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 작성 일 : 17 - 08 - 24 01 : 09 
 비행기 날개 에 양력 이 발생 하 는 정확 한 이유 에 대해 질문 합니다 . 
 글쓴이 : 비버 하 는 
 조회 : 958 추천 : 0 
 보통 비행기 날개 에 양력 이 발생 하 는 이유 를 베르누이 법칙 을 통해 설명 할 때 에어 포일 윗면 과 아랫면 을 서로 통과 한 공기 가 꼬리 부분 에서 만나 야 하 므로 위쪽 을 속력 이 빨라 베르누이 원리 에 의해 압력 이 낮 고 , 아래쪽 은 반대 로 압력 이 커 위 로 떠받치 는 힘 이 생겨 양력 이 발생 한다고 설명 하 던데 이것 은 시뮬레이션 결과 실제로 전제 조건 인 꼬리 부분 에서 만나 는 것 이 아닌 에어 포일 위쪽 을 통과 한 공기 가 더 빠르 게 진행 하 기 때문 에 틀렸 다고 알 고 있 습니다 . 그 예시 로 초임계 에 어 포일 은 아랫면 이 더 길 다고 하 였 습니다 . 
 다음 으로 벤츄리 관 효과 로 에어 포일 위쪽 의 속력 이 빨라져 마찬가지 로 압력 이 낮 아 지 고 양력 이 발생 하 는 것 이 라고 설명 하 는 곳 이 있 던데 이것 도 실제 상황 은 관 안 이 아닌 외부 이 기 때문 에 벤츄리 관 효과 로 양력 을 설명 하 는 것 또한 잘못 된 설명 이 라는 것 이 라고 들 었 습니다 . 
 우선 위 의 두 이론 이 부 정확 한 것 이 맞 는지 , 어떻게 확인 할 수 있 는지 가 궁금 합니다 . 
 다음 으로 는 그렇 다면 비행기 날개 에 양력 이 생기 는 이유 가 도대체 무엇 때문 인지 에 대해 알 고 싶 습니다 . 받음각 과 에어 포 일 위 아래 의 원심력 , 뒷면 의 drag , 작용 반 작용 과 같 은 요인 이 있 다고 들 었 는데 실제로 는 어떤 요인 때문 인지 가 궁금 합니다 . 하나 가 맞 고 나머지 가 틀렸 는지 , 아니면 여러 요인 이 복합 적 으로 작용 하 여 양력 을 만들 어 내 는데 기여 하 는 것 인지 잘 모르 겠 습니다 . 
 특히 작용 반 작용 으로 양력 을 발생 시키 는 것 에 대해 자세 한 설명 을 부탁드립니다 . 
 1 . 동시 통과 이론 과 벤츄리 관 효과 로 양력 의 발생 원인 을 설명 하 는 것 이 틀린 것 이 맞 는지 , 어떻게 확인 할 수 있 는지 . 
 2 . 작용 반 작용 으로 양력 의 발생 원인 을 어떻게 설명 할 수 있 는지 . 
 3 . 도대체 양력 이 생기 는 이유 가 앞서 말 한 받음각 , 원심력 등 의 여러 요인 들 중 어떤 요인 때문 에 생기 는 것 인지 , 혹시 여러 요인 들 이 복합 적 으로 작용 하 여 이러 한 현상 이 일어나 는지 가 궁금 합니다 . 
 비행 연구원 17 - 08 - 24 12 : 18 
 먼저 다음 과 같 은 전제 를 살펴보 도록 하 지요 . 
 - 라이트 가 발명 한 비행기 날개 의 형상 은 가 는 골격 으로 된 바가지 형상 이 다 . 
 - 돌멩이 도 잘 날아간다 . 
 - 날개 없 는 미사일 도 잘 날아간다 . 
 - 일부 헬리콥터 의 대칭형 에어 포일 에서 양력 이 발생 한다 . 
 - 고 속 으로 달리 는 차창 밖 으로 내민 손바닥 의 형상 에서 발생 하 는 힘 의 변화 는 다르 다 . 
