미리보기
드론 원리 : 양력(Lift), 중력(Gravity), 추력(Thrust), 항력(Drag)
1) 양력(Lift) : '오를 양(揚)', '힘 력(力)'자 > 뜻 : 들어올리는 힘 > 역할 : 드론 고도조절 with 중력
* 원리 : 압력차이로 인한 바람이동(Bottom to Top)
2) 중력(Gravity) : '무거울 중(重)', '힘 력(力)' > 뜻 : 위에서 누르는 힘 > 역할 : 드론 고도조절 with 양력
3) 추력(Thrust) : '밀 추(推)', '힘 력(力)' > 뜻 : 미는 힘 > 역할 : 추진력 for 드론
4) 항력(Drag) : '저항 항(抗)', '힘 력(力)' > 뜻 : 저항 힘 > 역할 : 드론 속도조절 with 추력
드론(Drone)이란 윙윙날아다니는 '벌'을 의미했어요. 현재는 IT와 결합하여 '무인항공기'란 뜻으로 쓰이고 있습니다. 예나 지금이나 드론은 '공중에 떠다니는 비행체'라는 뜻이에요. 비행을 하기 위해서는 힘이 필요한데요. 대표적으로 4가지가 있습니다. '양력(Lift), 중력(Gravity), 추력(Thrust), 항력(Drag)'이죠.
1. 양력(Lift) : '오를 양', '힘 력'
양력(Lift)은 영어로 'Lift'라고 부르는데요. 뜻 그대로 '위로 들어올리는 힘'입니다. 양력을 한자로는 '오를 양(揚)', '힘 력(力)'자를 써요. 이 역시, 물체를 띄우는 힘을 말하죠.
양력의 원리는 간단해요. 압력의 차이로 물체를 띄우는데요. 바람의 이동은 '고압 to 저압'으로 이동을 하죠. 그러면, 물체를 띄우기 위해서는 아래 쪽이 고압, 위쪽이 저압이면 됩니다. 아래에서 위로 바람이 이동하니깐요. 그래서, 프로펠러의 상단 부분을 굴곡지게 만듭니다. 바람이 부딪혀 압력이 떨어지게 하는 것이죠. 반대로, 프로펠러 하단 부분은 평평하게 만들어 공기의 흐름이 무난하게 지나간다면, 상대적으로 아래쪽 압력이 커지게 됩니다. 이때, 위아래 압력차이로 인한 '양력'이 생기게 되는 것이죠.
양력을 돕는 것이 하나 더 있어요. 바로 '작용-반작용 법칙'이죠. 간단합니다. 상대방과 손바닥 밀치기 게임을 한다고 해보죠. 손바닥을 밀면(작용) 상대도 밀리지만, 반작용으로 나도 밀리게(반작용)됩니다. 프로펠러 역시 회전하면서 바람을 아래로 불게하는데요. 이에 대한 반작용으로 드론을 부양시키는 효과가 생기게 되죠.
정리
양력(Lift) : '오를 양(揚)', '힘 력(力)'자 > 뜻 : 들어올리는 힘 > 역할 : 드론 고도조절 with 중력
* 원리 : 압력차이로 인한 바람이동(Bottom to Top)
2. 중력(Gravity) : '무거울 중', '힘 력'
중력은 한자로 '무거울 중(重)', '힘 력(力)'란 뜻인데요. 이름 그대로 위에서 누르는 힘을 의미해요. 양력으로 계속 드론이 위로만 움직이면 안되겠죠. 지구에는 중력이란 것이 존재하기 때문에 고도 높이 조절이 가능한 것입니다.
정리
중력(Gravity) : '무거울 중(重)', '힘 력(力)' > 뜻 : 위에서 누르는 힘 > 역할 : 드론 고도조절 with 양력
3. 추력(Thrust) : '밀 추', '힘 력'
추력(Thrust)는 한자로 '밀 추(推)', '힘 력(力)'이란 뜻인데요. 이름 그대로 '미는 힘'입니다. 즉, 추진력이죠. 추력의 영어뜻인 Thrust도 '밀다'라는 뜻이에요. 앞서서 드론의 고도조절을 위해 양력은 위로, 중력은 아래로 힘을 가하는 것이죠. 앞으로 나아가려면 '추력'이 필요합니다.
추력으로 드론을 앞으로 미는 원리는 간단해요. 나아가고자 하는 방향쪽에 있는 '앞쪽 프로펠러2개'의 회전력을 낮춥니다. 그러면, 전방은 압력이 떨어진 상태가 되겠죠. 반대로, 꼬리부분인 '뒷쪽 프로펠러2개'의 회전력을 높이면 바람의 세기가 강해지면서 상대적으로 '고압'이 되겠죠. 앞서 배웠듯이, 바람의 이동방향은 '고압(뒷쪽) > 저압(앞쪽)'이기 때문에 드론을 미는 추력이 생기게 되는 것이죠.
정리
추력(Thrust) : '밀 추(推)', '힘 력(力)' > 뜻 : 미는 힘 > 역할 : 추진력 for 드론
4. 항력(Drag) : '저항 항', '힘 력'
마지막으로는 '항력(Drag)'이에요. 항력은 한자로 '저항 항', '힘 력'을 쓰는데요. 이름 그대로 저항을 일으키는 힘이에요. 추력으로 드론이 계속 나아간다면 속도조절이 안되겠죠. 항력은 추력의 반대힘으로 추력과 함께 드론의 속도조절을 하는 역할을 해요. 대표적인 예시로 '공기 마찰력'이죠. 드론이 추력으로 앞으로 나아가면, 자연스레 대기 중 '공기'와 부딪히게 되는데요. 이때, 항력이 생기게 됩니다.
정리
항력(Drag) : '저항 항(抗)', '힘 력(力)' > 뜻 : 저항 힘 > 역할 : 드론 속도조절 with 추력
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