양력발생원리

목차

1. 양력이란
2. 베르누이의 정리
3. 받음각(AOA: Angle of attack)
4. 마그누스 효과(Magnus effect)
5. 배면비행 시 양력 발생
6. 헬리콥터의 양력

본문내용

양력이란

무거운 비행기나 헬리콥터가 하늘을 날수 있는 것은 날개에서 밑에서 위로 밀어 올리는 양력이란 것이 발생해서 하늘을 날수 있다는 것이다. 양력은 유체의 속도가 빨라지면 압력이 낮아지고, 반대로 느려지면 압력이 높아진다는 베르누이의 원리를 들어서 날개의 앞전에서 위아래로 나누어진 공기가 끝부분에서 서로 만나야 하기 때문에 윗부분의 흐름속도가 아래쪽보다 빠르게 흐르고 그로 인해 압력차이가 생겨 양력이 발생한다고 알고 있다. 하지만 이것은 잘못된 설명으로 실제와는 다른 차이가 있고 실제 양력의 발생원리를 설명하기 위해서는 베르누이의 정리와 뉴턴의 법칙을 알아야 된다.

베르누이의 정리

베르누이의 정리는 뉴턴이 물체에 운동에 관한 3가지의 법칙을 제시한 후 반세기 뒤에 스위스의 수학자인 다니엘 베르누이가 움직이는 유체의 압력과 속도에 대해 정리한 것이다. 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 항상 일정하다는 성질을 이용한 것으로, 완전유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 정리하였다. 여기서 유체는 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체다.

비행기에 관련해서 이 정리가 중요한 역할을 하는 것은 바로 유체 이동속도와 유체 압력에 관한 것이다. 이 정리는 비행기 날개의 굴곡진 표면 위를 흐르는 공기흐름에 어떤 현상이 발생하는지 명확하게 설명해 주고 있다. 이것은 질량보존의 법칙과도 아주 밀접한 관계가 있다. 양 주둥이가 있고 가운데 부분이 양 주둥이보다 오목하게 생긴 관을 벤투리 관(면적 변화의 구조를 가지는 특수한 관)이라고 하는데 양 주둥이 끝보다 가운데 움푹한 부분에서 공기가 더 빠른 속도로 나가는 현상이다. 관속에 공기가 흐를 때 질량 보존의 법칙에 따라 들어간 공기와 나온 공기량이 같다고 했을 때, 좁은 관에서는 공기의 속도가 빨라지고, 넓은 곳으로 나오면 다시 원래 속도로 돌아가게 된다. 유체 자체가 갖고 있는 압력을 정압(P)이라고 하고, 유체의 흐름을 동압(Q)이라고 했을 때 공기의 속도가 빠른 곳에서는 정압이 작아지고 공기의 속도가 느린 곳에서는 정압이 커진다.
*동압(Q): 속도를 가지고 흐르는 유체의 운동에너지

참고 자료

없음