또는 다른 뻣뻣한 종이), 셀로판테이프, 가위, 종이클립(학생 당 4~6개), 자 1개 학생당 빨대 비행기 1개, 자유롭게 비행기를 날릴 수 있는 공간 핵심단어 엘리베이터 : 꼬리 부분의 수평 부위로, 위아래로 움직여서 비행기의 상하 운동(피치)을 제어한다. 엔진 : 비행 유지와 이륙과 착륙에 필요한 힘(추력)을 제공하는 비행기의 한 부분. 플랩 : 날개 후방 모서리의 일부. 플랩을 내리면 양력이 증가한다. 착륙 시 항력을 증가시켜서 비행기의 속도를 낮추는 데에도 사용된다. 동체 : 중심을 따라 아래로 이어지는 비행기의 길고 좁은 부분으로, 여기에 비행기의 주요 시스템과 조종실, 승객, 화물을 싣는 공간이 있고 날개와 꼬리가 붙어있다. 수평 안정판 : 비행기 꼬리부분에 날개처럼 생긴 수평 부위로, 고정되어 있으며 여기에 엘리베이터가 경첩 처럼 장착되어 있다. 163

해당학년 : 4~6학년 소요시간 : 80분 이것이 필요해요 빨대 비행기 만들 재료 : 길이 약 30cm의 빨대 1개, 가로 30cm 세로 45cm 카드 용지 1장(또는 다른 뻣뻣한 종이), 셀로판테이프, 가위, 종이클립(학생 당 4~6개), 자 1개 학생당 빨대 비행기 1개, 자유롭게 비행기를 날릴 수 있는 공간 핵심단어 엘리베이터 : 꼬리 부분의 수평

10 비행 착륙장치 : 비행기의 바퀴, 부주 또는 스키. 피치(pitch) : 비행기의 기수가 위아래로 움직이는 동작으로, 엘리베이터로 제어됨(위 모습에서 가로축 : 측면축 회전). 롤(roll) : 비행기를 좌우로 기울이는 동작으로, 에일러론으로 제어됨(위 모습서 세로축 : 앞뒤축 회전). 방향타 : 보통 수직 안정판에 경첩처럼 부착되어 있는 수직 부위로, 비행기를 좌우로 이동시키는 데(요, yaw) 사용된다. 슬랫 : 날개 전연의 움직이는 부분으로, 양력을 증가시키는 데 사용된다. 스포일러 : 비행기 날개의 표면 위에 경첩처럼 부착된 판자로, 폭이 좁고 길다. 비행기가 떴을 때 양력을 감소시키고 항력을 증가시킨다. 안정성 : 배나 비행기와 같은 물체가 균형을 유지하거나 원래의 똑바른 자세를 유지하는 기능. 요(yaw) : 비행기를 좌우로 선회시키는 동작, 방향타에 의해 제어됨(위 모습에서 수직축 회전). 활동 내용 1 문제 확인하기 실험1 : 에일러론은 비행기가 날아가는 방향에 어떤 영향을 미치는가? 실험2 : 엘리베이터는 비행기가 날아가는 방향에 어떤 영향을 미치는가? 실험3 : 방향타는 비행기의 방향에 어떤 영향을 미치는가? 실험4 : 비행기를 가장 멀리 날아가게 하려면 에일러론, 엘리베이터, 방향타를 어느 위치로 조절해야 하 는가? 2 가설 세우기 가설이란 사전 지식을 활용하여 답을 추측하는 활동이다. 실험결과가 어떻게 될지 학생들 각자 가설을 세워보도록 한다. 1. 에일러론는 비행기가 하게 한다. 2. 엘리베이터는 비행기가 하게 한다. 3. 방향타는 비행기가 하게 한다. 4. 다음과 같이 조절했을 때 비행기가 가장 멀리 날아갔다. 에일러론를, 엘리베이터를, 방향타를. 3 절차 실험 1 - 보조 날개 1. 비행기를 날릴 때마다 엘리베이터와 방향타를 똑같이 중립 위치에 유지한다. 2. 양쪽 에일러론을 위로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향 을 기록한다. 3. 양쪽 에일러론을 아래로 향하게 하여 비행기를 날린다. 164

안정성 : 배나 비행기와 같은 물체가 균형을 유지하거나 원래의 똑바른 자세를 유지하는 기능. 요(yaw) : 비행기를 좌우로 선회시키는 동작, 방향타에 의해 제어됨(위 모습에서 수직축 회전). 활동 내용 1 문제 확인하기 실험1 : 에일러론은 비행기가 날아가는 방향에 어떤 영향을 미치는가?

