무거운 비행기가 하늘을 날 수 있는 과학적 원리가 궁금합니다

Question

보통 무거운 것은 떨어지기 마련인데 무거운 비행기는 어떻게 하늘을 나는 것인지 그 과학적 원리가 궁금합니다. 바람이 나오는 팬도 단지 뒤로 뿜는 것 뿐인데 어떻게 하늘을 나는 것인가요?

Answer 1

제트엔진의 연소나 프로펠러의 회전으로 비행기를 앞으로 나가가에 하는 추력에 의해 활주로에서 달리는 비행기 동체의 속도가 올라가는데, 유체역학의 '베르누이 원리'에 의해 양력이 발생합니다.

다시 말하면 비행기 날개의 단면 포일의 형태가 윗면이 볼록한데 공기가 표면을 따라 이동하는 경로가 윗면이 평평한 아랫면 보다 긴대, 공기를 날개로 가르면 당연히 윗면의 공기는 볼록한 날개 윗면을 따라 이동경로가 길어져서 빨리 이동(즉 상대적인 공기의 속도가 빨라짐)을 해야합니다.

베르누이 원리에서는 속도가 빠를 수록 압력은 떨어집니다. 날개 윗면의 공기의 압력이 떨어지는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려는 현상 때문에 비행기 날개에 양력이 발생하여 비행기는 뜨게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.

활주로에서 빠른 속도로 날 수 있는 추진력을 얻는것이 첫번째이고, 내부 설계 및 재질을 뜨기 쉽도록 결정하여 비행기가 뜰 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

우선 비행기의 형상이 밑에서 받는 힘이 위에서 받는 힘보다 높게 설계되어 있습니다. 이를 양력이라고 하지요. 또한 이륙 시 빠른 속도로 이동하며 이 추진력 때문에 공중에 뜨게 되는 것 입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

비행기가 활주로에서 빠르게 달리게 되면 공기는 두 갈래로 갈라지는데 위쪽 면에는 빠르게 공기가 지나가고

아래쪽 면은 공기가 느리게 지나갑니다. 그 과정에서 위쪽은 낮은 힘을 받고 아래쪽은 높은 힘을 받게 됩니다.

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그렇게 되면 지구가 당기는 힘 (중력)보다 힘이 커지게 되면서 비행기가 뜨게 되죠

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추가로 비행기의 엔진은 "터보 제트 엔진 "이라고 불리는데

이 엔진이 비행기가 활주로 + 하늘에서 빠르게 날수 있게 해줍니다.

Answer 5

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.

작용-반작용은 프로펠러에서 공기들을 지면으로 밀어내는 힘으로 비행체가 뜨는것을 의미합니다. 프로펠러를 회전시켜 공기를 지면으로 수직하게 튕겨내면서 비행체가 뜨는것이죠. 이러한 원리로나는 물체는 드론, 헬리콥터 등이 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

비행기 날개는 위쪽은 유선형, 아래쪽은 편평하게되어있어, 날개를 지나는공기가 위쪽으로는 돌아가느라 날개뒤쪽에 느리게 공기가 도달합니다.

그러면 날개아래 먼저지나온 공기가 위쪽으로 보충되며 날개를 위로들어올리는데, 이를 양력이라고합니다.

즉, 양력에의해 비행기가 뜰 수 있습니다.

Answer 7

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

비행기가 하늘을 나는 이유는 날개에 발생하는 양력 때문입니다. 양력은 날개가 공기를 가르면서 생기는 힘으로 위로 향하는 힘입니다. 양력의 크기는 날개의 모양과 속도에 따라 달라집니다. 비행기가 이륙하기 위해서는 양력이 중력을 이기고 있어야 합니다. 비행기가 이륙할 때는 엔진의 힘으로 날개를 앞으로 밀어냅니다. 날개가 앞으로 움직이면 공기가 날개 위로 흐르게 됩니다. 공기가 날개 위로 흐를 때는 날개 아래로 흐르는 공기보다 빨리 흐릅니다. 공기가 빨리 흐르면 압력이 낮아집니다. 따라서 날개 위쪽의 압력이 날개 아래쪽의 압력보다 낮아지면서 양력이 발생합니다 이때 양력이 중력을 이기면 비행기가 이륙하게 됩니다.

Answer 8

비행기의 날개는 곡면 모양을 가지고 있습니다. 공기가 날개 위 아래를 통과할 때, 날개의 상부에서는 공기의 속도가 빠르고 압력이 작아지는 반면, 하부에서는 공기의 속도가 느리고 압력이 높아집니다. 이로 인해 날개 위로는 상대적으로 낮은 압력이 형성되고, 날개 아래로는 상대적으로 높은 압력이 형성됩니다. 이 압력 차이에 의해 날개에 양력(리프트)이 발생합니다.

날개로 생성된 양력은 비행기의 중력을 상쇄시키고 균형을 유지합니다. 비행기의 항공기체가 공중에 떠 있는 동안, 리프트와 중력은 상호 작용하여 비행기가 공중에 고정됩니다. 비행기의 속도와 날개의 곡률은 리프트의 양과 방향을 결정합니다.

비행기는 엔진을 통해 추진력을 발생시킵니다. 추진력은 비행기를 전진시키고 공기를 날개 위로 밀어 양력을 생성하는 데 도움을 줍니다. 추진력은 비행기의 속도와 엔진의 동력에 의존합니다.

비행기가 공기를 통과할 때, 공기 저항이 발생합니다. 공기 저항은 비행기의 전진 운동을 어렵게 하며, 엔진의 동력이 이를 극복해야 합니다.