 - 현대 최적 에어 포일 은 윗면 이 굽 어 지 고 아랫면 이 상대 적 으로 평평 한 형상 이 다 . 
 - 현대 아음속 에어 포일 은 받음각 " 0 " 에서 도 양력 이 발생 한다 . 
 - 초음속 비행기 의 에어 포일 은 아음속 에어 포일 과 다른 다이아몬드 형상 이 다 . 
 이 전제 를 먼저 언급 하 는 것 은 항공기 가 수행 하 는 임무 에 따라 에어 포일 의 모양 은 수많 은 형상 으로 설계 될 수 있 다는 것 을 의미 합니다 . 에 어 포일 지배 요소 는 두께 , 면적 , 시위 길 이 , 가로세로비 , 캠버 , 앞전 두께 , 그리고 뒷전 모양 을 어떻게 설계 하 느냐 에 따라 수많 은 모양 이 존재 합니다 . 
 초창기 비행기 날개 는 두께 가 얇 고 바가지 모양 으로 굽 어 진 형상 이 양력 발생 에 유리 한 것 으로 인식 되 었 지만 항공기 속도 가 증가 하 면서 이 형상 의 날개 는 항력 이 더 크 고 다른 고 양력 장치 에 매우 불리 하 기 때문 에 일부 초 경량 비행기 날개 로 만 활용 되 고 있 습니다 . 
 그러나 천음속 에 근접 한 속도 영역 에서 초창기 유형 의 날개 를 변형 한 초임계 에어 포일 이 매우 효율 적 이 라는 것 이 입증 되 면서 현대 운송 용 비행기 날개 로 채택 되 고 있 습니다 . 그 만큼 많 은 변수 들 이 작용 한다고 볼 수 있 습니다 . 
 NASA 에서 발표 한 “ 긴 경로 이론 ” 은 잘못 이해 할 수 있 다는 점 을 강조 한 것 이 지 모든 이론 이 틀리 다는 것 은 아닙니다 . 예 를 들 어 대칭형 에어 포일 이 유선 공기 흐름 속 에 놓여 있 다면 상하부 를 흐르 는 공기 는 뒷전 에서 만나 고 상하 에 동등 한 양력 이 발생 될 것 입니다 . 이 에어 포일 은 항공기 에서 양력 발생 에 사용 할 수 없 는 것 은 아닙니다 . 즉 , 받음각 이 적용 된다며 대칭형 에어 포일 로 양력 을 발생 할 수 있 다는 것 을 의미 합니다 . 
 현대 기본 에어 포일 은 윗면 과 아랫면 곡 률 이 다르 고 통상 윗면 이 더 많이 굽 어 진 비대칭형 에어 포일 이 고 대부분 의 아음속 비행기 와 일부 고성능 헬리콥터 의 블레이드 에 사용 되 고 있 습니다 . 
 NASA 에서 강조 한 아음속 일반 에어 포일 의 “ 긴 경로 이론 ” 이론 에서 “ 상하부 로 흐르 는 공기 흐름 이 반드시 뒷전 에 만나 는 것 은 아니 다 ” 라는 것 을 지적 하 고 있 습니다 . 그러나 미세 한 상하부 표면 의 곡률 ( 또는 속도 에 따라 ) 이 라면 이 이론 이 틀리 다고 할 수 없 을 것 입니다 . 항공기 에서 양력 이 발생 할 수 있 을 정도 의 상하부 곡률 ( 곡 률 이 클수록 그러나 정상 양력 발생 범위 ) 이 라면 상부 를 흐르 는 공기 흐름 속도 가 하부 를 흐르 는 공기 흐름 속도 보다 월등히 빠르 다는 것 을 강조 하 는 내용 입니다 . 다시 말 해서 단순 하 게 에어 포일 상하부 로 흐르 는 공기 흐름 이 뒷전 에 만난다는 방식 의 설명 은 틀리 다는 것 입니다 . 