11 교사용 비행기의 방향을 기록한다. 4. 왼쪽 에일러론을 위로, 오른쪽 에일러론을 아래로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향을 기 록한다. 5. 오른쪽 에일러론을 위로, 왼쪽 에일러론을 아래로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향을 기 록한다. 실험 2 - 엘리베이터 1. 비행기를 날릴 때마다 에일러론와 방향타를 똑같이 중립 위치에 유지한다. 2. 양쪽 엘리베이터를 위로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향을 기록한다. 3. 양쪽 엘리베이터를 아래로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향을 기록한다. 실험 3 - 방향타 1. 비행기를 날릴 때마다 에일러론과 엘리베이터를 똑같이 중립 위치에 유지한다. 2. 방향타를 오른쪽으로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향을 기록한다. 3. 방향타를 왼쪽으로 향하게 하여 비행기를 날린다. 비행기의 방향을 기록한다. 아래 같은 그래프 넣기 (수정필요) 실험 4 - 비행 시험 1. 측정 장소에 서서 자신이 만든 비행기로 다섯 번 시험한다. 2. 매 비행 시마다 날아간 거리를 측정하여 비행 시험 데이터 표에 기록한다. 3. 비행기를 날릴 때마다 비행기의 에일러론, 엘리베이터, 방향타를 어 떻게 조절하면 가장 멀리 날아갈지 생각하여 위로, 아래로, 평평 하게, 또는 똑바로 조정하여 날려 본다. 매 비행 시마다 그 위치를 비행 시험 데이터 표에 기록한다. 4. 원한다면 비행기를 날리면서 아무 조정도 하지 않아도 된다. 단, 비행기의 움직이는 부분의 위치와 각 비행의 비행 거리는 확실하 게 측정하고 기록한다. 5. 다섯 번의 비행이 모두 끝나면 막대그래프를 채운다. 블록 하나는 60cm를 의미한다. 165

비행기의 방향을 기록한다. 아래 같은 그래프 넣기 (수정필요) 실험 4 - 비행 시험 1. 측정 장소에 서서 자신이 만든 비행기로 다섯 번 시험한다. 2. 매 비행 시마다 날아간 거리를 측정하여 비행 시험 데이터 표에 기록한다. 3.

12 비행 4 실험결과 토의 및 결론 실험 1 - 에일러론 결과 : 에일러론의 방향에 따라 비행기가 좌우로 롤(roll)동작을 했다(또는 기울어졌다.) 결론 : 에일러론의 기능이 바로 이런 것이기 때문에 이와 같은 현상이 나타났다. 에일러론는 조종사가 비행기를 앞뒤축을 중심으로 회전(롤)시키고 싶은 방향으로 제어할 수 있게 해 준다. 왼쪽 에일러론이 위를 향하고 오른쪽 에일러론이 아래를 향하면 비행기가 왼쪽으로 기운다. 오른쪽 에일러론이 위를 향 하고 왼쪽 에일러론이 아래를 향하면 비행기가 오른쪽으로 기운다. 실험 2 - 엘리베이터 결과 : 엘리베이터의 방향에 따라 비행기가 상하로 피치동작을 했다. 결론 : 엘리베이터가 기수를 위아래로 기울게 하는 기능을 하기 때문에 이와 같은 현상이 나타났다. 엘리 베이터는 조종사가 비행기를 측면축을 중심으로 회전(피치)시켜서 상승하거나 하강할 수 있게 해 준다. 실험 3 - 방향타 결과 : 방향타의 방향에 따라 비행기가 좌우로 선회했다. 결론 : 방향타가 비행기의 방향을 좌우로 바꾸는 기능을 하기 때문에 이와 같은 현상이 나타났다. 조종 사는 방향타를 좌우로 움직여서 비행기의 수직축 회전(요(yaw), 좌회전 및 우회전) 동작을 제어할 수 있다. 방향타를 오른쪽으로 움직이면 기류가 꼬리부분을 왼쪽으로 밀기 때문에 비행기가 오른쪽으로 방향을 튼다. 방향타를 왼쪽으로 움직이면 기류가 꼬리부분을 오른쪽으로 밀어서 비행기가 왼쪽으로 방향을 틀게 된다. 실험 4 - 비행 시험 결과 : 비행기는 에일러론을 평평하게 하고 엘리베이터를 평평하게 하고 방향타를 곧게 했을 때 가장 멀리 날아갔다. 결론 : 에일러론과 엘리베이터를 평평하게 했을 때 날개와 수평 안정판의 표면 면적이 더 커지기 때문 에 이와 같은 현상이 나타났다. 이렇게 되면 양력이 증가되어 비행기가 공기 중에 더 오래 머물 수 있 다. 방향타를 똑바로 유지시키면 비행기가 회전하지 않고 똑바로 날아가게 된다. 똑바로 앞을 향해 날 아갈 때 가장 멀리 날아갈 수 있었다. 166

결론 : 엘리베이터가 기수를 위아래로 기울게 하는 기능을 하기 때문에 이와 같은 현상이 나타났다. 엘리 베이터는 조종사가 비행기를 측면축을 중심으로 회전(피치)시켜서 상승하거나 하강할 수 있게 해 준다. 실험 3 - 방향타 결과 : 방향타의 방향에 따라 비행기가 좌우로 선회했다.

