항공기에 사용되는 각종 동력사이클에 대해서 설명하시오

Ⅰ. 카르노 사이클
열기관의 최고 열효율을 알기 위한 방법으로 2개의 가역 등온변화왿� 2개의 가역 단열변화로 구성된 사이클이다. 기체를 등온팽창(1→2) -> 단열팽창(2→3) -> 등온압축(3→4) -> 단열압축(4→1) 순서로 변화시켜 처음의 상태로 복귀시키는 열역학적 사이클이다. 사이클의 열효율(e)은 기체 종류왿�는 관계없이 e= W / Qh = (Qh - Qc) / Qh = 1 – Qc / Qh 이 된다. 또한 열효율을 e= 1－Tc / Th 로 나타낼 수 있다. 즉 고열원의 온도 Th(등온팽창할 때의 절대온도)가 높을수록, 저열원의 온도 Tc(등온압축할 때의 절대온도)가 낮을수록 열효율이 커진다.

그러나 실제 기관에서는 마찰이나 열전도 때문에 완전하게 단열변화나 등온변화를 실현시킬 수 없으므로 이 사이클은 성립하지 않지만, 실제 기관이 이상적인 사이클과 비교하여 어느 정도의 열효율을 갖는지, 얼마만큼 개량할 여지가 있는가를 조사하기 위해서 중요한 의미를 갖는다.

Ⅱ. 브레이튼 사이클
정상유동 장치인 압축기왿� 터빈을 이용하여 기체의 압력을 높인 뒤 고온으로 만들어 동력을 발생시키는 가스터빈의 이상적인 열역학적 사이클을 브레이튼 사이클이라 부른다.
가스터빈은 정상유동의 개방 사이클로 흔히 운전된다. 외부로부터 신선한 공기를 끌어들여 압축을 시키면 온도왿� 압력이 올라간다. 고압공기의 온도를 더욱 높이기 위하여 연소실에서 연료를 분사하여 연소시킨다. 이 때 연료는 공기왿� 함께 연소되며 압력은 변하지 않으면서 온도만 상승하게 된다. 연소실을 거쳐 나온 고온 고압의 연소가스는 터빈에서 팽창되면서 동력을 생산한다. 터빈의 출구를 나온 연소가스는 대기중으로 방출되면서 개방 사이클을 완료하게 된다. 이왿� 같은 실제 사이클에서는 마찰, 비평형(급속) 압축‧팽창 및 여러 가지 내재적 비가역성 등이 나타나지만, 열역학적 해석의 용이성을 위하여 이상적 사이클을 고려한다.