 아음속 에어 포일 에 정상 받음각 이 적용 된 에어 포일 이 라면 윗면 으로 공기 흐름 속도 가 하부 공기 흐름 속도 보다 훨씬 빨리 도착 해서 그 속도 로 어느 거리 까지 내리 흐름 이 지속 된 후 하부 및 주변 공기 와 혼합 되 면서 위 로 말리 는 형태 의 와류 가 발생 하 는 것 을 관찰 할 수 있 는 것 도 이 와 무관 하 지 않 습니다 . [ 아래 보충 설명 참고 ] 
 기본 적 으로 압력 차 가 발생 하 는 원인 에 대해서 는 베르누이 원리 를 적용 해서 설명 되 지만 양력 을 발생 하 는 에어 포일 의 경우 “ 긴 경로 이론 ” 에서 계산 한 것 보다 훨씬 더 빠르 다는 것 을 간과 해서 는 안 될 것 입니다 . 
 서두 에서 언급 한 것 과 같이 에어 포일 의 두께 와 길이 에 따라 수많 은 설계 가 있 을 수 있 지만 항공기 속도 영역 과 수행 하 는 임무 에 따라 다를 수 있 다는 것 을 고려 해야 하 고 기본 적 인 아음속 에어 포일 의 양력 발생 이론 에 반영 해야 할 것 입니다 . 
 현대 아음속 에어 포일 은 이미 수많 은 실험 과 실제 비행 을 통해서 최적 양력 발생 능력 이 입증 된 에어 포일 입니다 . 에 어 포일 의 양력 발생 을 설명 하 는 데 적용 되 는 주요 물리 법칙 은 다음 과 같 습니다 . 
 - 베르누이 법칙 
 - 마그누스 효과 
 - 작용 과 반 작용 의 법칙 
 풍동 실험 의 결과 혹은 비행 난기류 ( wake turbulence ) 의 그림 을 통해서 거시 적 공기 흐름 의 행태 를 관찰 할 수 있 습니다 . 항공기 가 지나간 후 공기 흐름 에 급격 한 변화 가 발생 하 는 것 은 항공기 로 인해서 무엇 인가 큰 변화 가 발생 했 음 을 알 수 있 고 3 가지 주요 행태 의 변화 가 발생 하 고 있 음 을 알 수 있 습니다 . 
 - 비행 난기류 는 침하 한다 . 
 - 비행 난기류 는 상하 그리고 좌우 한계 가 존재 한다 . 
 - 날개 끝 와류 는 회전 한다 . 
 비행 난기류 가 비행경로 아래 로 침하 한다는 것 은 날개 에서 내리 흐름 ( downwash ) 이 존재 한다는 것 을 의미 하 고 내리 흐름 의 존재 는 오름 흐름 ( upwash ) 이 존재 한다는 것 을 반증 하 는 것 으로 이 는 작용 과 반 작용 의 법칙 으로 설명 할 수 있 을 것 입니다 . 상하좌우 한계 가 존재 한다는 것 은 밀폐 된 관 과 같이 절대 적 한계 는 지정 할 수 없 지만 공기 흐름 을 제한 하 고 있 음 을 알 수 있 습니다 . 
 에 어 포일 의 양력 발생 을 어느 한 이론 만 으로 설명 할 수 없 다는 것 이 일반 적 인 이론 입니다 . 항공기 유형 에 가장 적합 한 에어 포일 을 설계 하 는 것 이 귀하 와 같 은 항공 공학자 들 의 주 과업 이 되 겠 지요 . 양력 발생 의 복잡 성 과 공학 적 내용 까지 다룰 수 는 없 지만 그 동안 입증 된 자료 와 지식 을 바탕 으로 서술 했 습니다 . 
 다른 의견 이 있 을 수 있 음 을 존중 합니다 . 
