비행기는 어떻게 하늘을 날 수 있나요?
안녕하세요. 비행기는 무거운 짐들과 많은 사람들을 태우고서도 어떤 과학적인 원리로 인해서 하늘을 날 수 있는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 이영준 과학전문가입니다.
비행기의 날개형태는 날개위쪽은 둥글고 아래쪽은 평평하게 만들어
양력을 최대한 받을수 있게끔 만들어져 있어 엔진의 강한 추진력을 받으면
양력으로 비행기가 날 수 있게됩니다
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
비행기가 하늘로 떠오르는 것은 비행기 날개 때문이다.
물론 날개가 있다고 해서 다 날 수 있는 것은 아니다. 새는 날개를 가지고 있어서 날 수 있다. 하지만 모든 새가 다 날 수 있는 것이 아니다. 타조의 경우 다른 새들과 같이 날개를 가지고 있어서 날갯짓을 하지만 날지는 못한다.
그럼 날개에서 어떤 일이 일어나기 때문에 날 수 있을까?
비행기가 비행 중에 있을 때 비행기에 작용하는 힘은 크게 네 가지로 나눌 수 있다. 양력(lift), 중력(weight), 추력(thrust), 항력(drag)이다.
이 가운데 비행기를 날게 하는 가장 큰 원리는 양력이다.
비행기의 날개 단면을 살펴보면 윗면 앞부분은 완만한 언덕 모양으로 부풀어 있고 다시 뒤쪽을 향해서 느릿한 경사를 이루고 있다. 이에 따라 비행기가 빠른 속도로 나아갈 때 바람(공기의 흐름)이 날개에 닿으면 위아래로 갈라져 지나간다. 여기서 알아둘 것이 유체역학의 기본 법칙 중 하나인 베르누이의 정리다. 베르누이의 정리란 유체의 유속과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 것으로, 간단히 말해 단위시간당 단위면적당 지나가는 기체의 양은 일정하다는 것을 이론으로 정립한 것이다. 모든 항공기에 동일하게 적용되는 이 이론에 의하면 바람의 속도는 날개 위쪽에서 빨라지고 아래쪽에서는 느려지게 된다.
위쪽의 공기의 흐름 속도가 아래쪽의 속도보다 빨라 윗면의 압력보다 아래면의 압력이 더 커지게 된다. 그 때문에 날개가 위로 들어올려지는 현상이 일어난다. 날개 윗면의 기압은 대기압보다 낮아져서 날개를 위쪽으로 들어올리는 작용을 하며, 아래면의 기압은 대기압보다 높아져서 날개를 아래서부터 밀어올리는 작용을 한다. 속도가 빠르면 빠를수록 거기에 작용하는 압력은 작아진다. 그리하여 날개에는 아래에서 위로 떠받치는 힘이 생기는데, 이를 양력이라고 한다.
양력이란 한마디로 물체를 위로 들어올리는 힘을 말한다
비행기가 뜰 수 있는 원리는 양력 입니다.
일정 속도 이상으로 공기 속을 운동하게 되면, 운동방향의 직각으로 힘이 작용하게 됩니다.
이 힘이 양력이고, 이것이 비행기가 공중에 뜨게 하는 역할을 합니다.
그리고 비행기의 날개는 이러한 양력을 받아서 안정적으로 비행하도록 합니다.