날개

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1. 개요

날개는 고대 노르웨이어 'vængr'에서 유래된 단어로, 조류의 사지를 가리키는 데서 시작해 곤충, 박쥐, 항공기 등의 양력을 발생시키는 부속물로 의미가 확장되었다. 한국어에서는 새의 날개를 뜻하는 '날개'와 '깃털' 두 단어가 있으며, 유체역학에서는 유체와의 상호작용을 통해 양력을 얻는 물체를 의미한다. 생물학적으로는 익룡, 조류, 박쥐, 곤충 등이 날개를 가지고 있으며, 문화적으로는 신화, 종교, 자유의 상징으로 사용된다. 또한, 날개는 행글라이딩, 연, 모형 비행기, 경주용 자동차, 요트 등 다양한 스포츠에도 활용된다.

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날개
개요
설명	항공기, 새, 곤충 등의 비행에 사용되는 부속 기관이다.
역할	양력을 생성하여 비행을 가능하게 한다.
형태	다양하며, 비행체의 종류와 목적에 따라 다르다.
구조	얇은 익형 구조로 되어 있으며, 스파와 리브와 같은 구조 요소로 구성된다.
항공 역학
양력	공기가 익형 위아래로 흐르면서 압력 차이가 발생하여 생성되는 힘이다.
항력	공기가 물체에 가하는 저항력으로, 비행 속도와 형태에 영향을 받는다.
추력	비행체를 앞으로 나아가게 하는 힘으로, 엔진이나 모터에 의해 생성된다.
무게	중력에 의해 발생하는 힘으로, 비행체의 무게 중심에 작용한다.
생물학
조류	대부분의 새는 날개를 가지고 있으며, 비행에 사용한다. 깃털로 덮여 있다.
곤충	곤충의 날개는 매우 다양하며, 막 형태이거나 비늘로 덮여 있다.
포유류	박쥐만이 유일하게 날개를 가진 포유류이다. 피막으로 덮여 있다.
기타 동물	일부 파충류와 어류도 날개를 가지고 있다 (예: 날다람쥐, 날치).
공학
항공기 날개	항공기 날개는 양력을 생성하여 비행을 가능하게 한다. 다양한 형태와 크기를 가진다.
프로펠러	프로펠러는 회전하면서 공기를 밀어내어 추력을 생성한다.
풍력 터빈	풍력 터빈의 날개는 바람의 힘을 이용하여 회전력을 발생시킨다.
수중 날개	수중 날개는 물속에서 양력을 발생시켜 선박의 안정성을 높인다.
문화
상징	날개는 자유, 비상, 영혼, 천사 등을 상징한다.
문학	날개는 문학 작품에서 다양한 의미로 사용된다.
예술	날개는 예술 작품에서 다양한 형태로 표현된다.

2. 어휘

"wing"(날개)라는 단어는 고대 노르웨이어의 ''vængr''^[1]에서 유래했으며, 수세기 동안 주로 조류의 가장 앞쪽 사지(건축물의 측랑도 포함)를 가리켰다. 그러나 근래 몇 세기 동안 그 의미는 곤충, 박쥐, 익룡, 부메랑, 일부 범선, 항공기의 양력을 발생시키는 부속물이나 경주용 자동차의 에어포일까지 확장되었다.^[2]

2. 1. 날개와 깃

"wing"(날개)라는 단어는 고대 노르웨이어의 ''vængr''^[1]에서 유래했으며, 수세기 동안 주로 조류의 가장 앞쪽 사지(건축물의 측랑도 포함)를 가리켰다. 그러나 근래 몇 세기 동안 그 의미는 곤충, 박쥐, 익룡, 부메랑, 일부 범선, 항공기의 양력을 발생시키는 부속물이나 경주용 자동차의 에어포일까지 확장되었다.^[2]

한국어에서는 “새의 날개”( wing^영어)를 나타내는 말로 “'''날개'''(翼)”와 “'''깃털'''(깃털)” 두 단어가 있으며, 둘 다 만엽집에서 예시를 찾아볼 수 있다.

“날개”가 주로 “새의 날개”를 의미하는 데 반해, “깃털”은 더 넓은 의미를 가지며, “곤충의 날개”를 가리키는 데에도 사용된다.^[14] 또한, “깃촉”, “빨간 깃털”, “깃펜”처럼 “'''깃털'''”이라고 쓰면 feather^영어의 의미가 된다. feather^영어 “깃털”이 그리스어 pteron^[15]“날개”와 같은 어원을 가지고 있으며, 옛날에는 복수형으로 “날개”를 의미했다는 것에서 알 수 있듯이, “날개”와 “깃털”은 서로 가까운 개념이라고 할 수 있다.

한자 “'''羽'''”는 깃털 두 장, 또는 두 날개를 나란히 배열한 상형자이고, “'''翼'''”는 거기에 음을 나타내는 부수를 더한 것이다.

2. 2. 유체역학에서의 날개

20세기에 비행기가 등장하면서 유체역학과 같은 새로운 학문 분야가 발전했고, '날개'라는 단어는 '''유체와의 상호작용을 통해 효율적으로 양력을 얻을 수 있는 형태를 한 물체'''라는 새로운 정의를 얻게 되었다.^[21]

이러한 정의에 따라, '날개'는 비행기의 날개 외에도 다양한 것을 가리킨다.

수중익선의 수중날개
레이싱 카 등에 장착되어 차체를 지면에 밀착시키는 다운 포스를 발생시키는 윙 (위아래가 뒤집힌 날개)
세로돛 (수평 방향의 양력을 얻는 날개)
프로펠러나 로터 등의 회전익과 산업용 압축기나 풍력 터빈^[16]의 블레이드

플랩(녹색)과 스포일러(빨간색)은 착륙 시 활주 중 항력을 최대화하고 양력을 최소화한다.

항공기 날개 설계 및 분석은 유체역학의 한 분야인 항공역학의 주요 응용 분야 중 하나이다. 움직이는 물체 주변의 기류 특성은 나비어-스톡스 방정식을 풀어 찾을 수 있지만, 단순한 기하학적 형태를 제외하고는 방정식을 푸는 것이 어렵다.^[4]

날개가 양력을 발생시키려면 날개를 지나는 공기 흐름에 대해 적절한 받음각으로 배향되어야 한다. 이때 날개는 기류를 아래쪽으로 휘게 하고, 공기는 날개에 크기는 같지만 방향이 반대인 힘을 가한다. 이 힘은 날개 상부와 하부 표면의 기압 차이로 인해 발생한다.^[5]^[6]^[7] 날개 상부에는 주변보다 낮은 기압이, 하부에는 주변보다 높은 기압이 생성된다. (익형 참조) 이러한 기압 차이는 베르누이 원리를 사용하여 공기 속도로부터 계산할 수 있다.