13 교사용 심화학습 비행의 거리 범위, 평균 거리, 거리 중위수를 계산한다. - 비행 거리 수치들을 가장 작은 것에서부터 가장 큰 것까지 배열한다. 거리 범위는 가장 멀리 비행한 거 리와 가장 짧게 비행한 거리의 차이다. 이 때, 필요하다면 계산기를 사용한다. 평균 거리는 비행 거리 들의 평균이다. 계산기를 사용하여 비행 거리들을 모두 더한 후 그 합계를 비행 횟수인 5로 나눈다. 거리 중위수는 비행 거리들의 중간 값이다. 가장 작은 것에서부터 가장 큰 것까지 배열한 비행 거리 수 치들을 본다. 중위수는 그 그룹의 중간 숫자이다. 범위 평균 중위수 자신만의 수퍼 비행기 설계하기 여러분이 근무하는 항공사에서 항공 엔지니어들(여러분)에게 새로운 수퍼 비행기에 대한 아이디어를 제시할 것을 요청했다. 이 비행기는 공기 중을 이동하고 활주로에서 이륙하고 착륙할 수 있어야 한다. 오늘날 사용되고 있는 비행기에서 볼 수 있는 기능과는 별도로 특별한 기능이 있어야 한다. 여러분의 임무는 다음과 같다. 1. F 22 랩터, F 35 통합 공격기, C 17 글로브마스터 III, 보잉 777, 에어버스 380, 세스나 시테이 션 CJ3, 걸프스트림 G550과 같은 가장 현대적인 비행기들에 대해 조사한다. 2. 회사 이사회에 제출할 자신의 수퍼 비행기에 대한 짧은 발표문(한 단락)을 적는다. 다음 정보를 반드시 포함시킨다. 비행기가 군용인가, 상업용인가, 개인용인 가? 목적 어디에 사용될 것인가? 수용인원 승객이나 화물을 얼마나 많이 운 반할 후 있나? 항속거리 연료를 다시 탑재하기 전까지 얼 마나 멀리 날 수 있나? 속도 특별한 기능과 장치. 비행기의 이름. 마감일 : 학부모님, 이 서류에 서명하여 학교로 보내주십시오. 감사합니다. 제 자녀의 수퍼 비행기 숙제를 확인했습니다. 서명 167

범위 평균 중위수 자신만의 수퍼 비행기 설계하기 여러분이 근무하는 항공사에서 항공 엔지니어들(여러분)에게 새로운 수퍼 비행기에 대한 아이디어를 제시할 것을 요청했다. 이 비행기는 공기 중을 이동하고 활주로에서 이륙하고 착륙할 수 있어야 한다. 오늘날 사용되고 있는 비행기에서 볼 수 있는 기능과는 별도로 특별한 기능이 있어야 한다.

14 비행 배경 지식 비행기의 구성 요소 꼬리부분 날개 엔진 착륙장치 날개 양력을 발생시킴 동체(몸체) 여러 구성요소들을 지탱함 (승무원, 승객, 화물을 운반함) 수직 안정판 요 동작을 제어함 방향타 요 동작을 변화시킴 (양 옆으로) 엘리베이터 피치 동작을 변화시킴 (위, 아래) 조종실 지휘 / 통제실 플랩 양력과 항력을 변화시킴 수평 안정판 피치 동작을 제어함 제트 엔진 추력을 발생시킴 착륙장치 슬랫 양력을 변화시킴 스포일러 양력과 항력을 변화시킴 (몸체를 선회시킴) 보조 날개 롤 동작을 변화시킴 (몸체를 선회시킴) 168

변화시킴 (위, 아래) 조종실 지휘 / 통제실 플랩 양력과 항력을 변화시킴 수평 안정판 피치 동작을 제어함 제트 엔진 추력을

15 워크시트용 빨대 비행기 이름 학년 반 도전 과제 빨대 비행기를 만들어 봅시다. 이것이 필요해요 길이 약 30cm의 빨대 1개, 가로 30cm 세로 45cm 카드 용지 1장(또는 다른 뻣뻣한 종이), 셀로판테이 프, 가위, 종이클립(학생당 4~6개), 자1개 생각해요 [실험1-보조 날개] 문제 가설 [실험2-엘리베이터] 문제 가설 [실험3-방향타] 문제 가설 [실험4-비행 시험] 문제 가설 169

