비행기가 뜨는 원리

우리가 여행할 때 자주 이용하는 비행기이지만 이륙할 때마다 신기한 것은 어쩔 수 없습니다.

 

© snowjam, 출처 Unsplash

 

비행기의 추진력

 

비행기는 강력한 제트 엔진으로 앞으로 나아갑니다.

 

 

팬이 돌면서 공기를 엔진으로 밀어넣습니다. 공기의 일부는 연소실로 들어가서 연료를 태우고 뜨거운 공기를 내뿜으면서 터빈을 돌립니다.

 

터빈이 돌아가면서 뜨거운 공기는 뒤로 더 많이 빠져나가고 앞에서 차가운 공기가 더 많이 들어옵니다. 공기를 뒤로 내뿜으면 대기의 반작용력으로 강력한 추진력이 생깁니다.

 

비행기가 뜨는 원리

 

강력한 추진력으로 비행기가 앞으로 나가면서 비행기가 이륙하게 됩니다.

1. 베르누이 원리

 

유체의 흐름에서 베르누이의 원리는 아주 중요합니다. 이전에도 몇 번 언급한 적이 있을만큼 우리 생활에 밀접합니다

 

향수병의 우아한 원리

 

일체형 한옥 환기 시설의 원리(안동민속박물관)

 

바나나킥 원리 - 마그누스효과

 

비행기가 앞으로 진행하면 상대적으로 공기가 뒤로 밀린다고 생각해도 됩니다. 날개 모양 때문에 날개의 위쪽 공기는 좁은 관을 지나가는 유체가 속력이 빨라지는 것처럼 아래쪽 공기보다 속력이 빨라 집니다.

 

 

속력이 빠른 유체는 압력이 낮아진다는 것이 베르누이의 원리입니다. 아래쪽 공기는 위쪽 공기보다 느리게 움직이므로 아래쪽이 위쪽보다 압력이 커서 날개에 위로 향하는 힘이 생깁니다.

2. 뉴턴 제 3법칙

 

비행기날개가 약간 기울어져 있으면서 비행기가 앞으로 나아가면 공기가 회색 선처럼 방향을 바꾸도록 비행기가 공기에 힘을 작용합니다.

   

공기는 반작용력을 비행기 날개에 전달합니다. 비행기의 날개가 공기에 작용한 힘과 크기는 같고 방향이 반대인 힘을 그림에서 노란색 방향으로 공기가 비행기 날개에 줍니다.

 

공기가 작용하는 힘은 날개의 아래 면에 수직으로 작용하는 힘이 됩니다. 이 힘은 날개를 뒤로 밀면서 위로 올리는 역할을 합니다.

 

비행기가 앞으로 나아가는 추진력이 워낙 크기 때문에 위로 띄우는 역할만 더 해 줍니다. 베르누이의 원리와 공기의 반작용력으로 비행기는 날아오를 수 있습니다.