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에어포일에서 양력이 발생하는 원리를 베르누이 정리와 관련지어 자세하게 알려주세요.
Jet 엔진의 추진 원리와 Jet 엔진의 종류별 특징에 대해 자세하게 설명해주세요.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
에어 포일의 양력 발생원리(베르누이 정리)
에어 포일(날개단면)은 윗면이 곡선이고 아랫면은 상대적으로 평평한 형태를 가집니다. 공기가 이 에어포일을 지나갈때, 윗면을 흐르는 공기는 더 먼거리를 이동해야 하므로 아랫면을 흐르는 공기보다 속도가 빨라집니다.
베르누이의 원리에 따르면, 유체의속도가 빨라지면 압력이 낮아지고, 속도가 느려지면 압력이 높아집니다.
따라서 에어 포일 윗면의 압력은 낮아지고, 아랫면의 압력은 높아지게 됩니다. 이 압력 차이로 인해 날개를 위로 밀어 올리는힘, 즉 양력이 발생하게 됩니다.제트 엔진의 추진 원리 및 종류별 특징
제트 엔진은 뉴턴의 작용-반작용 법칙에 기반하여 추진력을 얻습니다. 공기를 흡입하여 압축하고, 연료와 혼합하여 연소시킨후, 고온·고압의 가스를 엔진 후방으로 고속 분출함으로써 그 반작용으로 비행기를 앞으로 밀어내는 힘(추력)을 발생시킵니다.
주요 제트 엔진 종류는 다음과 같습니다.
1) 터보 제트 : 가장 기본적인 형태의 제트 엔진으로 흡입된 모든 공기가 압축기-연소실-터빈을 거쳐 고속으로 분출됩니다. 단순하지만 연료 효율이 낮고 소음이 큰 편입니다.
2) 터보팬 : 현재 대부분의 상업용 항공기에 사용되는 엔진입니다. 엔진 앞쪽에 큰 팬이 있어 흡입된 공기의 대부분을 엔진 코어(압축기,연소실,터빈)을 통과시키지 않고 엔진 외부로 우회시켜 분출합니다. 이 우회 공기가 추가적인 추력을 발생시키며, 터보제트보다 연료 효율이 높고 소음이 적습니다.
3) 터보프롭 : 가스 터빈 엔진의 힘으로 프로펠러를 구동하여 추력을 얻는 방식입니다. 저속 비행에 효율적이며, 주로 소형 항공기나 수송기에 사용됩니다.에어포일에서 양력이 발생하는 원리는 베르누이의 정리와 관련이 있습니다. 에어포일 상단의 곡면은 공기의 흐름이 빠르고 압력이 낮아지는 반면, 하단은 느리고 압력이 높아집니다. 이로 인해 상부 압력이 하부 압력보다 작아져서 에어포일 위로 힘을 만들어내어 비행기를 위로 들어오게 합니다.
Jet 엔진은 공기를 흡입하여 연소 후 방출하는 원리를 이용하여 추진력을 얻는 엔진입니다. 주로 터보팬 엔진과 터보제트 엔진으로 나뉘며, 터보팬 엔진은 고압 공기를 이용하여 효율적인 추진력을 얻는 반면, 터보제트 엔진은 연소 가스의 탈출로 생기는 반작용을 이용하여 고속 비행에 적합한 힘을 발휘합니다. 이정도도 괜찮을까요?
베르누이의 원리에 따르면, 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하고, 유체의 속도가 감소하면 압력이 증가합니다. 에어포일의 상부와 하부를 통과하는 공기는 상부에서는 빠르게 흐르고 하부에서는 상대적으로 느리게 흐르므로, 상부의 압력이 하부의 압력보다 낮아지게 됩니다. 이 차이로 인해 양력이 발생하게 됩니다.
제트 엔진은 공기를 압축하고 연소시킨 후, 빠른 속도로 빠져나오는 고속 가스 흐름으로부터 추진력을 얻는 원리를 이용합니다. 종류로는 터보팬 엔진, 터보제트 엔진, 로켓엔진 등이 있습니다.