 안녕 하 십니까 ! 성원 에 감사 드립니다 . 먼저 다음 과 같 은 전제 를 살펴보 도록 하 지요 . - 라이트 가 발명 한 비행기 날개 의 형상 은 가 는 골격 으로 된 바가지 형상 이 다 . - 돌멩이 도 잘 날아간다 . - 날개 없 는 미사일 도 잘 날아간다 . - 일부 헬리콥터 의 대칭형 에어 포일 에서 양력 이 발생 한다 . - 고 속 으로 달리 는 차창 밖 으로 내민 손바닥 의 형상 에서 발생 하 는 힘 의 변화 는 다르 다 . - 현대 최적 에어 포일 은 윗면 이 굽 어 지 고 아랫면 이 상대 적 으로 평평 한 형상 이 다 . - 현대 아음속 에어 포일 은 받음각 " 0 " 에서 도 양력 이 발생 한다 . - 초음속 비행기 의 에어 포일 은 아음속 에어 포일 과 다른 다이아몬드 형상 이 다 . 이 전제 를 먼저 언급 하 는 것 은 항공기 가 수행 하 는 임무 에 따라 에어 포일 의 모양 은 수많 은 형상 으로 설계 될 수 있 다는 것 을 의미 합니다 . 에 어 포일 지배 요소 는 두께 , 면적 , 시위 길 이 , 가로세로비 , 캠버 , 앞전 두께 , 그리고 뒷전 모양 을 어떻게 설계 하 느냐 에 따라 수많 은 모양 이 존재 합니다 . 초창기 비행기 날개 는 두께 가 얇 고 바가지 모양 으로 굽 어 진 형상 이 양력 발생 에 유리 한 것 으로 인식 되 었 지만 항공기 속도 가 증가 하 면서 이 형상 의 날개 는 항력 이 더 크 고 다른 고 양력 장치 에 매우 불리 하 기 때문 에 일부 초 경량 비행기 날개 로 만 활용 되 고 있 습니다 . 그러나 천음속 에 근접 한 속도 영역 에서 초창기 유형 의 날개 를 변형 한 초임계 에어 포일 이 매우 효율 적 이 라는 것 이 입증 되 면서 현대 운송 용 비행기 날개 로 채택 되 고 있 습니다 . 그 만큼 많 은 변수 들 이 작용 한다고 볼 수 있 습니다 . NASA 에서 발표 한 “ 긴 경로 이론 ” 은 잘못 이해 할 수 있 다는 점 을 강조 한 것 이 지 모든 이론 이 틀리 다는 것 은 아닙니다 . 예 를 들 어 대칭형 에어 포일 이 유선 공기 흐름 속 에 놓여 있 다면 상하부 를 흐르 는 공기 는 뒷전 에서 만나 고 상하 에 동등 한 양력 이 발생 될 것 입니다 . 이 에어 포일 은 항공기 에서 양력 발생 에 사용 할 수 없 는 것 은 아닙니다 . 즉 , 받음각 이 적용 된다며 대칭형 에어 포일 로 양력 을 발생 할 수 있 다는 것 을 의미 합니다 . 현대 기본 에어 포일 은 윗면 과 아랫면 곡 률 이 다르 고 통상 윗면 이 더 많이 굽 어 진 비대칭형 에어 포일 이 고 대부분 의 아음속 비행기 와 일부 고성능 헬리콥터 의 블레이드 에 사용 되 고 있 습니다 . NASA 에서 강조 한 아음속 일반 에어 포일 의 “ 긴 경로 이론 ” 이론 에서 “ 상하부 로 흐르 는 공기 흐름 이 반드시 뒷전 에 만나 는 것 은 아니 다 ” 라는 것 을 지적 하 고 있 습니다 . 그러나 미세 한 상하부 표면 의 곡률 ( 또는 속도 에 따라 ) 이 라면 이 이론 이 틀리 다고 할 수 없 을 것 입니다 . 항공기 에서 양력 이 발생 할 수 있 을 정도 의 상하부 곡률 ( 곡 률 이 클수록 그러나 정상 양력 발생 범위 ) 이 라면 상부 를 흐르 는 공기 흐름 속도 가 하부 를 흐르 는 공기 흐름 속도 보다 월등히 빠르 다는 것 을 강조 하 는 내용 입니다 . 