비행기가 날 수 있는 원리

 

새를 보고 날고 싶다고 생각해본 적이 있나요?

그 생각은 과거 15세기로 거슬러 갑니다.

레오나르도 다빈치는 새를 관찰하고 날개짓을 통한 비행을 상상했습니다.

그리고 모두 알다시피 다빈치는 비행을 하는데에 실패했죠.

 

그 이유는 무엇일까요?

새, 또는 비행체는 네 가지의 힘을 받습니다. 중력, 양력, 항력, 추력이죠.

중력보다 양력이 클 때 떠오를 수 있고 항력보다 추력이 항력보다 클 때 앞으로 나아갈 수 있습니다.

그런데 사람의 중력(무게)이 약 60kg이라고 하면 그걸 날개짓을 통한 양력으로 버텨내야하는데

인간의 근육은 그런 힘을 오랜 시간 동안 낼 수 없죠.

체조선수조차도 링 위에서 두 팔을 양 옆으로 뻗고 몇 초만 겨우 버틸 수 있는데요.

그런데 새의 경우에는 엄청난 가슴 근육을 갖고 있기 때문에 자신의 무게를 충분히 버틸 수 있습니다.

 

그럼 새가 날 수 있는 원리를 한번 살펴보죠.

새가 날아오르는 순간, 또는 높은 곳에서 뛰어내릴 때 새는 전진하는 속력을 가집니다.

전진한다는 것은 곧 공기가 새의 날개를 지나 흐른다는 것이고 새의 날개 구조상

날개의 위로 가는 공기의 흐름이 날개의 아래로 흐르는 것보다 빨라서 베르누이 원리에 따라

날개 위가 아래보다 기압이 낮아지고 이것이 결국 양력이 됩니다.

베르누이 원리란 유체의 흐름이 빠른 곳에서는 압력이 작고 흐름이 느리면 압력이 크다는 것입니다.

어쨌든 새는 양력을 얻기 위한 속력을 갖기 위해 날개짓을 하고 한번 적절한 속력에 도달해 양력을 얻으면

그때부터는 날개짓을 줄이고 활공을 할 수 있습니다.

방향전환을 하거나 더 빨리 가야할 때, 또는 양력이 떨어질 때가 오면 날개짓을 해야합니다.

이러한 새의 비행의 원리를 예측하여 비행기의 구조에 대해 말한 사람은 케일리라는 사람입니다.

 

케일리의 이론에 따르면 새는 날개에 생기는 공기의 흐름에 의한 양력을 통해 날 수 있습니다.

따라서 비행기의 날개도 활처럼 휘어져야하며 비행기는 맞바람을 받아야 잘 날 수 있습니다.

그런데 맞바람은 항상 불지 않으므로 비행기의 경우는 동력을 이용해 맞바람을 인위적으로 만드는 거죠.

그럼 비행기의 더 자세한 비행원리는 다음 포스팅에서 알아보도록 합시다.