[비행원리] 비행기가 뜰 수 있는 원리, 어떻게 뜨는걸까?

비행기가 뜰수 있는 원리, 베르누이 정리

비행기가 하늘을 날아가는걸 보신적 있나요? 하늘을 날고 있는 비행기를 보면서 그 무거운 비행기가 어떻게 하늘을 날까..? 하면서 생각하신적 있나요? 정말 대단하기도 하고, 그 하늘위에서 지상을 바라보면 얼마나 멋질까? 하고 생각도 하기도 하죠. 점차 항공산업이 발달되면서 최첨단 비행기가 계발되고, 세계가 점차 가까워지는걸 느낄 수 있는데요.

오늘은 비행기가 지상에서 상공으로 뜰 수 있는 원리에 대해 알아보도록 할께요.

Boeing사의 B777 입니다. 멋지죠~?

비행기가 뜨는 원리는 어렵게 생각하면.. 무척 어렵지만.. 또한 간단하게도 생각할 수 있습니다. 비행기는 원리는 바로 베르누이의 정리에 해당합니다.
베르누이의 정리가 먼지 모르겠다고요~? 자.. 베르누이의 정리의 대해 간단하게 알아볼게요~

베르누이의 정리 (Bernoulli' theorem)

베르누이의 정리는 유체역학의 기본 중 하나이며, 1738년 D.베르누이에 의해 발표되었습니다. 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 속력과 압력, 높이에 대해 관한 법칙이다. 예를 들면 물이 넓은 통로에서 작은 통로로 이동할 경우.. 물의 압력과 속도를 생각해보시면 쉽게 아실 수 있을꺼에요. 넓은 통로에서 천천히 흐르던 물이, 갑자기 짧은 통로로 바뀌면서 압력과 속도가 쌔져 빠른 물줄기로 바뀌는거죠. 이것이 베르누이의 정리입니다. 좀 더 자세하게 들어간다면.. 점섬(끈적임)에 관해서까지 알아야하지만.. 이 정도로만 설명하고 그림을 보시죠!~

 
위 그림을 보시면 공기의 속도가 높아지면 내부의 압력이 낮아지고, 공기의 속도가 낮아지면 내부의 압력이 높아지는 것을 아실 수 있을거에요. 이게 바로 비행기가 뜨는 원리입니다.
이렇게 해도 머가 먼지 모르시겠다고요~? 그럼 비행기에 붙어 있는 날개를 보면서 자세히 알아보겠습니다~

비행기의 날개(airfoil)에 생기는 속도와 압력.

비행기의 날개를 무엇이라 부를까요? 글을 자세히 읽으신분들이라면.. 바로 아실꺼에요. 바로 에어포일(AIR FOIL)이라고 부른답니다. 에어포일의 역할은 비행기를 뜰 수 있게끔 도와주는 역할을 하죠. 이 에어포일이 어떻게해서 비행기를 하늘위로 뜰 수 있게 만들어줄까요? 그림을 보면서 알아보도록 하죠! ^^

하늘을 날고 있는 비행기의 날개(air foil)의 단면적으로 그려놓은 그림입니다. 이제부터 비행기의 날개를 에어포일로 요약하여 부르도록 하겠습니다. 비행기의 엔진으로 자동차처럼 앞으로 질주하면서 에어포일의 윗면과 아랫면으로 공기가 지나가게 됩니다. 이때 에어포일의 윗면의 공기는 빨라지면서 압력이 작아지게 되죠. 마찬가지로 에어포일의 아랫면엔 윗면의 공기보다 속도가 느린 공기가 흐르게 되어 압력이 높아지게 됩니다.

즉, 에어포일 윗면공기 속도↑ 압력↓, 아랫면공기 속도↓ 압력↑ 의 영향을 에어포일에 받게 됩니다.

압력은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르게 되죠.
즉, 이 말은 에어포일 아랫면에 흐르는 높은 압력이 에어포일 윗면에 낮은 압력으로 이동하려 합니다. 그 압력차로 인해 에어포일은 위로 올라가게 되죠. 하늘을 날게 되는거죠.
이렇게 비행기의 뜨는 원리는 간단합니다. 에어포일에 생성되는 압력의 차로 인해 양력이라는 비행기의 상승효과를 받게 되는거죠.

하늘에서 날고 있는 비행기.. 참 어렵게 생각하였지만.. 막상 알고나니 쉽죠?
다음 번엔 좀 더 재미있는 비행기의 원리에 대해 알아볼께요!