비행기가 뜨는 원리 바로잡기 (feat. 쉬운 설명)

비행기 뜨는 원리: 베르누이 이론 오류

 

비행기가 하늘을 나는 원리는 매우 신기하게 느껴지지요.

 

과거 교과서에서는 비행기 날개의 형상에 따른 베르누이 원리가 주된 양력의 원인으로 설명되었지만, 2020년에는 NASA가 이 설명이 틀린 가정이었다고 공개했습니다.

 

날개 위에 형성되는 저압은 비행기가 뜨는 데 필요한 힘을 충분히 설명하지 못하고, 이제 많은 사람이 우리가 배운 기존 양력 이론이 틀렸음을 알게 되었습니다.

 

다양한 매체에서 비행기 뜨는 원리를 설명하는 복잡한 이론이 이해하기 어려워, 많은 사람이 혼란을 겪고 있는데요..

 

 

그래서 수학 공식 나비에 스트로크 방정식으로 어렵게 설명하지 않고 쉽게 설명하려고 합니다!!

비행선, 열기구, 헬리콥터의 물리학적 이론은?

 

비행기와 선박은 물 무게가 동일하기에 뜬다(부력)는 간단한 물리 원리를 소개해요.

 

열기구와 비행선도 물체의 무게와 부피를 비슷하게 맞춰 공기 무게를 이용해 떠있는 이론을 설명하죠.

 

헬리콥터에도 같은 원리를 적용하여 공기를 이용해 떠다닐 수 있는 가능성을 소개합니다..

 

헬리콥터는 공기만큼 가볍지 않지만 공중에 뜨게되죠.

 

헬리콥터 무게에 해당하는 엄청난 양의 공기를 밑으로 밀어내고 있기 때문에 가능한 일입니다.

 

거대한 저울 위에 헬리콥터를 올려놓고 뜨기 전과 뜬 후의 저울 숫자를 비교하면 개념적으로 차이가 없을 겁니다.

 

실제로는 옆으로 새는 공기 때문에 헬기가 떠 있을 때 무게가 조금 덜 나오겠지만요..

비행기도 전혀 다르지 않습니다.

 

 

비행기가 뜨는 이유는 날개가 비행기 무게에 해당하는 공기를 밑으로 계속 뿌려주고 있기 때문입니다.

 

 

과거 교과서에서는 볼록한 날개 위쪽의 낮은 기압에 주목했지만

 

 

중요한 건 그 부분이 아니라 날개 뒤쪽입니다.

 

 

 

아래로 처진 날개 끝부분이 고속으로 스쳐 지나가는 공기의 바람을 아래로 틀어 주는 것이 양력의 핵심입니다.

 

 

 

이는 간단한 뉴턴의 작용과 반작용에 따라 결정돼죠.

 

그래서..

 

 

최대의 양력이 필요한 이륙시에는 더 많은 양의 공기를 만나기 위해 높은 속도가 필요하고

 

 

공기를 더 아래로 뿌리기 위해

 

 

플랩이 내려와 날개 끝 부분을 더 쳐지게 만들고

 

플랩의 역할

이륙직전 승강타의 역할

 

필살기로 이륙 직전에는 꼬리 날개의 승강타를 올려 비행기 꼬리쪽을 가라앉게 하고 기수를 들어 날개 자체의 받음각을 키우는 것입니다.

 

 

결국 비행기의 날개는 공기를 아래로 쏴주는 장치였던 것입니다.

 

 

그리고 날개 위쪽에 저압이 생기는 현상도 생각해보면 그 많은 공기를 아래로 끌어 내리느라 그 자리에 있던 공기가 없어지니 당연한 일입니다.

비행기 날개의 특징과 디자인 이유?

 

비행기 날개는 평평한 형상보다 공기 저항을 최소화하고 효율적인 비행을 돕기 위해 특별한 디자인을 갖추고 있어요.

 

빠른 속도에 따라 날개 뒤에 진공과 와류가 발생하여 저항을 일으키는데, 비행기 날개 형상은 이를 최소화하고 공기 흐름을 유도하죠.