양력 발생 원리에 대하여 설명하시오.

목차

1. 양력
2. 압력 특성에 의한 양력
3. 순환특성에 의한 양력
4. Kutta-Joukowsky의 개념
5. 마그너스 효과
6. Kutta condition
7. 운동량 특성에 의한 양력

본문내용

양력
날개단면이 유체 속을 진행하게 되면 진행 방향의 수직 방향으로 힘을 받는데, 이를 양력이라고 한다. 양력은 공기 중을 비행하는 항공기의 날개 특성으로서 매우 중요하며 항공기를 부양시키는 힘의 역할을 한다. 물속을 진행하는 수중 날개도 항공기의 날개 특성과 동일하다. 항공기 날개의 양력은 아음속이나 초음속에서 특별히 다를 것이 없지만, 다만 공기의 압축성과 관련된 마하수의 영향을 받을 뿐이다.
양력을 이해하는데 있어서 에너지 보존의 개념과 운동량 보전의 개념 등으로 구분하여 살펴볼 수 있다.

압력 특성에 의한 양력
가장 일반적인 관점으로서 양력은 날개단면 윗,아랫면의 압력 차이에 의해 항공기 날개의 진행 방향에 대해 수직으로 발생하는 힘으로 볼 수 있다.
베르누이의 정리는 정압(압력에너지)과 동압(운동에너지)의 합은 일정(전압, 전체에너지)하다는 원리이다. 만약 항공기 날개단면 윗면에 흐르는 공기 속도가 빠르고 날개단면 아랫면의 공기 속도가 느리면 베르누이 방정식에 의해 날개단면 윗면의 압력은 낮아지고, 날개단면 아랫면의 압력은 높아진다. 따라서 이와 같은 날개단면 윗, 아랫면의 압력 차이에 날개 면적을 곱하면 이 힘이 비행방향의 수직 방향으로 작용하는 양력이 되는 것이다.
날개단면 윗, 아래면의공기 흐름속도가 달라지는 이유는 날개단면 앞전에서 동시에 날개 윗, 아랫면으로 분리된 공기입자가 동시에 뒷전에서 만나게 된다. 이럴 경우 긴 경로를 지나는 날개단면 윗면에서는 속도가 빨라지고 짧은 경로를 지나는 날개단면 아랫면에서는 속도가 느려지게 된다. 그 이유는 정지 되어 있는 날개단면의 앞전에 2개의 공기입자가 속도 V로 동시에 도달한 후에 날개단면 윗, 아랫면으로 분리되어 날개단면의 윗면과 아랫면을 통과한 다음, 기입자의 속도는 빨라지고 날개단면 아랫면의 공기입자는 느려지게 된다. 그 결과, 베르누이 법칙에 의해 날개단면 윗면의 압력은 감소하고, 날개단면 아랫면의 압력은 증가하므로 수직방향으로 압력차에 의한 양력이 발생한다.

참고 자료

없음