공기 역학 응용 사례

소개

. 양력의 크기는 일정시간에 흐르는 공기의 양에 비례한다. 속도가 빨라질수록 양력은 증가하며, 공기밀도가 낮은 기체의 속도가 일정하게 제한받게 된다. 이 때 비행기가 앞으로 나아가려는 힘을 막는 저항을 항공 용어로는 항력이라고 한다.
→ 항력을 저항시키는 방법
a. 마찰항력 : 공기와 날개 표면의 마찰 때문에 발생되는 항력으로 비행시 얇은 공기층이 날개표면에 고착(층류)되어 나타난다. 마찰항력이 적으면 공기가 더 빨리 흐르고 더 큰 양력을 얻을 수 있다.
b. 형상항력 : 날개가 공기속을 흐르는 이물질 때문에 받는 항력으로 대부분 날개의 최대두께에 의해 결정된다
c. 유도항력 : 양력발생의 부산물로 나오는 항력으로 날개 윗면의 공기와 아랫면의 공기가 날개 바깥에서 만나 소용돌이를 만들어 비행진행을 방해한다. 이 중에서 마찰항력은 동체와 날개의 표면 처리가 중요하다. 비행기 표면이 매끄럽지 못하면 그만큼 마찰이 더욱 증가하고, 이로인해 항력도 증가하고 마찰에 의한 열까지 발생됩니다. 현재 마찰을 가장 최소화 하는 방법으로 상어의 비늘이 가장 이상적이라는 연구결과가 있는데, 이것을 배와 비행기에 적용시키기도 한다.
형상항력은 날개의 두께를 얇게 하고, 동체 자체를 유선형으로 만드는 것으로 줄일 수있다. 동체가 유선형 일 때와 그렇지 않을 때의 차이는 아주 크다. 특히 뒷쪽에서 발생하는 와류에 의한 저항도 크다.

목차

서론
공기역학이란

본론
공기역학 이론해석
공기역학응용사례
고속철도와 공기역학
골프공과 공기역학
자동차와 공기역학
유공압

결론
출처및 참고자료

본문내용

Ⅰ. 서론
◆ 공기역학이란
유체역학의 한 부문으로, 기류를 대상으로 하는 학문으로 비행기의 운전과 깊은 관련이 있다. 음속과 기류의 속도의 비율에 따라 공기의 압축성을 고려하여 연구한다.
정지하고 있는 유체를 취급하는 것은 유체정역학, 움직이는 유체를 다루는 것은 유체동역학이다. 유체의 종류로서 공기를 대상으로 하는 것을 공기역학, 물을 대상으로 하는 것을 수역학이라고 한다
항공기의 응용이 특히 중요하므로 항공역학이라고도 한다. 기류의 속도가 음속의 1/2 이하일 때 공기의 압축성은 무시해도 되므로 연구대상에서 제외시키고, 음속의 1/2 이상일 때 압축할 수 있고 점성을 가진 연속체로서 공기를 다루며, 그 속도범위에 따라 아음속, 천음속, 초음속 및 극초음속의 공기역학으로 나눈다.
한편, 다루는 대상에 따라 날개의 성질을 다루는 날개이론, 프로펠러나 헬리콥터의 회전날개를 다루는 회전날개이론, 진동하는 물체에 작용하는 공기력을 논하는 비정상 공기역학, 점성과 그 결과로서 발생하는 난류를 다루는 경계층이론 및 난류이론 등 여러 종류가 있다.

Ⅱ. 본론

◆ 공기역학 이론 해석
◉ 중력(Gravity) : 중력은 말 그대로 지구 중력으로 모든 물체를 지구중심방향으로 당기는 힘이다.비행 중인 물체에도 똑같이 적용되며 일반적으로 모든 장소에서 거의 일정하다.
◉ 양력(Lift) : 양력은 항공기를 하늘에 뜨게 하는 힘으로 방향은 날개 표면에 직각방향으로 작용한다. 기체에 뱅크가 주어져 있을 때는 고도를 유지하는 힘이 그만큼 줄어든다는 뜻으로 양력의 수직축 상의 힘이 중력보다 클 때에는 고도가 높아지며, 반대로 양력의 수직축 상의 힘이 중력보다 낮을 때는 고도는 낮아진다. 양력 발생은 입으로 종이불기로 쉽게 설명이 된다. A4지 같은 종이의 양쪽 귀퉁이를 잡고 입 가까이 댄 뒤, 종이 아래 부분으로 입김을 불면 종이가 뜨겠죠. 이 때 종이가 뜨는 것이 뉴턴의 법칙에 의해서이고, 종이의 윗부분에 바람을 불어도 종이는 역시 위로 뜹는데, 이 것은 베르누이의 정리로 설명이 되는 것이다. 양력의 크기는 일정시간에 흐르는 공기의 양에 비례한다. 속도가 빨라질수록 양력은 증가하며, 공기밀도가 낮은 고공에서 양력은 감소한다.

참고자료

· 재미있는 과학 이야기 - 미우라 모토히로 (예문당)
· http://news.mk.co.kr/outside/view.php?year=2008&no=115220
· http://blog.naver.com/kss40100?Redirect=Log&logNo=2843360