양력발생의 원리와 이해

소개

여러 자료들을 취합해 만든 만점과제물이며, 유체역학, 비행원리 과제물 등에 사용하실 수 있습니다.
정말 만점을 받기 위해서는 약간의 수정이 필요합니다. 표지 별도입니다.

목차

1. 항공기 양력 발생의 원리
1-1. 베르누이 원리
1-2. 베르누이 방정식

2. 베르누이 원리의 오류
2-1. 쿠타-쥬코스키 원리
2-2. 마그누스 효과
2-3. 쿠타의 조건
2-4. 운동량 특성에 의한 양력

본문내용

항공기 날개의 양력을 발생시키는데 최근까지 많이 인용된 양력 이론이 바로 베르누이(Bernoulli)의 원리이다. 베르누이 원리의 내용은 날개의 단면은 위쪽이 굽어있고 아래쪽은 평평하다고 가정하고. 날개 앞에서 출발한 공기는 날개 뒷부분에서 동시에 만나야 하므로, 더 먼 거리로 돌아서 움직여야 하는 위쪽의 공기는 더 빠르게 움직여야 한다는 것이다. 이때 베르누이의 공식에 의하여 빠른 속도의 공기는 더 압력이 낮아지므로 결국 날개 위쪽의 압력이 낮아지게 되어서 압력은 높은데서 낮은 곳으로 움직이려 하므로 결국 날개 아래에서 위로 움직이려는 힘이 생기는데 이것이 바로 양력 이라고 설명하고 있다.

<중 략>

이 “동시 통과 이론”은 에어포일의 앞부분에서 위, 아래로 나뉜 공기의 흐름이 에어포일의 뒤쪽 끝에서 같은 시간이 경과된 후에 다시 합류한다는 이론이다. 그 결과 에어포일 위쪽의 유체흐름이 아래쪽보다 빨라지므로 베르누이의 원리에 따라 윗면의 압력이 아랫면보다 작아 위쪽으로 양력이 생긴다고 설명한다.
하지만 베르누이의 이론은 이상적인 유동에 대해서만 성립할 수 있는 것으로 양력의 발생 원리를 제대로 설명하기에는 부족하다. 실제로 풍동실험을 통하여 날개 단면의 주위를 흐르는 공기 흐름에 대하여 살펴보면, <그림 2>와 같이 날개 위로 흐른 공기와 날개 아래로 흐른 공기는 서로 동시에 만나지 않으며, 날개 윗면의 공기가 훨씬 빨리 날개 주변을 통과해 버리는 것을 알 수 있다.

<중 략>

원형 단면 주위에 생긴 순환이 직선유동과 조합될 경우에는 양력을 발생하게 된다. 이 현상을 마그너스 효과라 하며 야구에서 곡구가 생기게 되는 원인이 된다. 이러한 양력이 발생되는 원인은 직선유동과 회전에 의해 발생한 순환유동이 결합되면 유체 유동의 속도를 증가, 감소시키기 때문이다. 직선유동과 순환유동이 동일한 방향이면 고속흐름이 생기게 되고, 서로 다른 방향이면 저속흐름 부분에서는 압력이 증가하게 된다. 이러한 압력의 차이로 양력이 발생하게 되며, 이러한 현상을 마그너스 효과라고 한다.

참고자료

· 없음