16 비행 활동순서 빨대 비행기 만드는 방법 1. 상장 용지(카드 또는 다른 뻣뻣한 종이)를 가로(25.4cm), 세로(12.7cm)로 자른다. 이것을 구부려서 약 6.4cm 폭의 에어포일 또는 날개를 만든다. 주름이 생기지 않게 한 다. 투명한 테이프 25.4cm를 잘라서 종이 의 양 모서리를 함께 붙여서 에어포일의 형 태를 만든다. 너무 뚱뚱하지도 않고 주름도 없는 에어포일을 만들려면 시간을 좀 들여 서 작업해야 할 것이다. 2. 테이프로 붙인 모서리의 양 끝에서 약 5cm 지점을 약 1.3cm로 잘라서 에일러론을 만 든다. 각 에일러론의 윗부분과 밑 부분을 함께 잡 고 에일러론의 양끝을 테이프로 붙인다. 3. 꼬리부분을 만들기 위해 상장(카드) 용지를 가로(약20.3cm), 세로(3.8cm)로 자른다. 가운데를 꽉 접어서 선명한 주름을 만든다. 종이를 편 후, 두 모서리가 주름에서 만나도 록 양 면을 반으로 접는다. 4. 주름에 적절하게 테이프를 붙여서 주름이 위로 튀어나오게 한다. 바깥쪽의 두 부분은 평평하게 위치시킨다. 5. 바깥쪽 두 부분의 뒤를 약 0.8cm를 잘라낸다. 수직 안정판에서 밖으로 튀어나온 조각이 방향타가 된다. 6. 수평 안정판을 약 0.8cm 잘라서 양 끝에서 약 3.8cm 길이의 엘리베이터를 두 개 만든다. 7. 다른 학생의 도움을 받아서 날개와 꼬리부분을 빨대에 붙인다. 날개의 길이를 재서 익폭의 중심을 찾아 연필로 표시해 둔다. 날개의 전연이 빨대 앞에서 약 8~10cm 뒤에 오게 하여 날개의 중심을 테이프로 빨대에 붙인다. 한 학생은 날개를 빨대 위에 잡고 있고 다른 학생은 테이프 두 세 조각으로 날개가 빨대에 단단히 고정되도록 붙인다. 8. 그림에 보이는 것처럼 빨대 끝에 꼬리부분을 테이프로 붙인다. 9. 종이 클립 몇 개를 이용하여 기수 끝에 무게를 실어준다.(기수가 앞을 향한 채 비행하도록 클립의 양을 다르게 하여 시도해 본다.) 10. 에일러론, 엘리베이터, 방향타를 접어서 구부린다. 170

3cm), 세로(3.8cm)로 자른다. 가운데를 꽉 접어서 선명한 주름을 만든다. 종이를 편 후, 두 모서리가 주름에서 만나도 록 양 면을 반으로 접는다. 4. 주름에 적절하게 테이프를 붙여서 주름이 위로 튀어나오게 한다. 바깥쪽의 두 부분은 평평하게 위치시킨다. 5. 바깥쪽 두 부분의 뒤를 약 0.8cm를 잘라낸다.

17 워크시트용 활동 결과 및 결론 비행 시험 데이터 비행 번호 거리 에일러론 엘리베이터 방향타 [실험1-보조 날개] 결과 결론 에일러론의 효과는 다음과 같다. 이 현상이 발생한 이유는 [실험2-엘리베이터] 결과 결론 엘리베이터의 효과는 다음과 같다. 이 현상이 발생한 이유는 [실험3-방향타] 결과 결론 방향타의 효과는 다음과 같다. 이 현상이 발생한 이유는 [실험4-비행 시험] 결과 결론 비행기는 다음과 같이 조절했을 때 가장 멀리 날아갔다. 에일러론을, 엘리베이터를, 방향타를. 이 현상이 발생한 이유는 171

이 현상이 발생한 이유는 [실험3-방향타] 결과 결론 방향타의 효과는 다음과 같다.

4-Ç×°ø¿ìÁÖÀÌ¾ß±â¨ç(30-39)

4-Ç×°ø¿ìÁÖÀÌ¾ß±â¨ç(30-39) 항공우주 이야기 항공기에 숨어 있는 과학 및 비밀장치 항공기에는 비행 중에 발생하는 현상을 효율적으로 이용하기 위해 과 학이 스며들어 있다. 특별히 관심을 갖고 관찰하지 않으면 쉽게 발견할 수 없지만, 유심히 살펴보면 객실 창문에 아주 작은 구멍이 있고, 주 날 개를 보면 뒷전(trailing edge) 부분이 꺾어져 있다. 또 비행기 전체 형 상을 보면 수직꼬리날개가