날개 상부의 낮은 기압은 날개에 상향력을 제공하며, 이 힘을 양력이라고 한다. 양력은 기압 차이, 날개 위아래의 공기 속도 차이, 휘어진 공기의 총 운동량 변화로부터 계산할 수 있다. 유체역학은 이러한 문제를 해결하는 다른 접근 방식을 제공하며, 올바르게 수행하면 모두 동일한 답을 생성한다. 어떤 수학적 접근 방식이 사용하기에 "가장 편리한"지에 대한 논쟁은 비행의 기본 원리에 대한 의견 차이로 오해될 수 있다.^[8]

2. 3. 기타 용법

일반적으로 중앙에 위치하는 중심적인 구조로부터 좌우에 뻗어 나온 듯한 구조를 가리켜 "날개"라고 부르거나 "윙"이라고도 부른다. 사상적 입장을 의미하는 '''좌익''', '''우익'''은 혁명기 프랑스의 의회에서 좌우로 나누어진 의원석을 그렇게 불렀던 것에서 유래한다.^[1]^[2] 건축물의 예로는 우지 뵤도인 봉황당의 '''익랑'''이나, 하네다 공항 (빅 버드)의 동명 '''윙''' 등을 들 수 있다.^[1]^[2]

"wing"(날개)라는 단어는 고대 노르웨이어의 ''vængr''^[1]에서 유래하였으며, 수 세기 동안 주로 조류의 가장 앞쪽 사지를 가리켰다. 그러나 최근 몇 세기 동안 그 의미는 곤충, 박쥐, 익룡, 부메랑, 일부 범선, 항공기의 양력을 발생시키는 부속물이나 경주용 자동차의 에어포일까지 확장되었다.^[2]

3. 생물의 날개

조류의 날개에서는 부위에 따라 각종의 기능을 담당한다, 여러 가지 형상의 깃털이 발달했다.

생물학 등의 분야에서 특히 엄밀한 날개의 정의가 있는 것은 아니지만, 일반적인 용법으로 말하면, 날개를 가진 생물은 다음 네 종류이다.

익룡류: 멸종. 비교적 옆으로 긴, 막상의 날개였다고 생각된다.
조류: 깃털을 휘감은 날개를 가진다. 날개깃, 조류용어#익우부 등을 참조.
박쥐류: 길게 뻗은 손가락의 뼈와 피막에 의해 구성된 날개를 가진다.
곤충류의 시를 날개로서 취급하기도 한다.

모두, '''비상'''(범상 및 공중 정지를 포함)을 목적으로 한, 홰치는 기능을 가진 것이다.

자연에서 날개는 공룡, 조류(참조: 조류의 날개), 포유류, 어류, 파충류, 그리고 식물에서 이동 수단으로 진화해왔다. 펭귄을 비롯한 여러 종의 날갯짓을 하는 조류 또는 날지 못하는 물새, 예를 들어 알바트로스, 가마우지, 얼가니, 슴새, 흰비오리와 검은비오리, 그리고 잠수하는 바다제비는 효율적인 수중 수영 선수이며, 날개를 이용하여 물속을 헤쳐 나간다.^[3]

생물학 등의 분야에서 특히 엄밀한 "날개"의 정의가 있는 것은 아니지만, 일반적인 용법으로는 날개를 가진 생물은 다음 네 종류이다.

중생대가 되면서 척추동물 중에서도 날갯짓 비행을 하는 날개를 가진 동물이 나타났다. 현재로서는 트라이아스기 중엽의 익룡이 그 선구자였던 것으로 생각된다. 비교적 길고 옆으로 넓은 막 형태의 날개였던 것으로 추정된다. 보강이 없는 단순한 막이었다는 견해와, 섬유상의 보강이 있었다는 견해가 있다. 후연(後緣) 뿌리의 부착 부위에 대해서도 여러 설이 있다.

깃털로 덮인 날개를 가지고, 날개를 사용하여 비행하기 위해 뼈 속을 비우거나 큰 흉근을 가지는 등 다양한 진화를 거쳤다. 예외적으로 펭귄, 에뮤, 타조 등 날지 못하는 종도 있다. 쥐라기 무렵에는 공룡의 일부 계통에서 조류가 탄생했다. 그러나 깃털이 화석으로 남기 어려운 점도 있어, 공룡-조류 계통의 진화에서 날갯짓 비행이 언제, 어떻게 시작되었고, '''날개의 진화'''가 어떤 과정을 거쳤는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.^[17]

다른 포유류와 마찬가지로 손가락뼈 구조를 가지고 있으며, 그 사이에 피막을 펼쳐 날개를 형성한다. 마지막으로 등장한 날갯짓 비행을 하는 생물은 포유류의 박쥐(コウモリ)이며, 신생대 제3기였을 것으로 생각된다.

곤충의 날개는 일반적으로 날개라고 불리지만, 그 기능은 다른 생물과 거의 같으며, 외골격이 변형되어 만들어진 키틴으로 이루어져 있다. 날갯짓을 통한 비행을 최초로 한 생물은 고생대의 곤충이며, 이 능력의 획득이 곤충의 현재 번영의 한 요인이었다고 생각된다. 곤충은 날갯짓을 통한 비행 능력을 얻은 유일한 무척추동물이다.

일반적인 용법에 국한되지 않고, 항공기의 '날개'라는 의미를 활용한다면, 글라이더처럼 활공하는 능력을 가진 다양한 생물이 고려 대상이 된다. 날갯짓으로 상승하거나 장거리를 비행하는 능력은 없지만, 고도 차이 4~5배에 달하는 거리를 활공하는 종도 있다. 다양한 접근 방식이 알려져 있다.

무사사비(Mustela sibirica), 모몬가(Pteromys volans), 주머니모몬가(Petaurus breviceps), 날여우(Galeopterus variegatus)

사지 사이 등에 발달한 피막의 '날개'를 가지고 있다.

드라코 도마뱀(Draco volans)

갈비뼈가 옆으로 뻗어, 몸통에서 크게 돌출된 형태가 되고, 그곳에 피막이 발달한다. 평상시에는 접혀 있다. 현생 척추동물 중 사지에서 독립된 '날개'를 가진 유일한 생물이다.

날도마뱀

드라코 도마뱀만큼 발달하지는 않았지만 갈비뼈가 넓어져 날개의 역할을 한다.

론기스쿠아마(Longisquama insignis)

화석종. 발달된 몸통의 여러 비늘이 날개의 역할을 했다.

날뱀(Chrysopelea)

갈비뼈를 펼쳐 몸을 납작하게 하고, 온몸을 S자 형태로 만들어 거의 온몸을 날개로 사용한다.^[18]^[19] 물론, 사지는 없고 멸종하지도 않았으므로, 사지를 날개 앞뒤에 달고 활공하는 드라코 도마뱀이 사지에서 독립된 날개를 가진 유일한 현생 척추동물이 아니다.

날개달린개구리(Rhacophorus)

사지의 발가락이 길고, 그곳에 발달한 '물갈퀴'를 이용하여 활공한다. (수상 생활을 하며, 유영은 하지 않는다.)

날치(Exocoetus)

가슴지느러미, 배지느러미, 꼬리지느러미가 발달하여 날개의 역할을 한다.

날오징어(Ommastrephes bartramii)

'전방익(카나드)'을 갖추고 있으며, 다리와 점액으로 타원형 평면의 '날개'를 형성한다.

