구성배의 코안다 법칙에 의한 유선곡률의 대정리

 
[10] 천안함이 가스터빈실 내부폭발에 의해 침몰하였다는 제 8 과학적 증명
(천안함 프로펠러 날개 전단의 휘어짐 및 상부에 비해 하부 날개의 변형이 심한 이유)
 
*** 코안다 법칙 ***
 
0.코안다 효과, 코안다 현상 이라 칭하는 것을 코안다 법칙으로 격상시킨다.
 
1.유체는 자기의 에너지가 가장 덜 소비되는 쪽으로 흐른다.
 
2.코안다 법칙에 의해 흐르는 유체에 휘어진 물체를 놓으면 유체도 따라 휘면서 흐른다.
이러한 현상이 나타나는 주 원인은 이상유체가 아닌 실제 존재하는 유체는 점성이 있기 때문이다.
 
3.코안다 법칙에 의해 유체가 곡관을 흐른다면 유체는 곡관을 따라서 흐른다.
 
4.바다에서 토네이도 발생시 지구의 자전으로 인한 전향력 때문에 북반구에서는 시계 반대방향,
남반구에서는 시계방향으로 회전한다.
이것 또한 코안다 법칙에 의한 현상이라고 할 수 있다.
 
토네이도의 중심부 기압은 낮고 바깥으로 갈수록 기압은 높다.
이것을 정리한 것이 유선곡률의 정리이다.
 
 
*** 구성배의 코안다 법칙에 의한 유선곡률의 대정리 ***
 
1.코안다 법칙에 의해 경시진 판과 유체 시이에 속도차가 발생하면 유체는 경시진 판 전면에 충돌하게 되고
유체는 경시진 판 전면을 따라 휘어지고,
 
경시진 판 뒷면에서 발생한 진공에 의해 유선은 휘어지게 된다.
 
이 때 유선의 기울기는 판 뒷면의 진공도에 의해 결정 된다.
 
진공도가 높을수록 유선의 기울기는 증가한다.
 
 
 
2.토네이도 원리에 의해 휘어진 유선의 안쪽은 압력이 낮고 바깥쪽으로 갈수록 압력이 높아진다.
 
 
3.압력은 분자가 물체에 충돌 함으로써 발생한다.
 
완전 진공은 공간에 분자가 단 하나도 없는 상태를 말한다.
완전 진공을 만드는 것은 불가능하다.
그 이유는 완전 진공에 가까워지면 압력용기 자체에서 철 분자 등이 튀어나오기 때문이다.
 
현재 가장 완전 진공에 가까운 현상이 나타나는 곳은 우주에서 우주선 꽁무니에서 발생한다.
이러한 이유로
경시진 판의 속도를 한없이 상승을 시키면
경시진 판의 전면의 압력은 한없이 올라가고
경시진 판의 뒷면의 압력은 한없이 완전 진공에 가까워진다.
비행기 날개에서 양력을 최대로 올리고 항력을 최소로 하는 방법은
비행기 날개의 상부에 최대한 공기 분자의 유입을 차단하는 것과 동시에
날개의 하부에 최대한 공기 분자를 유입시키는 것이다.
이러한 경우 가장 이상적인 날개는 절대 변형이 없는 단면이 완만한 두께가 한없이 0에 가까운
완만한 곡선 형태가 되고.
날개 후단에서 공기의 토출은 작용 반작용의 법칙에 의해 비행기의 추력으로 작용한다.
 
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가스터빈실 내부폭발시 발생하는 압력에 의해 함미는 뒤로 날아가면서 프로펠러 날개에 충돌하는
바닷물은 코안다 법칙에 의해 날개 표면을 따라 흐른다.
 
날개의 전면의 경우 전단에서 후단으로 흐르기 때문에 전단의 압력이 후단의 압력보다 높다.
 
날개의 뒷면의 경우 함미가 튕겨나가는 속도에 의해 주위보다 압력이 낮아지는 진공현상이 발생하고,
날개의 전면에 충돌한 바닷물이 날개의 뒷면으로 넘어가면서 휘어진다.
 
이 때 유선은 휘어지고 날개의 전단의 뒷면은 휘어진 유선의 안쪽에 있고
날개의 후단의 뒷면은 휘어진 유선의 뒷면에 있기 때문에
날개 전단의 뒷면이 후단의 뒷면보다 압력이 낮다.
 
이러한 이유로 날개에서 압력 분포는
 
날개 전면의 전단 > 날개 전면의 후단 > 날개 뒷면의 후단 > 날개 뒷면의 전단
 
(날개 전면의 전단 압력 – 날개 뒷면의 전단 압력) > (날개 전면의 후단 압력 – 날개 뒷면의 후단 압력)
이 된다.
 
즉, 날개의 전단에서의 압력차가 후단에서의 압력차보다 크다.
이러한 이유로 날개의 전단이 뒤로 휘어진 것이다. 
 
 
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국방부는 천안함 프로펠러의 변형원인에 대한 자체 조시결과를 최종결과 보고서에 싣지 않았고
브리핑 현장에서 구두 설명만 진행했다.
 
합조단은 국회 천안함 특위에서 “스웨덴 조시팀의 힌트를 얻어 프로펠러가 급정지시 날개면에 작용하는
회전 관성력에 의해 변형이 발생할 수 있는지 테스트를 했고 그것이 가능하다는 것을 확인했다”고 답했다.
그런데 언론단체 설명회에서 공개 된 시뮬레이션은 실제 천안함 프로펠러의 휜 방향과 반대라는 시실이
밝혀져 1차 시뮬레이션은 실패한 시실이 드러났다.
 
