양력 및 항력의 종류와 특성에 대하여 설명하시오.

목차

가. 서론

나. 양력
1.양력의 발생원리

다. 항력
1. 형상항력
2. 유도항력
3. 조파항력

라. 본인의 의견

본문내용

■ 서 론
양력과 항력은 공력이라 하는데 공력은 공기 중을 지나는 물체와 공기와의 상호작용에 의해서 발생하는 기계적인 힘으로 정의한다. 따라서 정지해 있는 물체는 공력이 전혀 없지만 공기 중을 조금이라도 움직이는 물체는 필연적으로 공력이 발생한다. 특히 비행원리를 이해하기 위해서는 공력 발생 원리를 이해해야 한다.
공력은 비행기의 속도와 공기의 흐름의 성질, 비행기의 형상, 날개의 크기와 모양 등에 따라 달라지는데 양력을 최대화하고 항력을 최소화할수록 경제적인 비행을 할 수 있으므로 비행기의 형상을 유선형으로 그리고 날개 단면도 특별하게 설계한다. 비행기가 공기 중을 비행하게 되면 날개를 포함한 비행기 전체 표면에 작용하는 공력은 압력에 의한 힘과 전단력에 의한 힘이 발생하는데 이 전체공력 중 비행기가 진행하는 방향과 수직인 선분은 양력이고 진행 방향과 평행하면 항력이다.

■ 본 론
1)양력
①양력의 발생원리
실제로 비행기가 움직이면, 정지해 있는 대기 속을 비행기가 지나가나 상대속도의 개념을 적용하여, 비행기 주위로 공기가 흐르는 것으로 간주하고 양력발생 원리를 이해 하는 것이 용이하다. 공력을 계산하고 그 톡성을 파악할 때도 비행기 주위의 공기흐름 영역에 물리적 보존법칙을 근거로 한 수학적 지배방정식을 풀거나 비행체의 모델에 바람을 불어 주는 풍동장치를 통해 실험을 수행하여 구한다. 특히 양력과 항력을 포함한 유동특성인 압력, 속도, 밀도, 온도 등을 변수로 포함하는 수학적 지배방정식은 질량보존의 법칙을 근거로 한 연속방정식, 뉴턴의 제 2법칙인 운동량 방정식, 열역학 제 1법칙인 에너지 방정식 그리고 이상기체로 간주한 상태방정식으로 구성된 매우 복잡한 편미분 방정식을 풀어야 한다.
그러나 양력발생 원리는 베르누이 원리와 뉴턴법칙으로 설명이 가능하다.
1738년 스위스 물리학자 다니엘 베르누이는 압력을 유체의 속도와 관련짓는 수학적 표현을 유도하였다. 베르누이의 방정식은 스스로 존재하는 물리법칙이 아니라 에너지 보존이 유선을 따라 흐르는 유체에만 적용되는 유체의 압력과 속도에 관한 식이다. 그래서 베르누이 원리를 설명하는데 앞서 공기흐름의 성질을 단순화하는 것이 필요하다.

참고 자료

한국항공우주학회, 『항공 우주학개론』, 경문사, 2005. p. 47~57
[네이버 지식백과] 베르누이 방정식 (두산백과)