식물

일부 식물의 과일에는, 동적 양력을 이용하여 이동 거리를 늘리는 것이 있으며, 익과라고 불린다. 대부분은 일종의 회전익이며, 단풍나무의 씨앗이 유명하다. 특징적인 것은 보르네오 섬의 숲에 자라는 하네후쿠베(''Zanonia Macrocarpa''; 박과)로, 이것은 좌우 대칭의, 무미익 글라이더이다.

더 의미를 넓힌다면, 많은 수생 생물에게서 볼 수 있는 '지느러미'도 또한 유체 역학적인 의미에서 '날개'라고 할 수 있다. 그러나 이러한 생물들이 활공이나 유영을 위해 발달시킨 기관은 본질적으로 '피막'과 '지느러미'이며, 이것들을 '날개'라고 부르는 것은 일반적이지 않다.

3. 1. 날개의 진화

날개의 홰침에 의한 비상을 최초로 한 생물은 고생대의 곤충이며, 이 능력의 획득이 곤충의 오늘날 번영의 하나의 요인이라 생각된다. 곤충은, 홰침에 의한 비상 능력을 획득한 유일한 무척추동물이다.^[22]

중생대가 되면 척추동물에도 홰침 비상을 실시하는 날개의 소유자가 나타났다. 현재로서는, 트라이아스기 중엽의 익룡이 그 전조였다고 생각된다. 익룡은 비교적 길고 옆으로 넓은 막 형태의 날개였던 것으로 추정된다. 보강이 없는 단순한 막이었다는 견해와, 섬유상의 보강이 있었다는 견해가 있다. 후연(後緣) 뿌리의 부착 부위에 대해서도 여러 설이 있다.^[17]

쥬라기 무렵이 되면, 공룡의 계통의 일부로부터, 새가 태어났다. 그렇다고는 해도, 깃털이 화석에 남기 어려운 일도 있어, 공룡-새계통의 진화 중에서 홰침 비상이 언제, 어떻게 시작되어, '''날개의 진화'''가 어떠한 과정을 밟아 왔는지에 대해서는, 정확히 알 수 없다.^[22]^[17] 조류는 깃털로 덮인 날개를 가지고, 날개를 사용하여 비행하기 위해 뼈 속을 비우거나 큰 흉근을 가지는 등 다양한 진화를 거쳤다. 예외적으로 펭귄, 에뮤, 타조 등 날지 못하는 종도 있다.

마지막으로 등장한 홰침 비상을 실시하는 생물은 포유류의 박쥐이며, 신생대의 제3기였다고 생각된다. 박쥐는 다른 포유류와 마찬가지로 손가락뼈 구조를 가지고 있으며, 그 사이에 피막을 펼쳐 날개를 형성한다.

자연에서 날개는 공룡, 조류(참조: 조류의 날개), 포유류, 어류, 파충류, 그리고 식물에서 이동 수단으로 진화해왔다. 펭귄을 비롯한 여러 종의 날갯짓을 하는 조류 또는 날지 못하는 물새, 예를 들어 알바트로스, 가마우지, 얼가니, 슴새, 흰비오리와 검은비오리, 그리고 잠수하는 바다제비는 효율적인 수중 수영 선수이며, 날개를 이용하여 물속을 헤쳐 나간다.^[3]

3. 2. 날갯짓하지 않는 날개

이상과 같이 일반적인 용법을 고집하지 않고, 항공기적인 날개의 의미를 유용한다면, 글라이더와 같이 활공하는 능력을 가진 여러 가지 생물이 시야에 들어온다. 홰쳐 상승하거나 장거리를 항속하는 능력은 그들에게는 없지만, 안에는 고도 차이의 4~5배의 거리를 활공하는 것도 있다. 여러 가지 접근의 것이 알려져 있다.

날다람쥐, 하늘 다람쥐, 후크로모몬가, 날원숭이: 사지의 사이 등에 발달한 피막의 "날개"를 가진다.
트비트카게: 늑골이 옆으로 늘어나 체간으로부터 크게 쑥 내민 형태가 되어, 거기에 피막이 발달한다. 평상시는 작게 접어져 있다. 지금 생존한 척추동물 속에서 사지로부터 독립한 "날개"를 가진 유일한 생물이다.
트비야모리: 트비트카게만큼 발달하지는 않았지만 늑골이 퍼져 날개의 역할을 완수한다.
롱기스쿠아마: 화석종. 발달한 동체의 복수의 비늘이 날개의 역할을 완수했다.
트비헤비: 늑골을 펼쳐 몸을 평평하게 해, 전신을 S자형으로 하는 것으로, 거의 전신을 날개로서 사용한다.
트비가엘류: 사지의 손가락이 길고, 거기에 발달한 "물갈퀴"를 사용해 활공한다. (나무위생이며, 유영은 하지 않는다)
날치류: 가슴비레, 배지느러미, 꼬리지느러미가 발달해, 날개의 역을 완수한다.
트비이카: "앞뒷날개(카너드)"를 갖춘 것과 동시에, 다리와 점액으로 타원 평면형의 "날개"를 형성.
식물: 일부의 식물의 과실에는, 동적 양력을 이용해 이동 거리를 버는 것이 있어, 시과로 불린다. 대부분은 일종의 회전날개이며, 단풍나무속의 종자가 유명하다. 특징적인 것은 보르네오섬의 삼림에 나는 하네후크베 (''Zanonia Macrocarpa''; 박과)로, 이것은 좌우 대칭인, 무뒷날개의 글라이더다.

한층 더 개념을 전개해 간다면, 수생생물에서 많이 볼 수 있는 지느러미도 또한 유체역학적인 의미로 날개라고 말할 수 있다. 그래도 이런 생물이 활공이나 유영을 위해서 발달시킨 기관은 일차적으로는 피막이며 지느러미이고, 이것들을 날개라고 부르는 것은 일반적이지 않다.

자연에서 날개는 공룡, 조류(참조: 조류의 날개), 포유류, 어류, 파충류, 그리고 식물에서 이동 수단으로 진화해왔다. 펭귄을 비롯한 여러 종의 날갯짓을 하는 조류 또는 날지 못하는 물새, 예를 들어 알바트로스, 가마우지, 얼가니, 슴새, 흰비오리와 검은비오리, 그리고 잠수하는 바다제비는 효율적인 수중 수영 선수이며, 날개를 이용하여 물속을 헤쳐 나간다.^[3]

깃털로 덮인 날개를 가지고, 날개를 사용하여 비행하기 위해 뼈 속을 비우거나 큰 흉근을 가지는 등 다양한 진화를 거쳤다. 예외적으로 펭귄, 에뮤, 타조 등 날지 못하는 종도 있다. 쥐라기 무렵에는 공룡의 일부 계통에서 조류가 탄생했다. 그러나 깃털이 화석으로 남기 어려운 점도 있어, 공룡-조류 계통의 진화에서 날갯짓 비행이 언제, 어떻게 시작되었고, '''날개의 진화'''가 어떤 과정을 거쳤는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.^[17]

4. 항공기의 날개

항공기, 특히 부력이 아닌 동적 양력을 이용해 비행하는 중항공기에서, 날개는 엔진 이상으로 중요한 필수 장비품이다. (예를 들어, 글라이더에는 엔진이 없지만, 날개는 있다). B-2는 수평꼬리날개와 수직꼬리날개가 없는 무익기(전익기이기도 하다)의 모습을 하고 있다. 제트엔진도 날개에 내장되어 있다.