1.가스터빈실 내부폭발시 발생하는 압력에 의해 함미는 뒤로 날아가면서 프로펠러 날개에 충돌하는
바닷물은 날개의 전면에서 분류가 되어 상부와 하부로 토출이 된다.
이 때 상부 토출량보다 하부 토출량이 많고 뉴튼의 작용 반작용의 법칙에 의해 바닷물 토출에 의한 반동력이
날개에 작용을 한다.
 
이 때 날개에 작용하는 반동력의 방향은
 
날개의 전단과 후단에서 서로 반대 방향이 된다.
 
 
우현 및 좌현 프로펠러 날개의 전단이 뒤로 휘어진 이유는
 
날개의 전단이 가장 얇은 부분이라는 것과 
 
바닷물 상부 토출에 의한 반동력
 
그리고 날개에 작용한 양력 및 항력 때문이다.
 
 
우현 및 좌현 프로펠러 날개의 후단의 변형이 적은 이유는
 
날개의 두꺼운 부분이라는 것과
 
바닷물의 하부 토출에 의한 반동력 때문이다.
 
 
 
 
2. 메모지 중간에 손가락을 끼우고 메모지에 경시를 주어 움직이면 베르누이의 원리에 의해
메모지의 전단이 뒤로 휘어진다.
 
그 이유는 베르누이 원리에 의해 메모지 뒷면의 압력분포가 메모지 전단의 뒤가 메모지 후단의 뒤보다
유속이 빠르기 때문에 메모지 전단의 뒷쪽의 압력이 메모지 후단의 뒷쪽보다 낮기 때문에
메모지의 전단이 뒤로 휘어진 것이다.
 
메모지 전면에서 공기가 충돌 후 공기의 흐름은 메모지 전단 상부로 토출하는 흐름과
메모지 후단 하부로 토출하는 흐름으로 분류가 되고
메모지 경시로 인하여 유체는 에너지가 가장 적게 소비되는 방향으로 흐르기 때문에
하부로 토출하는 공기량이 상부로 토출하는 공기량 보다 크다.
 
공기 토출에 의한 압측에 의해 하부의 압력상승이 상부의 압력상승 보다 커기 때문에
메모지 뒷면에서 메모지 후단의 뒷면이 전단의 뒷면 보다 압력이 높게 되고,
 
 
하부로 토출하는 공기량이 상부로 토출하는 공기량 보다 커기 때문에
또한 공기 토출에 의한 저항이 상부가 하부보다 작게 되어
메모지 뒷면에서의 유속이 메모지 전단에서의 유속이 메모지 후단에서의 유속보다 빠르게 되어
메모지 뒷면에서 메모지 후단의 뒷면이 전단의 뒷면 보다 압력이 높게 된다.
 
 
 
 
 
3. 메모지 전면에서 공기의 흐름은 코안다 현상에 의해 전단에서 후단으로 흐르게 되어
공기의 흐름은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르기 때문에
메모지에서의 압력분포는 다음과 같다.
 
메모지 전면의 전단의 압력 > 메모지 전면의 후단의 압력 > 메모지 뒷면의 후단의 압력 > 메모지 뒷면의 전단의 압력
 
 
4. ( 메모지 전면의 전단의 압력 –  메모지 뒷면의 전단의 압력 ) 이
( 메모지 전면의 후단의 압력 –  메모지 뒷면의 후단의 압력 ) 보다 커기 때문에
메모지의 전단이 뒤로 휘어진 것이다.
 
 
 
5.천안함 프로펠러 날개도 경시가 있고 프로펠러가 뒤로 날아갈 때 날개의 전단이 뒤로 휘어진 것이다.
 
6. 상부 프로펠러 날개에 비해 하부 프로펠러 날개의 변형이 심한 이유는
 
 
                   ρ * V²
FL =  L *  A * ——–
                     2
 
                   ρ * V²
FD =  D *  A * ——–
                     2
 
FL : 프로펠러 날개에 작용하는 양력[N]
 
FD: 프로펠러 날개에 작용하는 항력[N]
 
L : 양력계수
 
D: 항력계수 
 
A : 전면 투영 면적[m^2]
 
 ρ : 유체의 밀도 ( 공기 1.2kg/㎥, 바닷물 1025kg/㎥ )
 
V : 날개의 이동속도[m/sec]
 
 
 
 
 
 
천안함 가스터빈실 유증기 폭발시 함미가 뒤로 날아갈 때
상부 프로펠러가 수면에 노출이 되었기 때문에
프로펠러 날개판에 작용하는 힘은 양력 및 항력이다.
양력 및 항력은 가스터빈실 유증기 폭발시 뒤로 튕겨나가는 프로펠러의 이동속도의 제곱에 비례하고,
또한 유체의 밀도에 비례라기 때문에 바닷물의 밀도는 공기의 1000배 이기 때문에
상부 프로펠러 날개에 비해 하부 프로펠러 날개의 변형이 심한 것이다.
 
 
천안함 프로펠러 변형원인을 작용 반작용의 법칙 및 베르누이의 원리에 의해 증명하여
천안함이 가스터빈실 내부폭발에 의해 침몰하였다는 것을 증명하여
대한민국과 국제연합의 천안함이 버블제트에 의해 침몰하였다는 주장이
과학시기라는 것을 증명하였다.