비행기
앞으로 작용하는 힘인 추력은 양력이 무게에 반대되므로 항력에 반대됩니다. 추력은 주변 공기의 질량을 항공기 속도보다 빠른 속도로 가속하여 얻습니다. 동등하고 반대되는 반응은 항공기가 전진하는 것입니다. 왕복동 또는 터보프롭 동력 항공기에서 추력은 프로펠러의 회전에 의해 발생하는 추진력에서 비롯되며 배기 가스에 의해 제공되는 잔여 추력이 있습니다. 제트 엔진에서 추력은 공기를 압축하는 터빈의 회전 블레이드의 추진력에서 비롯되며, 이는 도입 된 연료의 연소에 의해 팽창되고 엔진에서 배출됩니다. 로켓 동력 항공기에서 추력은 로켓 추진제의 연소에 대한 동등하고 반대되는 반응에서 파생됩니다. 범선에서 기계, 지형 또는 열 기술로 얻은 높이는 중력에 의해 속도로 변환됩니다.
추력에 계속 반대되는 행동은 두 가지 요소가있는 드래그입니다. 기생 항력은 형태 저항 (형태로 인한), 피부 마찰, 간섭 및 양력에 기여하지 않는 기타 모든 요소로 인해 발생합니다. 유도 항력은 양력 생성의 결과로 생성됩니다.
기생 항력은 대기 속도가 증가함에 따라 증가합니다. 대부분의 비행에서는 모든 항력을 최소로 줄이는 것이 바람직하며, 이러한 이유로 항력 유발 구조를 최대한 제거하여 항공기 형태를 간소화하는 데 상당한주의를 기울이고 있습니다 (예 : 캐노피로 조종석 둘러싸 기, 플러시 리벳 팅, 페인팅 및 연마 표면을 사용하여 랜딩 기어 후퇴). 덜 분명한 항력 요소로는 동체와 날개, 엔진, 미두 표면의 상대적 배치와 면적이 있습니다. 날개와 꼬리 표면의 교차점; 구조를 통한 의도하지 않은 공기 누출; 냉각을 위해 과도한 공기 사용; 그리고 국부적 기류 분리를 유발하는 개별 모양의 사용.
유도 된 항력은 비행 경로에 수직이 아니지만 약간 뒤쪽으로 기울어 진 아래쪽으로 편향된 공기 요소에 의해 발생합니다. 공격 각이 증가하면 항력도 증가합니다. 임계점에서 공격 각이 너무 커져 날개의 윗면에서 공기 흐름이 끊어지고 항력이 증가하는 동안 양력이 손실 될 수 있습니다. 이 중요한 조건을 실속이라고합니다.
리프트, 드래그 및 실속은 모두 날개 평면의 모양에 따라 다양한 영향을받습니다. 예를 들어 제 2 차 세계 대전의 Supermarine Spitfire 전투기에 사용 된 것과 같은 타원형 날개는 아음속 항공기에서 공기 역학적으로 이상적이지만 단순한 직사각형 날개보다 더 바람직하지 않은 실속 패턴을 가지고 있습니다.
초음속 비행의 공기 역학은 복잡합니다. 공기는 압축 가능합니다. 그리고 속도와 고도가 증가함에 따라 항공기 위로 흐르는 공기의 속도는 공기를 통과하는 항공기의 속도를 초과하기 시작합니다.이 압축성이 항공기에 영향을 미치는 속도는 항공기 속도와 항공기 속도의 비율로 표현됩니다. 오스트리아의 물리학자인 Ernst Mach를 기리기 위해 Mach 수라고하는 소리의 속도입니다. 항공기의 중요한 Mach 수는 at whic로 정의되었습니다. h 항공기의 어떤 지점에서 기류가 음속에 도달했습니다.
마하 수치에서 임계 마하 수를 초과하는 경우 (즉, 기류가 로컬 지점에서 음속을 초과하는 속도) 충격파 형성으로 인해 날개와 동체에 작용하는 힘, 압력 및 모멘트에 상당한 변화가 있습니다. 가장 중요한 효과 중 하나는 항력의 매우 큰 증가와 양력 감소입니다. 초기에 설계자는 날개와 수평면을위한 매우 얇은 익형 섹션을 가진 항공기를 설계하고 동체의 섬도 비율 (길이 대 직경)을 가능한 한 높게 보장함으로써 더 높은 임계 마하 수에 도달하려고했습니다. 날개 두께 비율 (날개 두께를 너비로 나눈 값)은 1940 ~ 45 년의 전형적인 항공기에서 약 14 ~ 18 %였습니다. 이후 제트기에서는 비율이 5 % 미만으로 감소했습니다. 이러한 기술은 국소 기류가 마하 1에 도달하는 것을 지연시킵니다.0, 항공기에 대해 약간 더 높은 임계 마하 수를 허용합니다. 독일과 미국의 독립적 인 연구에 따르면 중요한 마하에 도달하는 것이 날개를 뒤로 쓸어 내리면 더 지연 될 수 있음을 보여주었습니다. 윙 스윕은 최초의 작전 제트 전투기 인 독일 제 2 차 세계 대전 Messerschmitt Me 262의 개발과 북미 F-86 세이버 및 소련 MiG-15와 같은 전후 전투기에 매우 중요했습니다. 이 전투기는 높은 아음속 속도로 작동했지만 개발 경쟁의 압력으로 인해 천음속 및 초음속으로 작동 할 수있는 항공기가 필요했습니다. 애프터 버너가 장착 된 제트 엔진의 힘은 이러한 속도를 기술적으로 가능하게 만들었지 만, 디자이너는 여전히 천 음파 영역에서 엄청난 항력 증가로 인해 장애가있었습니다. 이 솔루션은 날개 앞뒤의 동체에 볼륨을 추가하고 날개와 꼬리 근처에서 부피를 줄여 천 음파 항력을 제한하는 이상적인 영역에 더 근접한 단면적을 만드는 것이 었습니다. 이 규칙을 초기에 적용한 결과 Convair F-102와 같은 “wasp-waist”모양이 생겼습니다. 이후 제트기에서이 규칙을 적용하는 것은 항공기의 평면도에서 그다지 명확하지 않습니다.