전연(前縁): 날개 앞쪽 가장자리로, 영어 Leading Edge에서 LE로 표기되기도 한다.
후연(後縁): 날개 뒤쪽 가장자리로, 영어 Trailing Edge에서 TE로 표기되기도 한다.
날개 형상(翼型): 날개 현을 따라 세로로 자른 단면으로, 에어포일(airfoil/aerofoil), 날개 단면이라고도 한다. 유동의 성질(속도·점성 등)에 따라 다양한 형태가 있으며, 날개의 성능을 크게 좌우하는 중요한 요소이다.
날개 끝(翼端): 날개 끝부분으로 윙팁(Wing tip)이라고도 불린다. 날개 끝에는 윙렛 등 다양한 형상이 있다.
날개뿌리(翼付根): 날개뿌리, 날개근이라고도 불리며, 항공기 동체에 가장 가까운 날개 부분이다. 날개뿌리는 항공기를 매개로 최대 굽힘력을 받는다.
날개폭(翼幅): 날개의 가로폭 길이로, 스팬(span), 윙스팬이라고도 한다. 회전익의 경우, 블레이드 한 개의 길이이며, 수식에서는 b로 표기되는 경우가 많다.
날개 평면형(翼平面形): 날개를 바로 위에서 본 형태로, 단순히 평면형이라고도 한다. 테이퍼(앞이 가늘어짐)이거나, 타원형이거나, 후퇴각이 붙어 있거나 한다. 이 형상이 날개의 특성을 크게 좌우한다.
종횡비: 날개의 경우, (날개폭)²÷날개 면적이라는 무차원수로 나타낸다. 종횡비가 클수록, 날개에 발생하는 유도 항력이 작아진다.
받음각(迎角): 받음각(迎え角), AoA(에이오에이, Angle of Attack)라고도 하며, 날개 현선(코드 라인)과 흐름이 이루는 각도이다. 수식에서는 α(알파)로 표기되는 경우가 많다. 양력의 크기는 대략 받음각에 비례하여 증가한다.

thumb의 주익에는 하반각이 붙어 있다.]]

상반각(上反角): 수평면에서 비스듬히 위쪽으로 튀어나오도록 장착된 날개의 경우, 수평면과 날개가 이루는 각도이다.

thumb의 주익은 얇았다.]]

하반각(下反角, げはんかく): 수평면에서 비스듬히 아래쪽으로 튀어나오도록 장착된 날개의 경우, 수평면과 날개가 이루는 각도이다.
레이놀즈 수: 물체 주변 흐름의 끈적임을 나타내는 무차원 수로, 유체의 점성, 날개의 크기, 흐름의 속도에 따라 결정되며, 날개 성능에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 매개변수이다.
양항비: 양력 ÷ 항력 (L/D) 또는 양력계수 ÷ 항력계수 (C_L/C_D)로 나타내는 무차원 수이다. 날개 성능을 특징짓는 중요한 값으로, 양항비가 큰 날개일수록 성능이 좋다고 할 수 있다.
실속: 날개(특히 상면)에서 흐름이 박리되는 현상으로, 스톨(stall)이라고도 한다.

4. 1. 개요

4. 2. 날개에 관계된 용어

'''전연'''(前縁): 날개 앞쪽 가장자리. Leading Edge^영어에서 LE로 표기되기도 한다.
'''후연'''(後縁): 날개 뒤쪽 가장자리. Trailing Edge^영어에서 TE로 표기되기도 한다.
'''날개 현선'''(翼弦線): 코드 라인(chord line^영어)이라고도 한다. 전연과 후연을 잇는 직선을 말한다. 이 부분의 길이를 날개 현 길이 또는 코드 길이라고 하며, 수식에서는 c나 l 등으로 표기한다.
'''날개 형상(翼型)''': 날개 현을 따라 세로로 자른 단면. 에어포일(airfoil/aerofoil^영어), 날개 단면이라고도 한다. 유동의 성질(속도·점성 등)에 따라 다양한 형태가 있으며, 날개의 성능을 크게 좌우하는 중요한 요소이다.
'''중심선''': 날개의 윗면과 아랫면에서 같은 거리에 있는 점을 전연에서 후연까지 연결한 선.
'''캠버''': 중심선의 휨 정도를 나타내는 것으로, 중심선과 날개 현선의 차이를 나타낸다. 최대 캠버를 날개 현 길이로 나누어 백분율(%)로 표시한다. 캠버가 있는 경우, 받음각이 0도인 상태에서도 양력을 발생시킨다. 캠버가 0인 날개 형상을 대칭익이라고 한다.
'''날개 두께''': 날개의 최대 두께를 날개 두께라고 하며, 최대 날개 두께를 날개 현 길이로 나누어 백분율(%)로 나타낸 것을 최대 날개 두께비라고 한다. 고속기에서 사용되는 층류익에서는 항력을 줄이기 위해 40%까지 낮추고 있다.
'''전연 반경'''(前縁半徑): 날개 전연의 둥근 정도의 반지름.
'''날개 끝(翼端)''': 날개 끝부분으로 윙팁(Wing tip^영어)이라고도 불린다. 날개 끝에는 윙렛 등 다양한 형상이 있다.
'''날개뿌리(翼付根)''': 날개뿌리, 날개근이라고도 불리며, 항공기 동체에 가장 가까운 날개 부분이다.
'''날개폭(翼幅)''': 날개의 가로폭 길이. 스팬(span^영어), 윙스팬이라고도 한다. 회전익의 경우, 블레이드 한 개의 길이. 수식에서는 b로 표기되는 경우가 많다.
'''날개 평면형(翼平面形)''': 날개를 바로 위에서 본 형태. 단순히 평면형이라고도 한다.
'''날개 면적''': 날개 평면형의 면적. 투영 면적이라고도 한다. 동체와 겹치는 부분도 포함하여 고려한다. 수식에서는 S로 표기되는 경우가 많다.
'''종횡비''': 세장비 또는 종횡비라고도 한다. 날개의 경우, (날개폭)²÷날개 면적이라는 무차원수로 나타낸다. 무사사비는 1~2, 보잉 747-400은 약 8, 갈매기는 15 정도이다.
'''테이퍼 비''': 날개 중앙부의 날개 현 길이와 날개 끝부분의 날개 현 길이의 비율. 일반적으로 λ(람다)로 표기된다.
'''받음각(迎角)''': 받음각(迎え角), AoA(Angle of Attack^영어)라고도 한다. 날개 현선(코드 라인)과 흐름이 이루는 각도. 수식에서는 α(알파)로 표기되는 경우가 많다. 양력의 크기는 대략 받음각에 비례하여 증가한다.

thumb의 주익에는 하반각이 붙어 있다.]]

'''상반각'''(上反角): 수평면에서 비스듬히 위쪽으로 튀어나오도록 장착된 날개의 경우, 수평면과 날개가 이루는 각도.

thumb의 주익은 얇았다.]]

