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비행기가 하늘로 떠오르는 것은 비행기 날개 때문이다.

물론 날개가 있다고 해서 다 날 수 있는 것은 아니다. 새는 날개를 가지고 있어서 날 수 있다.

하지만 모든 새가 다 날 수 있는 것이 아니다.

타조의 경우 다른 새들과 같이 날개를 가지고 있어서 날갯짓을 하지만 날지는 못한다.

그럼 날개에서 어떤 일이 일어나기 때문에 날 수 있을까?

비행기가 비행 중에 있을 때 비행기에 작용하는 힘은 크게 네 가지로 나눌 수 있다. 양력(lift), 중력(weight), 추력(thrust), 항력(drag)

이다.

 가운데 비행기를 날게 하는 가장 큰 원리는 양력이다.

비행기의 날개 단면을 살펴보면 윗면 앞부분은 완만한 언덕 모양으로 부풀어 있고 다시 뒤쪽을 향해서 느릿한 경사를 이루고 있다.

이에 따라 비행기가 빠른 속도로 나아갈 때 바람(공기의 흐름)이 날개에 닿으면 위아래로 갈라져 지나간다. 여기서 알아둘 것이 유체역학의 기본 법칙 중 하나인 베르누이의 정리다. 베르누이의 정리란 유체의 유속과 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 것으로, 간단히 말해 단위시간당 단위면적당 지나가는 기체의 양은 일정하다는 것을 이론으로 정립한 것이다. 모든 항공기에 동일하게 적용되는 이 이론에 의하면 바람의 속도는 날개 위쪽에서 빨라지고 아래쪽에서는 느려지게 된다.

 위쪽의 공기의 흐름 속도가 아래쪽의 속도보다 빨라 윗면의 압력보다 아래면의 압력이 더 커지게 된다. 그 때문에 날개가 위로 들어올려지는 현상이 일어난다. 날개 윗면의 기압은 대기압보다 낮아져서 날개를 위쪽으로 들어올리는 작용을 하며, 아래면의 기압은 대기압보다 높아져서 날개를 아래서부터 밀어올리는 작용을 한다. 속도가 빠르면 빠를수록 거기에 작용하는 압력은 작아진다. 그리하여 날개에는 아래에서 위로 떠받치는 힘이 생기는데, 이를 양력이라고 한다.

 양력이란 한마디로 물체를 위로 들어올리는 힘을 말한다.

 항공기는 손님을 태운 후 서서히 움직여 활주로 끝에서부터 달리기 시작한다. 비행기를 위로 밀어 올리는 힘, 양력은 비행기가 정지해 있을 때에는 생기지 않는다. 비행기가 일정 속도 이상으로 움직일 때만 자신의 무게를 이기는 양력이 발생한다.

비행기 날개 윗면이 볼록하고 아랫면이 평평해 날개 위아래에서 공기가 다른 속도로 흐른다. 윗면의 공기가 아랫면 공기의 속도보다

빠르게 흘러 윗면의 기압이 아랫면보다 작아져 비행기가 앞으로 달리는 속도가 커지면 자연스럽게 비행기 날개를 위로 밀어 올리는 힘 양력이 발생한답니다.

그래서 활주를 시작한 비행기는 서서히 엔진을 가동해 ‘추력(비행물체를 진행방향으로 밀고 나아가는 힘)’을 높이면 속도가 증가하고 공기가 날개를 밀어 올리는 힘인 ‘양력’도 커지면서 상승할 수 있게 된다. 상승 중 수평꼬리날개의 승강키를 올려 꼬리날개의 양력을 감소시키면 상대적으로 주날개의 양력이 커져 비행기 동체의 앞부분이 위를 향하게 되고 비행기는 이 양력 때문에 위로 떠오른다. 양력이 비행기의 무게와 같으면 같은 높이로 날고, 비행기의 무게보다 크면 위로 올라가고, 작으면 아래로 내려온다. 양력은 비행기의 속도와 공기의 흐름, 날개의 크기, 모양 등에 따라 달라진다. 비행기의 경우 (+)양력이 발생할수록 좋다. 여기에 추력이 더해져 비행기의 속도를 낸다. 추력은 엔진에 의해 앞으로 나아가는 힘으로, 뉴턴의 제3법칙인 작용 반

작용에 의한 것이다. 프로펠러나 제트엔진에 의해서 뒤로 밀리는(또는 분사되는) 공기의 움직임에 대한 반작용으로 비행기가 앞으로 움직이게 되는 것이다.

 력과 반대되는 힘은 중력이다.

 중력은 지구가 비행기를 당기는 힘이다. 즉 양력이 중력보다 크면 비행기는 상승하고, 양력이 중력과 같을 때는 일정한 고도로 비행한다는 것을 의미한다. 비행기가 수평으로 나는 것은 날개의 양력이 비행기에 작용하는 중력과 평형을 이루고 있기 때문이다.

 또한 어떤 속도로 공기 속을 진행하면 날개나 비행기 전체에 공기저항(항력)이 발생한다.항력은 이와 같이 비행기가 앞으로 나아 가는 데 방해가 되는 힘을 말한다.

 그래서 비행기가 전진을 하려면 이 항력을 극복해야 하는데 프로펠러나 제트 엔진 등으로 얻는 추력을 항력보다 증가시켜야 한다. 비행기 설계시 기체를 유선형으로 하는 이유는 바로 이 항력을 최소화하기 위함이다. 비행기는 항력이 작고 양력이 클수록 경제적으로 날 수 있다.