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과학

유도 항력

유도 항력과학
영문명
Induced drag
관련 현상
유한 날개의 양력과 유도 유동
기본 계수 모형
CDi = CL²/(πeAR)
중요 형상 지표
날개의 가로세로비 AR
유도 항력은 유한한 날개가 양력을 만드는 과정에서 발생하는 항력 성분이다. 날개를 따른 양력 분포와 유도 유동에 관련되며 단순히 표면이 거칠어서 생기는 마찰 항력과 구별한다.

유한한 날개에서의 효과

날개 끝을 가진 실제 날개에서는 단면만 따로 보는 이차원 모형과 달리 삼차원 유동이 형성된다. 날개 끝 와류와 하강 유동은 날개가 받는 힘의 방향 및 분포와 연결된다. 양력을 만드는 동안 흐름 방향의 저항 성분도 생길 수 있다.

계수로 나타내는 관계

양력선 이론의 기본 모형에서는 유도 항력 계수를 CL²/(πeAR)로 나타낸다. CL은 양력 계수, AR은 날개 길이 제곱을 날개 면적으로 나눈 값, e는 분포의 효율 인자다. 계수들에 같은 날개 면적 기준을 사용해야 한다.

고정할 조건을 확인한다

이 모형에서 e와 AR이 같다면 CL이 두 배일 때 유도 항력 계수는 네 배다. 반대로 같은 CL과 e에서 AR이 두 배이면 계수는 절반이다. 실제 힘으로 바꾸려면 동압과 기준 면적도 필요하므로 계수의 비를 모든 비행 조건의 힘 비로 바로 읽지는 않는다.

전체 항력의 한 부분

유도 항력은 전체 항력의 한 성분이다. 이를 줄이는 설계가 표면 마찰이나 다른 항력까지 모두 같은 비율로 줄이는 것은 아니다. 날개의 성능은 양력 분포와 형상, 흐름 조건 등을 함께 고려해 비교해야 한다.

관련 문서

양력 / 항력 / 양력 계수 / 항력 계수 / 동압 / 받음각 / 에어포일 / 양항비