비행기가 뜨는건 과학적으로 어떤원리일까요?

Question

기체의 무게 및 사람, 수하물만 따져도 백톤은 거뜬히 넘을 비행기체가 하늘을 날 수 있다는게 신기합니다.

모형 행글라이더나 연은 기체가 가벼워서 뜨는데 아무리 추진력으로 인할지라도 비행기가 날 수있는건 간단히 어떤 원리일까요?

궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.

비행기나 헬리콥터가 하늘을 날 수 있는 것은 날개가 받는 양력때문인데 아래 그림의 형태로 날개가 만들어져있습니다.

추력은 앞으로 가속하는 힘이며 비행기의 경우 엔진으로부터 나오고 항력은 가속을 방해하는 유체의 저항력이며 운동방향과 반대방향으로 작용합니다.

중력은 지구상에서 질량을 가진 모든 물체에 작용하는 힘이며 아래방향으로 작용하고 마지막으로 공중에 떠 있기 위해서는 위쪽으로 작용하는 또 하나의 힘이 있어야 하는데 이 힘이 바로 양력입니다.

이 양력이 발생하는 이유는 날개에 모양에 영향이 있는데 추력이 발생하면서 나타나는 항력이 약간 기운 모양때문에 아래 방향으로 휘어서 나타납니다. 그에 대한 반작용이 위로 나타나면서 양력이라는 힘이 발생한다고 볼 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

비행을 하는데 크게 두 가지 원리가 있습니다. 첫째, 양력을 얻는 원리가 있으며 둘째론 작용-반작용이 있습니다.

양력을 얻는 원리는 압력차에 의한 힘에 의한 것입니다. 비행체의 날개에서 주로 얻게되는데, 날개의 윗부분은 곡면으로, 아랫부분은 평평한 면으로 하여 윗부분에서 공기의 흐름, 유속을 빠르게 해줌으로써 압력을 낮추는 것입니다. 그러면 날개의 아랫부분에서 윗부분으로 힘을 받게되어 뜰 수 있습니다. 비행기의 추진속도가 빠를수록 날개에서 발생하는 양력(압력차)이 강해지고 무거운 수하물을 싣고도 뜰 수 있는 이유입니다. 이런 원리로 날아가는 비행체는 흔히 우리가 타고다니는 비행기가 있습니다.

작용-반작용은 프로펠러에서 공기들을 지면으로 밀어내는 힘으로 비행체가 뜨는것을 의미합니다. 프로펠러를 회전시켜 공기를 지면으로 수직하게 튕겨내면서 비행체가 뜨는것이죠. 이런 원리로 비행하는 비행체는 드론, 헬리콥터 등이 있습니다.

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Answer 3

비행기가 뜨는 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.

Answer 4

안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.

비행기가 뜨는 힘은 양력이라고 합니다. 비행기 날개의 단면을 보면 위쪽은 곡선형태이고 아래쪽은 수평에 가까운 형태인데, 비행기가 앞으로 나가게 되면 비행기 날개의 위쪽 공기가 더 빠르게 흐르게 되며 이때 양력이 발생합니다.(베르누이의 원리) 작고 가벼운 비행기는 자신의 기체를 띄우기 위해 필요한 양력이 작지만 실제 비행기는 엄청 무겁죠? 그래서 양력을 얻기 위해서는 빠른 속도가 필요합니다. 우리가 타는 여객기가 땅에서 떠오르기 위해서는 약 220 km/h 의 속도가 되어야 바퀴가 땅에서 떨어집니다. 공중에서의 속도는 700~800 km/h 속도입니다. 반면 모형 비행기는 가볍기 때문에 낮은 속도에서도 양력이 발생합니다.

Answer 5

안녕하세요. 과학전문가입니다.

비행기가 나는 기본적인 원리는 양력입니다.

비행기의 날개 같은 부분을 보게되면 아래쪽이 둥글고 위쪽이 평평합니다.

이를 통해 위아래간 압력차이가 발생해서 양력이 생성됩니다.

그래서 비행기는 양력을 사용해서 날게 됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

가벼워서 모형 행글라이더가 뜨는 것은 아닙니다.^^

비행기가 뜰 수 있는 것은 날개아래위에 작용하는 유속에 따른 압력 차이에 의해 양력이 발생하기 때문입니다.