'''하반각'''(下反角, げはんかく^ja-Latn): 수평면에서 비스듬히 아래쪽으로 튀어나오도록 장착된 날개의 경우, 수평면과 날개가 이루는 각도.

4. 2. 1. 형상 관계

주 날개의 익형의 모델과 각부의 명칭. A익현장, B중심선, C최대익후, D최대 캐파, E익현선, F전연, G 후연.

'''전연'''(前縁): 날개의 앞쪽 가장자리. 영어의 Leading Edge로부터 LE로도 표기된다.
'''후연'''(後縁): 날개의 뒷쪽 가장자리. 영어의 Trailing Edge로부터 TE로도 표기된다.
'''익현선''': 코드 라인(chord line)이라고도 한다. 전연과 후연을 묶은 직선이다. 이 부분의 길이는 익현장 혹은 코드장이라고 하며, 수식에서는 c나 l 등으로 표기된다.
'''익형''': 날개를 익현에 따라서 세로로 자른 단면. 에어 포일(airfoil/aerofoil), 날개 단면이라고도 한다. 흐름의 성질(속도·점성 등)에 따라 여러 가지 모습이 존재해, 날개의 성능을 크게 특징짓는 중요한 요소.
'''중심선''': 날개의 표면과 아래쪽 면으로부터 동일한 거리에 있는 점을 전연으로부터 후연까지 연결한 선.
'''캠버''': 중심선의 휘어진 상태의 크기를 나타내는 것으로, 중심선과 익현선의 차이를 나타낸다. 일반적으로 최대 캠버를 익현장으로 나누어 백분율(%)로 표시한다. 최대 캠버의 위치는, 전연으로부터 익현장의 15-40% 전후가 많으며, 캠버가 있는 경우, 영각이 0도 상태에서도 양력을 발생한다. 캠버가 0인 익형을 대칭날개라고 한다.
'''익후''': 날개의 최대의 두께를 익후라고 하며, 최대익후를 익현장으로 나누어 백분율(%)로 표시한다. 최대익후의 위치는, 일반날개에 전연으로부터 익현장의 20% 전후가 많고, 고속기에 사용되고 있는 층류날개에서 40%까지 내려 항력을 줄이고 있다.
'''익폭''': 날개의 가로폭의 길이. 스팬(span), 윙 스팬이라고도 한다. 회전날개의 경우, 브레이드 한 장의 길이. 수식에서는 b로 표기된다.
'''익평면형''': 날개를 바로 위에서 보았을 때의 형태. 단지 평면형이라고도 한다. 테이퍼(테이퍼)이거나, 타원형이거나, 후퇴각이 붙어 있거나 한다.
'''날개 면적''': 날개 평면형의 면적. 투영 면적이라고도 한다. 동체와 겹치는 부분도 포함하고 생각한다. 수식에서는 S로 나타내지는 것이 많다.
'''가로세로비''': 세장비 혹은 어스펙트 레시오라고도 한다. 날개의 경우, (익폭)²÷날개 면적이라는 무차원수로 나타낸다. 예를 들면, 날다람쥐는 1~2, 보잉 747-400은 약 8, 폭 신천옹은 15 정도.
'''가는 초비''': 날개 중앙부의 익현장과 날개 단부의 익현장의 비율. 일반적으로 λ(Lambda)로 나타내진다.
'''영각''': AoA(Angle of Attack)라고도 한다. 익현선(코드 라인)과 흐름이 이루는 각도. 수식에서는 α(알파)로 표기되는 것이 많다. 양력의 크기는 대체로 영각에 비례해 증대한다.

'''상반각''': 수평면으로부터 기울기상에 쑥 내밀듯이 설치된 날개의 경우에, 수평면과 날개가 이루는 모퉁이. 비행의 안정성에 관련되는 요소로 상반각을 붙이면 뱅크를 되돌릴 방향으로 힘이 가한다.

'''하반각''': 수평면으로부터 기울기하에 쑥 내밀듯이 장착된 날개의 경우에, 수평면과 날개가 이루는 모퉁이. 하반각을 붙이면 안정성이 낮아지기 때문에, 옛날에는 금기로 여겨졌지만, 주 날개에 큰 후퇴각이 있는 고속 제트기에서는 후퇴각에 의한 복원력이 너무 커서 하반각을 붙여 조정하는 경우가 있다.

'''전연'''(前縁): 날개 앞쪽 가장자리. Leading Edge^영어에서 LE로 표기되기도 한다.
'''후연'''(後縁): 날개 뒤쪽 가장자리. Trailing Edge^영어에서 TE로 표기되기도 한다.
'''날개 현선'''(翼弦線): 코드 라인(chord line^영어)이라고도 한다. 전연과 후연을 잇는 직선을 말한다. 이 부분의 길이를 날개 현 길이 또는 코드 길이라고 하며, 수식에서는 c나 l 등으로 표기한다.
'''날개 형상(翼型)''': 날개 현을 따라 세로로 자른 단면. 에어포일(airfoil/aerofoil^영어), 날개 단면이라고도 한다. 유동의 성질(속도·점성 등)에 따라 다양한 형태가 있으며, 날개의 성능을 크게 좌우하는 중요한 요소이다.
'''중심선''': 날개의 윗면과 아랫면에서 같은 거리에 있는 점을 전연에서 후연까지 연결한 선.
'''캠버''': 중심선의 휨 정도를 나타내는 것으로, 중심선과 날개 현선의 차이를 나타낸다. 최대 캠버를 날개 현 길이로 나누어 백분율(%)로 표시한다. 캠버가 있는 경우, 받음각이 0도인 상태에서도 양력을 발생시킨다. 캠버가 0인 날개 형상을 대칭익이라고 한다.
'''날개 두께''': 날개의 최대 두께를 날개 두께라고 하며, 최대 날개 두께를 날개 현 길이로 나누어 백분율(%)로 나타낸 것을 최대 날개 두께비라고 한다. 고속기에서 사용되는 층류익에서는 항력을 줄이기 위해 40%까지 낮추고 있다.
'''전연 반경'''(前縁半徑): 날개 전연의 둥근 정도의 반지름.
'''날개 끝(翼端)''': 날개 끝부분으로 윙팁(Wing tip^영어)이라고도 불린다. 날개 끝에는 윙렛 등 다양한 형상이 있다.
'''날개뿌리(翼付根)''': 날개뿌리, 날개근이라고도 불리며, 항공기 동체에 가장 가까운 날개 부분이다.
'''날개폭(翼幅)''': 날개의 가로폭 길이. 스팬(span^영어), 윙스팬이라고도 한다. 회전익의 경우, 블레이드 한 개의 길이. 수식에서는 b로 표기되는 경우가 많다.
'''날개 평면형(翼平面形)''': 날개를 바로 위에서 본 형태. 단순히 평면형이라고도 한다.
'''날개 면적''': 날개 평면형의 면적. 투영 면적이라고도 한다. 동체와 겹치는 부분도 포함하여 고려한다. 수식에서는 S로 표기되는 경우가 많다.
'''종횡비''': 세장비 또는 종횡비라고도 한다. 날개의 경우, (날개폭)²÷날개 면적이라는 무차원수로 나타낸다. 무사사비는 1~2, 보잉 747-400은 약 8, 갈매기는 15 정도이다.
'''테이퍼 비''': 날개 중앙부의 날개 현 길이와 날개 끝부분의 날개 현 길이의 비율. 일반적으로 λ(람다)로 표기된다.
'''받음각(迎角)''': 받음각(迎え角), AoA(Angle of Attack^영어)라고도 한다. 날개 현선(코드 라인)과 흐름이 이루는 각도. 수식에서는 α(알파)로 표기되는 경우가 많다. 양력의 크기는 대략 받음각에 비례하여 증가한다.

thumb의 주익에는 하반각이 붙어 있다.]]

