무거운 비행기가 날 수 있는 이유는 무엇인가요?
비행기는 무거운 철제로 되어 있고, 거기에 화물이나 사람 등을 싣거나 태우면서도 하늘을 날 수 있는데요. 날개가 있다고 하지만 비행기가 하늘을 날 수 있는 이유는 무엇인가요?
이유는 양력을 이용하여 설계 기술이 도입되어 있기 때문입니다. 비행기의 최대 중량을 고려하여 특정 속도로 비행기가 지상에서 달릴 경우 양력에 힘에 의해서 공중에 뜰 수 있게 유체역학적으로 계산되어 있는 것 이죠.
반갑습니다.
무거운 비행기가 공중에 뜨는 원리는 양력에 의해 가능합니다.
양력은 비행기의 날개에 의해 만들어지며 날개의 형태와 기체의 속도에 따라 발생합니다.
날개부분의 압력 차이로 인해 양력이 발생하며 비행기를 위로 밀어 올리는 힘이 생기게 됩니다.
그리고 강한 추진력에 의해 항력이 생겨 계속 날수 있는 겁니다.
간단하게 비행기는 엔진의 추진력, 공기의 저항력, 중력, 날개 모양과 각도 조절을 통한 양력 등 4가지 힘의 상호작용을 통해 최선의 비행 상태를 찾아내어 하늘을 날 수 있는 것입니다.
우리는 항상 지구 중심 쪽으로 중력의 영향을 받는다. 중력을 거스르고 비행기를 공중에 띄우는 힘을 발생시키는 원리는 무엇일까?
양력
양력(Lift)은 뜨는 힘을 말한다. 사전적인 정의를 보면 '유체 속을 운동하는 물체에 운동 방향과 수직 방향으로 작용하는 힘. 비행기는 날개에서 생기는 이 힘에 의하여 공중을 날 수 있다.'라고 되어있다.
대기는 공기로 둘러싸여 있다. 우리 눈에는 보이지 않지만 공기를 느낄 수는 있다. 예를 들어 달리는 자동차에서 창밖으로 팔을 뻗어보면 팔이 뒤로 밀리는 걸 느낄 수 있다. 만약 손으로 날개 모양을 만들면 손이 떠오르는 걸 느낄 수 있다.(진짜???ㅋㅋ) 이때 팔이 날개의 역할을 했다고 할 수 있다. 아마 팔을 잘 펼치면 자동차가 공중에 뜰 수 도 있지 않을까? 팔이 떠오르는 것과 비행기가 떠오르는 것은 공기의 힘인 것이다.
비행기의 무게만 볼 경우 보통 400t이 넘습니다. 말씀하신대로 승객들오 4~500명이 넘는 인원이 탑승하고 여러 물품들을 운반하다보니 무게는 가중되게 되는데요. 비행기에는 여러 힘들을 통해 비행할 수 있게 됩니다.
먼저 기본적으로 제트엔진으로 인해 추력을 발생하고 그 힘으로 비행기는 앞으로 나아가게 됩니다. 그 때, 비행기 날개는 airfoil 형상이 적용되어 있어 형상에 의해 유체의 흐름을 형성하고 공기가 날개 앞을 부딪혀서 2갈래로 나뉘게 되고 날개와 2갈래로 나뉜 공기의 작용 반작용으로 인하여 상호작용을 통해 비행기를 공중으로 띄울 수 있는 양력이 발생합니다.
만약, 비행기가 일정하게 비행하려면 앞으로 나가는 힘의 추진력과 공기의 저항으로 인해 반대방향에 저항력이 발생하고, 위로 뜨려고하는 양력과 비행기 자체의 무게와 중력의 합이 모두 일정하게 유지하면 안정적인 비행이 가능하게 됩니다.