양력의 발생원리에 대하여 서술하시오

소개

아세아 항공 직업 전문학교 유체역학 과제물

목차

1. 서론

2. 본론
2-1. 압력 특성에 의한 양력
2-2. 순환 특성에 의한 양력
(1) Kutta-Joukowsky 이론
(2) 마그너스 효과
(3) Kutta의 조건
2-3. 운동량 특성에 의한 양력

3. 결론

4. 참고자료

본문내용

1. 서론
인류의 기술 발전은 과거부터 계속 거듭하여 약 백여년 전 라이트 형제에 이르러 날 수 있게 되었다. 하늘을 나는 기술은 더욱 향상되어 우리는 대륙을 횡단할 수 있게 되었다. 이러한 항공기가 나는 대에는 공기가 직접적으로 개입하며 이 힘을 공기력이라 부른다. 이 공기력은 두가지로 구분되는데, 하나는 공기의 흐름방향에 수직 방향으로 작용하는 양력이고 다른 하나는 공기의 흐름방향과 반대 방향으로 작용하는 항력이다. 본론에서는 양력의 발생 원리에 대해 알아보도록 하자

2. 본론
양력은 날개단면이 유체 속을 진행하게 되면 진행 방향의 수직 방향으로 힘이다. 항공기 날개의 양력은 아음속이나 초음속에서 특별히 다를 게 없고 공기의 압축성과 관련된 마하수의 영향을 받을 뿐이다.

2-1. 압력 특성에 의한 양력
양력에 대해서 살펴볼 때에는 가장먼저 베르누이 방정식에 대해 알아보아야 한다. 베르누이 방정식은 다음과 같다.

p는 정압을 나타내는 기호이다. 정압은 정지한 유체에 가해지는 힘이다. 파스칼의 원리에따르면 유체 내의 한 점에 가해진 힘은 동일 유체계 내의 모든 점과 그 방향에서 크기가 같다. 여기서 말하는 힘을 정압 이라고 하고 정지시 작용하는 모든 압력이다. 흐르는 유체가 수직으로 세워진 벽면에 부딪히면 유체는 속도가 0이 되고 벽면에 힘을 가하게 된다. 가해진 힘은 온전히 유체의 운동에너지와 같고 이 힘을 동압이라고 한다. 결국, 베르누이방정식은 좌변 항들, 정압(압력에너지)과 동압(운동에너지)의 합은 일정(전압, 전체에너지)하다는 원리를 식으로 나타낸 것이다.
유량의 질량은 날개 통과 후 항상 같아야 하므로 날개단면 앞전에서 동시에 날개 위· 아랫면으로 분리된 공기입자는 동시에 뒷전에서 만나야 한다. 이럴 경우 긴 경로를 지나는 날개단면 윗면에서는 속도가 빨라지고 짧은 경로를 지나는 날개단면 아랫면에서는 속도가 느려지게 된다.
베르누이 방정식에서 속도가 증가하면 압력이 감소함을 알 수 있다.

참고자료

· 『알기 쉬운 항공역학』나카무라 간지, 북스힐, 5판 2017
· 『항공역학』 윤선주 지음, 성안당, 2판 2014
· 『항공역학』조용욱 외 1명 지음, 청연, 2016
· 『유체역학』Robert W. Fox 지음, 텍스트북스, 2017
· 『레오나드로 다 빈치가 들려주는 양력이야기』송영은 지음, 자음과모음, 2010