다시 말 해서 단순 하 게 에어 포일 상하부 로 흐르 는 공기 흐름 이 뒷전 에 만난다는 방식 의 설명 은 틀리 다는 것 입니다 . 아음속 에어 포일 에 정상 받음각 이 적용 된 에어 포일 이 라면 윗면 으로 공기 흐름 속도 가 하부 공기 흐름 속도 보다 훨씬 빨리 도착 해서 그 속도 로 어느 거리 까지 내리 흐름 이 지속 된 후 하부 및 주변 공기 와 혼합 되 면서 위 로 말리 는 형태 의 와류 가 발생 하 는 것 을 관찰 할 수 있 는 것 도 이 와 무관 하 지 않 습니다 . [ 아래 보충 설명 참고 ] 기본 적 으로 압력 차 가 발생 하 는 원인 에 대해서 는 베르누이 원리 를 적용 해서 설명 되 지만 양력 을 발생 하 는 에어 포일 의 경우 “ 긴 경로 이론 ” 에서 계산 한 것 보다 훨씬 더 빠르 다는 것 을 간과 해서 는 안 될 것 입니다 . 서두 에서 언급 한 것 과 같이 에어 포일 의 두께 와 길이 에 따라 수많 은 설계 가 있 을 수 있 지만 항공기 속도 영역 과 수행 하 는 임무 에 따라 다를 수 있 다는 것 을 고려 해야 하 고 기본 적 인 아음속 에어 포일 의 양력 발생 이론 에 반영 해야 할 것 입니다 . 현대 아음속 에어 포일 은 이미 수많 은 실험 과 실제 비행 을 통해서 최적 양력 발생 능력 이 입증 된 에어 포일 입니다 . 에 어 포일 의 양력 발생 을 설명 하 는 데 적용 되 는 주요 물리 법칙 은 다음 과 같 습니다 . - 베르누이 법칙 - 마그누스 효과 - 작용 과 반 작용 의 법칙 풍동 실험 의 결과 혹은 비행 난기류 ( wake turbulence ) 의 그림 을 통해서 거시 적 공기 흐름 의 행태 를 관찰 할 수 있 습니다 . 항공기 가 지나간 후 공기 흐름 에 급격 한 변화 가 발생 하 는 것 은 항공기 로 인해서 무엇 인가 큰 변화 가 발생 했 음 을 알 수 있 고 3 가지 주요 행태 의 변화 가 발생 하 고 있 음 을 알 수 있 습니다 . - 비행 난기류 는 침하 한다 . - 비행 난기류 는 상하 그리고 좌우 한계 가 존재 한다 . - 날개 끝 와류 는 회전 한다 . 비행 난기류 가 비행경로 아래 로 침하 한다는 것 은 날개 에서 내리 흐름 ( downwash ) 이 존재 한다는 것 을 의미 하 고 내리 흐름 의 존재 는 오름 흐름 ( upwash ) 이 존재 한다는 것 을 반증 하 는 것 으로 이 는 작용 과 반 작용 의 법칙 으로 설명 할 수 있 을 것 입니다 . 상하좌우 한계 가 존재 한다는 것 은 밀폐 된 관 과 같이 절대 적 한계 는 지정 할 수 없 지만 공기 흐름 을 제한 하 고 있 음 을 알 수 있 습니다 . 에 어 포일 의 양력 발생 을 어느 한 이론 만 으로 설명 할 수 없 다는 것 이 일반 적 인 이론 입니다 . 항공기 유형 에 가장 적합 한 에어 포일 을 설계 하 는 것 이 귀하 와 같 은 항공 공학자 들 의 주 과업 이 되 겠 지요 . 양력 발생 의 복잡 성 과 공학 적 내용 까지 다룰 수 는 없 지만 그 동안 입증 된 자료 와 지식 을 바탕 으로 서술 했 습니다 . 다른 의견 이 있 을 수 있 음 을 존중 합니다 . 감사 합니다 .