'''상반각'''(上反角): 수평면에서 비스듬히 위쪽으로 튀어나오도록 장착된 날개의 경우, 수평면과 날개가 이루는 각도.

thumb의 주익은 얇았다.]]

'''하반각'''(下反角, げはんかく^ja-Latn): 수평면에서 비스듬히 아래쪽으로 튀어나오도록 장착된 날개의 경우, 수평면과 날개가 이루는 각도.

4. 2. 2. 성능 관계

레이놀즈 수는 물체에서의 주위의 흐름의 끈기를 나타내는 무차원수이다. 유체의 점성·날개의 크기·흐름의 속도에 의해서 정해져, 날개의 성능에 크게 영향을 주는 매우 중요한 파라미터이며, 보통은 자리수 단위로 표현한다. 수식에서는 R나 Re로 표기되는 것이 많다.

양력은 날개에 생기는 공기력 가운데, 흐름과 수직인 성분이며, 수식에서는 L로 표기되는 것이 많다.

항력은 날개에 생기는 공기력 가운데, 흐름과 평행한 성분이며, 수식에서는 D로 표기되는 것이 많다.

양항비는 양력÷항력(L/D) 혹은 양력 계수÷항력 계수(C_L/C_D)로 나타내지는 무차원수이다. 날개의 성능을 특징짓는 중요한 값으로, 간단하게 말하면, 양항비가 큰 날개는, 성능이 좋다고 말할 수 있다. 다만, 양력이나 항력은 속도나 영각등에 의해서 변화하기 때문에, 1개의 날개도 상태에 의해서 변화한다. 날개뿐만이 아니고, 항공기나 새 등 비상체 전체에서도 말하는 일이 있다.

익면하중은 기체 중량을 날개 면적으로 나눈 값으로, 날개(의 단위면적 근처)가 결려야 할 중량을 나타낸다.

실속은 날개(특히 표면)로부터 흐름이 박리하는 현상이며, 스톨(stall)이라고도 한다. 실속 상태에 빠지면 항력이 증대해, 양항비가 작아져, 또 기류의 혼란에 의해서 안정성이 악화된다.

BMI(BMI 항공) 소속 에어버스 A319-100 항공기의 날개. 전익전단(leading edge slats)과 후익전단(flap)이 펼쳐져 있다.

항공기 날개는 다음과 같은 특징을 가질 수 있다.

둥근 형태의 전연(leading edge) 단면
날카로운 후연(trailing edge) 단면
전연 장치: 전익전단(leading edge slats), 전연 슬롯(leading edge slot), 또는 전연 확장 장치(leading edge extension)
후연 장치: 플랩(flap) 또는 플래퍼론(flaperon, 플랩과 에일러론의 결합)
윙렛(winglets): 날개 끝 와류(wingtip vortices)로 인한 항력 증가와 양력 감소를 방지
이면각(dihedral): 수평선에 대한 양의 날개 각도는 롤 축 주변의 나선 안정성(spiral stability)을 증가시키는 반면, 역이면각(anhedral) 즉, 수평선에 대한 음의 날개 각도는 나선 안정성을 감소시킨다.

항공기 날개에는 플랩이나 슬랫과 같은 다양한 장치가 있어 조종사는 비행 중 날개의 형태와 표면적을 변경하여 비행 특성을 바꿀 수 있다.

에일러론(aileron)(보통 날개 끝 부근에 위치): 항공기를 롤(roll) 하도록 함
스포일러(spoiler): 상부 표면에 위치하여 하강 시 항력을 증가시키고, 제동 시 바퀴에 더 많은 하중을 주기 위해 양력을 감소시킴
와류 발생기(vortex generator): 천음속 흐름에서 흐름 분리를 방지
윙 펜스(wing fence): 경계층 분리가 롤 방향으로 확산되는 것을 막아 흐름이 날개에 부착되도록 함
접이식 날개(folding wing): 항공모함의 격납고(hangar deck)와 같은 좁은 공간에 더 많은 항공기를 수납할 수 있도록 함
가변 후퇴각 날개(variable-sweep wing) 또는 "스윙 윙(swing wings)": 저속 비행(이륙, 착륙, 호버링) 중에는 날개를 펼치고, 고속 비행(초음속 비행 포함) 중에는 후퇴각 날개(swept back wing)를 사용할 수 있도록 함 (예: F-111 아드바크(F-111 Aardvark), F-14 톰캣(F-14 Tomcat), 판아비아 토네이도(Panavia Tornado), MiG-23, MiG-27, Tu-160, B-1B 랜서(B-1B Lancer))

4. 3. 날개 이론

wikitext

비행기 등의 고정익기는, 날개를 갖춘 기체 전체가 전진해, 날개에 바람을 받는 것으로 양력을 얻는다. 활공중의 새 등도 같다. 자세한 양력 발생의 원리, 양력과 항력의 관계등에 대해서는 양력이나 항력을 참조.^[4]

자가용 소형기와 같은 저아음속기의 날개는 일반적으로 이하와 같은 단면 형상(익형)을 하고 있다:

# 전연은 둥글고, 전연으로부터 1/3 정도의 곳에서 최대의 두께가 되어, 후연이 예리한 얇은 우적형상

# 단면의 상하 중간을 묶는 선이 원호상

이것을 닮은 익형을 가진 것이 날개로 불리거나 이러한 형상을 가리켜 편 날개모양 등이라 하는 것이 많다. 그렇지만, 현실에는 사용되는 흐름의 성질(속도·점성 등)에 의해서 단면 형상은 여러 가지가 있다.

항공기 날개의 설계 및 분석은 유체역학의 한 분야인 항공역학의 주요 응용 분야 중 하나이다. 움직이는 물체 주변의 기류 특성은 유체역학의 나비어-스톡스 방정식을 풀어서 찾을 수 있다. 단순한 기하학적 형태를 제외하고는 이 방정식을 푸는 것이 어렵다.

