INTRO
비행기 탑승이후 창가를 통해 날개쪽을 보다보면 아래 사진처럼 날개끝이 생긴 것을 확인할 수 있다.
어릴 때 비행기를 타면 날개 끝이 왜 이렇게 생겼는지 궁금해 했었다.
오늘은 날개 끝이 왜 이런 구조를 가진 것인지 설명해드릴게요.
날개 끝 와류(Wing tip Vortex)란?
항공기 날개 끝 구조가 저렇게 된 이유는 바로 날개 끝 와류 때문이다.
위의 사진이 날개끝 와류가 눈에 보이게 찍힌 사진이다. (항공기의 오른쪽 날개 끝에 반시계 방향으로 날개 끝 와류가 형성된 것을 보여준다.)
그럼, 이 날개 끝 와류라는 것은 왜 생기게 되는건지를 알아보자.
위의 그림처럼, 항공기 날개 윗면에는 압력이 낮고, 날개 아랫면에는 압력이 높다. (이 현상 때문에 양력이 발생해 항공기가 날 수 있다.)
압력은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하기 때문에 위의 그림에 화살표 방향으로 공기 흐름이 발생한다.
이런 공기흐름이 발생하게 되면, 날개 끝 쪽에 발생하게 되는 양력도 작아지게 되고, 유도 항력(Induced Drag)이 발생해 항공기 연료 소모량이 증가하게 된다.
유도 항력이 무엇인지는 별도 포스팅으로 다룰 예정이다.
항공기는 날개 끝 와류로 발생하는 영향을 최소화하기 위해, 날개 끝 구조를 위로 구부린 형태로 설계되어 있다.
아래 그림을 보면 날개 끝이 구부려진 경우와 아닌 경우 발생하는 날개 끝 와류를 쉽게 이해할 수 있다.
날개 끝을 위로 구부리게 됨으로 써, 날개 끝 와류로 인한 영향이 작아지고, 이로 인해 유도항력 자체도 작아지게 된다.
유도 항력이 작아지게 되면, 항공기의 연료 소모량도 줄어들기 때문에, 항공사 입장에서는 날개 끝이 구부러진 항공기를 운용하는 것을 선호한다.
TMI
항공기 속도가 낮은 경우에는 공기가 날개에 머무르는 시간이 길어져, 큰 와류가 발생하게 되고, 항공기 속도가 빠른 경우에는 공기가 날개에 머무르는 시간이 작아져, 작은 와류가 발생하게 된다.
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