비행기가 하늘을 나는건 어떤 원리일까요?

Question

비행기와 같이 무게가 수백톤인 기체가 어떻게 날 수 있을까요? 아무리 엔진의 추진력이 강하더라도 중력에 의해 떨어질수밖에 없는데 이 원리를어떻게 쉽게 이해할 수 있을까요?

Answer 1

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.(유속이 빨라지면 공기의 밀도가 희박해져 압력이 낮아집니다.) 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. 예시로 드론, 헬리콥터가 있습니다.

Answer 2

비행기는 강력한 직선의 추진력과 날개에서 발생되는 양력으로 하늘을 날수 있습니다.

날개의 윗부분은 곡면으로 되어있고, 아랫부분은 평평한 면으로 되어 있습니다.

강력한 추진력으로 앞으로 나아가면 공기는 윗부분에서 공기의 흐름은 느리게되고 아랫부분은 유속을 빠르게 됩니다. 이렇게 되면 중력에의한 압력이 낮아져 상승기류가 발생되어 날개의 아랫부분에서 윗부분으로 힘을 받게되어 뜰 수 있습니다. 이것이 양력이며 위부분의 곡면을 많이 줄수록 양력이 더 강해 집니다.

비행기의 앞으로 나아가는 추진력이 높을수록 양력도 강해져 무거운것을 싫어도 중력을 이길수 있게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 배진호 과학전문가입니다.

속도와 압력은 반비례 관계 입니다.

날개 형상을 위와 아래가 다르게 만들어

위쪽은 바람의 속도가 느리게 아래쪽은 속도가 빠르게 하여 위는 압력이 낮고 아래는 압력이 높은 압력차를 만듭니다.

이게 양력의 원리입니다.

Answer 4

비행기가 뜨는 원리는 양력 입니다.

일정 속도 이상으로 공기 속을 운동하게 되면, 운동방향의 직각으로 힘이 작용하게 됩니다.

그리고 비행기의 날개가 이러한 양력을 받아서 안정적으로 비행하도록 하는 역할을 맡고 있습니다.

비행기 날개 아래의 선풍기는 비행기 엔진이 있어, 추진력을 추가로 얻기 위해 사용됩니다.

Answer 5

안녕하세요. 나현 과학전문가입니다.

비행기 모양을 보면

1.본체의 바퀴 달린 아래쪽 부위와 날개의 아래쪽 부위는 납작하고

2.본체의 창문달린 위쪽 부위와 날개의 위쪽 부위는 상대적으로 둥그런 모양입니다.

직선보다는 둥그런쪽의 겉모양 길이가 길기 때문에

1. 공기의 흐름이 납작한 비행기 아랫면보다 둥그란 위쪽의 공기흐름이 빠르다

2.공기의 흐름의 빠른쪽이 공기가 빨리 지나가서 압력이 낮다.

3.비행기 아랫면 공기는 압력이 상대적으로 높고 윗면은 압력이 상대적으로 낮다.

아래쪽의 상대적으로 무거운 압력이 비행기를 받쳐주는 것입니다.

그 압력이 바로 양력 입니다.

비행기 속도가 빠를 수록 양력이 커지기에 비행기 같이 무거운 물체가 뜨려면 굉장한 속도가 필요 합니다.

사실 이건 과거의 양력에 대한 잘 못된 이론이고 실제는

달리는 차 안에서 손을 밖에 내밀었을 때 손바닥이 바닥을 향하도록 손날을 세우면 손이 뒤로 밀리지 않지만

손바닥을 점점 정면이 방향을 보게끔 각도를 틀면 바람에 저항에 손의 뒤로 밀리면서 또 오르는 듯 한 느낌을 받은 적이 있으 실 겁니다. 그게 바로 양력의 가장 중요한 힘 입니다.