날개가 "양력"을 발생시키려면 날개를 지나는 공기 흐름에 대해 적절한 받음각으로 배향되어야 한다. 이러한 경우 날개는 기류를 아래쪽으로 휘게 하여 날개를 지나면서 공기를 "돌린다". 날개가 공기의 방향을 바꾸기 위해 힘을 가하기 때문에 공기는 크기는 같지만 방향이 반대인 힘을 날개에 가해야 한다. 이 힘은 날개의 상부와 하부 표면에 존재하는 서로 다른 기압으로 인해 발생한다.^[5]^[6]^[7]

날개 상부에는 주변보다 낮은 기압이, 날개 하부에는 주변보다 높은 기압이 생성된다. (참조: 익형) 이러한 기압 차이는 압력 측정 장치를 사용하여 측정하거나, 물리적 원리(예: 베르누이 원리 - 공기 속도의 변화와 기압의 변화를 연관시키는 원리)를 사용하여 공기 속도로부터 계산할 수 있다.

날개 상부의 낮은 기압은 날개 상부에 날개 하부의 높은 기압으로 인해 발생하는 상향력보다 작은 하향력을 생성한다. 이것은 날개에 상향력을 제공한다. 이 힘을 날개가 발생시키는 양력이라고 한다.

날개를 지나는 공기의 속도 차이, 기압 차이, 기류 방향의 변화, 날개의 양력은 양력이 생성되는 방식을 설명하는 서로 다른 방법이므로 다른 세 가지 중 하나로부터 양력을 계산할 수 있다. 예를 들어 양력은 기압 차이 또는 날개 위아래의 공기 속도 차이 또는 휘어진 공기의 총 운동량 변화로부터 계산할 수 있다. 유체역학은 이러한 문제를 해결하는 다른 접근 방식을 제공하며, 올바르게 수행하면 모두 동일한 답을 생성한다.

균일한 익형(어디를 잘라도 같은 단면 형상)을 가지고, 날개폭이 무한대인 날개를 생각하고, 이 날개에 대한 흐름을 논의하는 경우가 있다. 이러한 날개를 2차원 날개라고 부른다. 익형의 형상에만 주목하여 그 특성만을 논의하고 싶을 때 가정한다. 반드시 허구의 날개라는 것은 아니고, 예를 들어 풍동에서 익형을 시험한다는 경우, 균일한 익형을 가진 날개의 모형을 풍동 내의 전체 폭에 걸쳐(벽에서 벽까지) 설치하고, 중앙 부근에서는 날개폭의 영향을 무시할 수 있고, 2차원 날개로 간주하여 취급하기도 한다.

실제로 사용되는 날개는 길이가 유한하다. 익형이나 상하 방향의 변화(상반각) 등이 문제가 된다. 게다가 날개폭 방향으로 익형이 변하는 것도 드물지 않다. 이처럼 익형(익단면)이라는 2차원(평면) 이외의 요소도 고려할 때의 날개를 3차원 날개라고 부른다.

어느 축을 중심으로 회전하고 상대속도를 얻는 날개를 회전날개라고 한다. 양력을 발생하는 원리 그 자체는 고정익과 다르지 않지만, 날개 자체가 회전하는 것으로 주위의 유체와의 상대속도를 얻을 수 있다(즉, 양력을 얻을 수 있다)는 점이 다르다.

일반적으로 회전날개로 불리는 것은, 회전축이 얇은 편 날개모양 물체의 일단에 있는 것으로, 헬리콥터의 로터·비행기나 선박의 프로펠러·단풍의 종자 등이 같은 것을 가리킨다. 이 경우, 회전축측과 첨단측에서 흐름의 속도에 차이가 성과 양력의 차이가 되기 위해, 양력차이의 경감을 목적으로, 비틀림을 붙이는·위치에 의해서 익형을 바꾼다는 대책이 채택해지는 것이 많다. 자세한 것은 프로펠러·로터·터빈을 참조.

한편, 이러한 원반면내 운동이 아니고 수차와 같은 회전을 하는 날개도 존재한다. 이러한 것은, 별로 회전날개라고 하지 않는다.

4. 3. 1. 기본

비행기 등의 고정익기는, 날개를 갖춘 기체 전체가 전진해, 날개에 바람을 받는 것으로 양력을 얻는다. 활공중의 새 등도 같다. 자세한 양력 발생의 원리, 양력과 항력의 관계등에 대해서는 양력이나 항력을 참조.^[4]

자가용 소형기와 같은 저아음속기의 날개는 일반적으로 이하와 같은 단면 형상(익형)을 하고 있다:

# 전연은 둥글고, 전연으로부터 1/3 정도의 곳에서 최대의 두께가 되어, 후연이 예리한 얇은 우적형상

# 단면의 상하 중간을 묶는 선이 원호상

이것을 닮은 익형을 가진 것이 날개로 불리거나 이러한 형상을 가리켜 편 날개모양 등이라 하는 것이 많다. 그렇지만, 현실에는 사용되는 흐름의 성질(속도·점성 등)에 의해서 단면 형상은 여러 가지가 있다.

항공기 날개의 설계 및 분석은 유체역학의 한 분야인 항공역학의 주요 응용 분야 중 하나이다. 움직이는 물체 주변의 기류 특성은 유체역학의 나비어-스톡스 방정식을 풀어서 찾을 수 있다. 단순한 기하학적 형태를 제외하고는 이 방정식을 푸는 것이 어렵다.

날개가 "양력"을 발생시키려면 날개를 지나는 공기 흐름에 대해 적절한 받음각으로 배향되어야 한다. 이러한 경우 날개는 기류를 아래쪽으로 휘게 하여 날개를 지나면서 공기를 "돌린다". 날개가 공기의 방향을 바꾸기 위해 힘을 가하기 때문에 공기는 크기는 같지만 방향이 반대인 힘을 날개에 가해야 한다. 이 힘은 날개의 상부와 하부 표면에 존재하는 서로 다른 기압으로 인해 발생한다.^[5]^[6]^[7]

날개 상부에는 주변보다 낮은 기압이, 날개 하부에는 주변보다 높은 기압이 생성된다. (참조: 익형) 이러한 기압 차이는 압력 측정 장치를 사용하여 측정하거나, 물리적 원리(예: 베르누이 원리 - 공기 속도의 변화와 기압의 변화를 연관시키는 원리)를 사용하여 공기 속도로부터 계산할 수 있다.

날개 상부의 낮은 기압은 날개 상부에 날개 하부의 높은 기압으로 인해 발생하는 상향력보다 작은 하향력을 생성한다. 이것은 날개에 상향력을 제공한다. 이 힘을 날개가 발생시키는 양력이라고 한다.

날개를 지나는 공기의 속도 차이, 기압 차이, 기류 방향의 변화, 날개의 양력은 양력이 생성되는 방식을 설명하는 서로 다른 방법이므로 다른 세 가지 중 하나로부터 양력을 계산할 수 있다. 예를 들어 양력은 기압 차이 또는 날개 위아래의 공기 속도 차이 또는 휘어진 공기의 총 운동량 변화로부터 계산할 수 있다. 유체역학은 이러한 문제를 해결하는 다른 접근 방식을 제공하며, 올바르게 수행하면 모두 동일한 답을 생성한다.

