Bartosz Ciechanowski 씨가 공개한 웹페이지에서는 날개 주위의 공기의 움직임을 애니메이션으로 표현했습니다.
Airfoil – Bartosz Ciechanowski
https://ciechanow.ski/airfoil/
Airfoil – Bartosz Ciechanowski
Interactive article explaining the physics of an airfoil and what makes airplanes fly
ciechanow.ski
차가 앞으로 나아갈 때 차에는 아래쪽으로 당기는 중력(파란색)과 차에 밀린 도로가 차를 위쪽으로 미는 힘(녹색), 앞으로 나아가는 힘(황색), 차에 밀린 공기가 차를 뒤로 밀어내는 힘(빨간색) 등이 작용하고 있습니다. 이때 상하의 힘이 균형을 이루고 앞으로 나아가는 힘이 뒤로 가는 힘을 웃돌고 있기 때문에 차는 앞으로 나아갈 수 있습니다. 아래의 그림은 힘의 균형을 간단히 나타낸 것으로 힘의 발생 위치는 올바르지 않습니다.
프로펠러 비행기가 앞으로 나아갈 때도 비행기를 아래쪽으로 당기는 중력(청색), 비행기를 위쪽으로 누르는 힘(녹색), 프로펠러로 앞으로 나아가는 힘(황색), 공기가 뒤로 밀어내는 힘(적색)이 작용하고 있는데 상하의 힘이 균형을 이루고 전방으로 나아가는 힘이 뒤로 미는 힘을 웃돌고 있기 때문에 추락하지 않고 고도를 유지한 채로 앞으로 나아갈 수 있습니다. 이때 비행기를 위쪽으로 밀고 있는 힘이 '양력'입니다. 양력은 어느 정도 자유롭게 조작 가능하기 때문에 양력을 중력보다 강하게 하면 기체의 고도가 상승하고 중력보다 약하게 하면 고도를 낮출 수 있습니다.
비행기의 날개를 바로 옆에서 보면 비행기는 오른쪽에서 왼쪽으로 가고 있습니다. 비행기가 앞으로 나아갈 때 날개에는 앞쪽에서 뒤쪽으로 공기가 부딪칩니다.
공기의 흐름과 날개 사이의 각도(영각)가 커지면 날개의 하부에 해당하는 공기와 상부에 해당하는 공기의 양에 차이가 생겨 날개의 하부는 고압으로, 상부는 저압이 됩니다.
영각이 상승하여 날개의 하부가 고압, 상부가 저압이 된 상태의 날개에 걸리는 공기의 힘을 나타내면 아래와 같습니다. 하향의 힘보다 상향의 힘이 커지고 있는 것을 알 수 있습니다. 이 기체를 위로 밀어 올리는 힘이 양력으로, 양력이 중력보다 커지면 비행기의 고도가 상승합니다.
Ciechanowski 씨가 공개하고 있는 페이지에서는 날개의 각도를 바꾸면서 양력의 변화를 확인하거나 공기의 흐름과 압력의 관계성을 관찰할 수 있습니다.
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