학문

비행기 날개에 양력이 발생하는 과학적 원리는 무엇인가요?

종이비행기나 항공기가 공중으로 떠올라 안정적으로 비행할 수 있는 것은 날개 위아래를 지나는 공기 흐름 때문이라고 합니다. 비행기 날개에 양력이 발생하는 과학적 원리는 무엇인가요?

2개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    비행기 날개에 양력이 발생하는 과학적 원리는 날개 위아래를 지나는 공기 흐름의 속도 차이에 의한 기압 차이와 공기를 아래로 꺾어 밀어내는 반작용이 복합적으로 작용하기 때문입니다.

    비행기 날개 단면은 위쪽이 볼록하고 아래쪽은 평평한 형태를 띠는데, 비행기가 전진하면 공기가 날개 위아래로 갈라져 흐르고, 유선이 좁아지는 위쪽 공기가 아래쪽 공기보다 훨씬 빠른 속도로 지나갑니다. 베르누이 정리에 따라 유체의 속도가 빠를수록 기압은 낮아지므로, 날개 상부에는 저기압, 하부에는 상대적으로 고기압이 형성되어 날개를 위로 밀어 올리는 힘이 발생합니다. 비행기 날개는 수평보다 살짝 위를 향하는 각도를 유지하며 비행합니다. 날개가 앞으로 나아가면서 마주치는 공기를 아래쪽으로 강하게 밀어내게 되는데, 작용과 반작용에 의해 공기를 아래로 밀어낸 만큼 반대 방향으로 날개를 위로 밀어 올리는 강력한 반작용 힘이 작용합니다. 곡면 날개가 아닌 평평한 종이비행기 역시 던지는 힘으로 얻은 속도와 날개의 기울어짐으로 공기를 아래로 밀어내며 양력을 형성하여 공중에 떠 있을 수 있습니다.

    즉, 날개 위쪽의 낮은 기압이 날개를 위에서 끌어당기고, 날개 아래쪽으로 꺾여 나가는 공기의 반작용이 날개를 밑에서 받쳐 올리면서 수십 톤에 달하는 비행기가 공중에 유유히 떠 있을 수 있게 됩니다.

    채택된 답변
  • 안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

    복합적인 원리가 작용합니다.

    일단 비행기 날개에 양력 이라는 오르는 힘이 작용하는 것인데 이는 하나의 힘이 아니라 베르누이의 정리 라는 압력차이와 뉴턴의 제 3법칙인 작용반작용이 동시에 작용해서 양력이 발생하게 됩니다.

    비행기가 빠르게 움직일 때 날개 위쪽 공기가 아래쪽보다 빠르게 흐르면서 위쪽은 저기압, 아래쪽은 고기압이 되어 위로 밀어 올리는 힘이 생깁니다.

    그리고 날개가 공기를 아래로 밀어내면 이것이 작용이 되고 공기가 날개를 위로 밀어 올리는 반작용의 힘이 생겨 기체가 떠오르게 되는 것 입니다.

    즉 비행기가 위쪽에서 당겨주는 흡입력과 아래쪽 공기를 밀어내는 반작용으로 하늘을 날개 됩니다.

    그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)