4. 3. 2. 2차원 날개와 3차원 날개

균일한 익형(어디를 잘라도 같은 단면 형상)을 가지고, 날개폭이 무한대인 날개를 생각하고, 이 날개에 대한 흐름을 논의하는 경우가 있다. 이러한 날개를 2차원 날개라고 부른다. 익형의 형상에만 주목하여 그 특성만을 논의하고 싶을 때 가정한다. 반드시 허구의 날개라는 것은 아니고, 예를 들어 풍동에서 익형을 시험한다는 경우, 균일한 익형을 가진 날개의 모형을 풍동 내의 전체 폭에 걸쳐(벽에서 벽까지) 설치하고, 중앙 부근에서는 날개폭의 영향을 무시할 수 있고, 2차원 날개로 간주하여 취급하기도 한다.

헬리콥터의 로터도 양력 발생 원리 자체는 같다. 사진은 시코르스키 CH-53 시 스탤리온.

실제로 사용되는 날개는 길이가 유한하다. 익형이나 상하 방향의 변화(상반각) 등이 문제가 된다. 게다가 날개폭 방향으로 익형이 변하는 것도 드물지 않다. 이처럼 익형(익단면)이라는 2차원(평면) 이외의 요소도 고려할 때의 날개를 3차원 날개라고 부른다.

4. 3. 3. 회전 날개

어느 축을 중심으로 회전하고 상대속도를 얻는 날개를 회전날개라고 한다. 양력을 발생하는 원리 그 자체는 고정익과 다르지 않지만, 날개 자체가 회전하는 것으로 주위의 유체와의 상대속도를 얻을 수 있다(즉, 양력을 얻을 수 있다)는 점이 다르다.

일반적으로 회전날개로 불리는 것은, 회전축이 얇은 편 날개모양 물체의 일단에 있는 것으로, 헬리콥터의 로터·비행기나 선박의 프로펠러·단풍의 종자 등이 같은 것을 가리킨다. 이 경우, 회전축측과 첨단측에서 흐름의 속도에 차이가 성과 양력의 차이가 되기 위해, 양력차이의 경감을 목적으로, 비틀림을 붙이는·위치에 의해서 익형을 바꾼다는 대책이 채택해지는 것이 많다. 자세한 것은 프로펠러·로터·터빈을 참조.

한편, 이러한 원반면내 운동이 아니고 수차와 같은 회전을 하는 날개도 존재한다. 이러한 것은, 별로 회전날개라고 하지 않는다.

5. 문화 속의 날개

일본에서는 『일본서기』신공황후의 기록으로, 하시로쿠마와시(羽白熊鷲)라고 불리는 사람이 날개를 가지고 높이 날 수 있었다는 기록이 보인다.

흰 비둘기와 올리브는 기독교의 노아의 방주를 기원으로 하며 국제적으로 평화의 상징일 뿐만 아니라 자유의 상징으로 여겨지기도 한다. 현대 올림픽에서도 개회식에 비둘기를 날리는 것이 관례가 되었지만, 1900년 파리 대회에서는 비둘기 사냥이라는 경기가 있었고, 특히 1988년 서울 대회에서는 개회식 성화식에서 실수로 비둘기를 날려 성화대 불과 함께 타는 불상사가 발생하여 커다란 논란이 되기도 했다. 그러나, UN이 정한 SDGs 훈장인 「모든 사람을 위한 평화와 정의」에서는 비둘기와 의사봉을 형상화한 디자인으로, 모든 사람의 법 아래에서 평등하고 정의로움을 보여주고 있다.

5. 1. 신화 및 종교에서의 날개

일본에서는 『일본서기』신공황후의 기록으로, 하시로쿠마와시(羽白熊鷲)라고 불리는 사람이 날개를 가지고 높이 날 수 있었다는 기록이 보인다.

5. 2. 자유의 상징으로서의 날개

흰 비둘기와 올리브는 기독교의 노아의 방주를 기원으로 하며 국제적으로 평화의 상징일 뿐만 아니라 자유의 상징으로 여겨지기도 한다. 현대 올림픽에서도 개회식에 비둘기를 날리는 것이 관례가 되었지만, 1900년 파리 대회에서는 비둘기 사냥이라는 경기가 있었고, 1988년 서울 대회에서는 개회식 성화식에서 실수로 비둘기를 날려 성화대 불과 함께 타는 사고가 있기도 했다. 그러나, UN이 정한 SDGs 훈장인 「모든 사람을 위한 평화와 정의」에서는 비둘기와 의사봉을 형상화한 디자인으로, 모든 사람의 법 아래에서 평등하고 정의로움을 보여주고 있다.

6. 날개를 이용한 스포츠

행글라이더는 완전히 유연한 날개(패러글라이더, 활공용 낙하산)부터 유연한(프레임이 있는 돛 날개) 것, 강체 날개까지 다양한 날개를 사용한다. 연은 다양한 양력면을 사용한다. 모형 비행기도 날개를 이용한 스포츠에 사용된다. 헬리콥터는 방향력을 제공하기 위해 피치각이 가변적인 회전익을 사용하며, 프로펠러는 날개가 추진력을 위한 양력을 생성한다. 일부 경주용 자동차, 특히 포뮬러 원 자동차는 속도가 높을 때 더 큰 접지력을 제공하기 위해 거꾸로 된 날개(익형)를 사용한다. 요트는 물 위를 이동하기 위해 변형 가능한 채움과 방향을 가진 수직 날개로서 돛을 사용한다.

참조

_[1] 웹사이트 Online Etymology Dictionary http://www.etymonlin[...] Etymonline.com 2012-04-25
_[2] 서적 The Sports Car - Its design and performance
_[3] 웹사이트 Swimming http://www.stanford.[...] Stanford.edu 2012-04-25
_[4] 웹사이트 Navier-Stokes Equations http://www.grc.nasa.[...] Grc.nasa.gov 2012-04-16
_[5] 서적 Fundamentals of Physics 3rd Edition John Wiley & Sons
_[6] 웹사이트 Lift from Flow Turning http://www.grc.nasa.[...] NASA Glenn Research Center 2011-06-29
_[7] 웹사이트 Physics of Flight – reviewed https://web.archive.[...]
_[8] 웹사이트 Equal Transit Theory Interactive Glenn Research Center NASA https://www1.grc.nas[...] 2024-11-17
_[9] 간행물 Wind tunnel tests of wings at Reynolds numbers below 70 000 1997
_[10] 서적 The Design Of The Aeroplane
_[11] 웹사이트 How do Wings Work? http://iopscience.io[...] 2003-11
_[12] 서적 Introduction to Flight
_[13] 웹사이트 Supercritical wings have a flat-on-top "upside down" look. http://www.nasa.gov/[...] NASA Dryden Flight Research Center
_[14] 문서 翅
_[15] 문서 어원: helicopter, pterosaur
_[16] 문서 바람으로부터 동력을 얻는 것
_[17] 문서 깃털을 가진 공룡과 비상 가능한 소형 공룡의 발견
_[18] 웹사이트 NHK http://www.nhk.or.jp[...]
_[19] 웹사이트 NATIONAL GEOGRAPHIC 日本版 https://natgeo.nikke[...]
_[20] 뉴스 '짜장면', 표준어 됐다 https://news.naver.c[...] 연합뉴스 2011-08-31
_[21] 문서 바람으로부터 동력을 얻는 것
_[22] 문서 깃털을 가진 공룡과 비상 가능한 소형 공룡의 발견

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