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1. 서론
1.1. 양력의 정의
양력이란 고체와 유체 사이에 움직임이 있을 때 그 움직임에 수직한 방향으로 발생하는 힘으로, 비행기나 새의 날개에 작용하여 하늘을 날 수 있게 하는 힘이다. 유체 내에서 움직이는 모든 고체에는 항력과 양력이 작용한다. 비행기의 엔진을 통해 공기를 밀어내어 추력을 생성하고, 항력은 이러한 운동에 저항하는 공기의 마찰력이다. 추력으로 인하여 비행기가 앞으로 나아가면 양력이 발생한다.
1.2. 공력의 구성요소
공력의 구성요소는 양력과 항력이다. 양력은 물체의 주위에 유체가 흐를 때 물체의 표면에서 유체의 흐름에 대하여 수직 방향으로 발생하는 힘이다. 비행기가 비행하게 되면 날개를 포함한 비행기 전체 표면에는 압력에 의한 힘과 전단력에 의한 힘이 발생하는데 이 전체 공력 중 비행기가 진행하는 방향과 수직인 성분이 양력이다. 양력은 L= {1} over {2} rho V ^{2} C _{L} S라는 공식을 통해 계산되며 각각의 문자는 양력(L), 밀도(ρ), 속도(V), 양력계수( C _{L}), 날개면적(S)을 나타낸다. 이 공식에서 보듯이 양력은 속도의 영향을 가장 크게 받기 때문에 항공기는 엔진의 출력을 늘리거나 항공기를 경량화 하는 등 여러 가지 방법을 통해 속도를 증가시킨다."
항력은 물체가 유체 내를 움직일 때 해당 움직임에 저항하는 힘이다. 비행기가 비행하게 되면 날개를 포함한 비행기 전체 표면에는 압력에 의한 힘과 전단력에 의한 힘이 발생하는데 이 전체 공력 중 비행기가 진행하는 방향으로 움직이는 성분이 항력이다. 대부분의 항공기는 비행 중에 항력을 최소화하지만 착륙하거나 감속 시에는 스포일러나 역추력장치, 제동낙하산 등 여러 방법을 통해 항력을 증가시킨다. 항력을 구하는 공식은 D= {1} over {2} rho V ^{2} C _{D} S로 각각의 문자는 양력(L), 밀도(ρ), 속도(V), 항력계수( C _{D}), 날개면적(S)을 나타낸다."
2. 양력 발생 원리
2.1. 베르누이 원리
베르누이 원리는 유체역학의 기본 원리로, 유체의 흐름 속에서 압력과 속도 간의 관계를 설명하는 이론이다. 이 원리에 의하면 공기가 날개 위를 빠르게 흐르면 날개 위의 압력이 낮아지고, 날개 아래의 압력이 상대적으로 높아지면서 양력이 발생하게 된다.
구체적으로, 유체 흐름 중의 한 점에서 정압(static pressure)과 동압(dynamic pressure)의 합은 일정하다는 것이 베르누이 원리의 핵심이다. 정압은 유체가 움직이지 않을 때의 압력을 의미하며, 동압은 유체의 운동에너지에 해당하는 압력을 의미한다. 즉, 정압과 동압의 합인 전압(total pressure)은 일...
