(항공역학) 항공기에 작용하는 4가지힘: 추력, 항력, 양력, 중력

 

오늘은 항공역학에 가장 기본인 항공기에 작용하는 4가지 힘인 추력, 항력, 양력, 중력이 사용되는 방식과 각자의 역할에 대해 간단하게 알아보도록 하겠습니다.

 

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항공기가 하늘을 날기 위해 필요한 힘을 크게 4가지: 추력, 양력, 중력, 항력으로 나누게됩니다.

 

추력 (Thrust)- 물체를 앞으로 밀어나가게 하는 힘

양력 (Lift)- 운동하는 물체에 운동방향과 수직으로 작용하는 힘

중력 (Weight)- 물체를 지구로 당기는 힘

항력 (Drag)- 운동 방향의 반대로 작용하는 저항력                            

 

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   a. 스로틀을 이용해 추력을 높이는 조종사           b. 둥글둥글한 유선형 동체의 A320 항공기                  c. 유선형의 몸을 가진 범고래                                                                                    

추력은 말 그대로 비행기의 스로틀을 이용해 제트엔진 혹은 프로펠러의 힘으로 앞으로 나아가는 힘입니다.

 

대조되는 힘으로는 항력이 있는데요. 항력이 있기에 앞으로 나아가는 비행기는 공기의 저항력에 속도가 낮아질 수밖에 없습니다. 이는 물체가 크면 클수록 커지고 또 유체의 흐름에 닿는 범위가 커질수록 증가합니다.

 

이 때문에 저항력을 줄여야 하고, 속도가 중요한 항공기, 미사일, 고속 열차 등의 동체는 최대한 저항력을 줄일 수 있도록 얇게, 그리고 또 유선형으로 만들어집니다. 물속을 빠르게 헤엄치는 고래, 물고기들도 유선형의 몸을 가지고 있습니다.

 

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쉽게 설명하자면. 달리는 자동차에서 팔에 힘을 뺀 채 창문 밖으로 손바닥 내밀었을 때 앞으로 나아가는 자동차를 추력이라 생각한다면, 손을 뒤로 밀어내려 하는 바람은 항력.

 

이때 손바닥의 윗부분을 앞으로 살짝 내리면 손이 자연스레 위로 올라가게 되는데 그것이 양력, 자동차가 멈추며 바람이 사라지고 손이 아래로 떨어지는 것을 중력이라고 생각하시면 됩니다.

 

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이 네가지힘은 모두 서로에게 관여하며 이것들을 세밀하게 조종함으로써 항공기의 하강, 상승, 감속, 증속을 책임집니다.

 

 

양력 > 중력 = 상승        중력 > 양력 = 하강

 

추력 > 항력 = 증속        항력 > 추력 = 감속

 

 

예를 들자면 추력이 증가하면 항력도 함께 증가하고 그 항력으로 인해 양력이 증가하면서 중력보다 커짐으로써 항공기가 상승하게 됩니다.

 

반대로 추력이 감소하면 항력도 같이 감소하게 됨으로써 양력이 중력보다 약해져 항공기는 하강하게 됩니다. 추력이 상승하면 항력 또한 함께 커지지만, 추력을 항력보다 크게 만듦으로써 비행기가 증속 하여 앞으로 나아가는 것입니다.

                               

 

이렇게 항공기에 작용하는 기본 4가지의 힘에 대해 간단하게 알아봤는데요.

도움이 되셨길 바라며

방문해주셔서 대단히 감사드립니다.

 

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