[Aerodynamics] Lift

양력 (Lift)

가. 발생원리

 

ⓐ 뉴턴의 제 3법칙 (Newton's third law) : For every action, there is an equal and opposite reaction.

- Relative wind가 Airfoil의 형상에 의해 Downwash로 변화

- 이 흐름이 날개 끝에서 아랫면 공기에 부딪혀 작용 - 반작용 법칙을 일으켜 날개를 위로 떠오르게 함

ⓑ 베르누이 법칙 (Bernoulli's principle) : Air is fluid

- Airfoil 형상에 의해 날개 윗면의 거리가 아랫면의 거리보다 길어, 두 면 사이 공기흐름의 속도차이 발생

(윗면의 공기속도가 아랫면의 속도보다 빨라짐)

- 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고 감소하면 높아지는 베르누이의 법칙에 따라 날개 위/아랫면 사이에 압력차이 발생

- 날개 윗면과 아랫면의 압력차이로 인해 양력 발생 (Pressure difference)

 

나. 양력공식 및 양항비

 

ⓐ 양력공식

 

 

 

- Cι : 양력계수 (AOA, Airfoil의 형상, Flap 사용여부 등에 따라 결정

- ρ : 공기밀도 (공기압력, 외기온도, 습도에 의해 영향)

- V : 속도 (Thrust, Wind에 의해 영향)

- S : 날개면적 (Fowler Flap에서 변화 가능)

ⓑ 양항비 (Lift/Drag Ratio)

- Airfoil의 효율을 대표하는 인자

- 양항비는 AOA의 함수

-> 약 6˚ AOA에서 L/D값이 최대 (L/Dmax, Total Drag 최소)

-> 약 20˚ AOA에서 유동박리에 의해 양력계수 급감 (Critical AOA)

ⓒ Airfoil의 형상

 

- Chord Line : Leading edge와 Trailing edge를 이은 선

- Mean Camber Line : 날개 윗면과 아랫면의 중간지점을 연결한 선

- Angle of Attack(AOA, 받음각) : Chord Line과 Relative wind가 이루는 각

- AOA가 커질수록 Center of Pressure 점은 Airfoil 앞으로 이동