왜 비행기 '날개' 끝은 휘어져 있을까?

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[인사이트] 심정우 기자 = 비행기 날개 끝에 커다란 비밀이 숨겨져 있다는 사실이 누리꾼들의 호기심을 자극하고 있다.

최근 온라인 미디어 위티피드는 비행기 날개의 구조에 숨어 있는 과학적 비밀을 소개했다.

만약 평소 비행기에 관심이 있었다면 궁금한 점이 바로 비행기의 날개 부분이다. 바로 날개를 자세히 관찰하면 끝이 조금 휘어 있다는 사실을 깨달을 수 있기 때문.

윙릿(winglets)이라고 불리는 이 구조는 단순히 미학적인 부분만을 고려해 구상한 것이 아니라, 비행기가 이동할 때 날개 끝에서 생기는 소용돌이를 최소화하는 중요한 역할도 존재한다.

비행기 날개 주변의 공기의 흐름 / Wittyfeed

비행기 날개는 그 형태 때문에 날개 위쪽과 아래쪽의 속도차를 발생시키고 날개 아래의 대기가 위쪽보다 더 빠르게 흘러간다.

"유체의 속도가 더 빠를 수록 압력이 높아진다"는 베르누이 정리(Bernoulli's theorem)에 따라 날개 아래 압력이 상대적으로 높아지고 비행기를 밀어올리는 힘이 생성된다.

이때 비행기 끝에서 특별한 현상이 일어나는데, 고압(비행기 아래쪽)에서 저압(비행기 위쪽)으로 이동하려는 대기가 날개 끝에서 회전하면서 소용돌이 현상이 나타나는 것이다.

비행기가 지나간 후 생성된 소용돌이 / Wittyfeed

만일 다른 비행기가 대기에 남아 있던 소용돌이를 지나게 되면, 평소보다 더 큰 저항을 견뎌야 한다. 최악의 경우 소용돌이에 휘말려 대형 사고로 이어질 수 있다.

저항이 크다는 의미는 이동 중 더 많은 힘을 소비해야 하고, 그에 따라 연료소비가 증기하고 대기 오염이 심해진다.

윙릿을 사용하면 아래쪽에서 위쪽으로 움직려는 공기들이 날개 끝을 타고 위쪽으로 올라가 소용돌이를 만들지 않고 자연스럽게 분산시킬 수 있다.

한편 윙릿은 미국항공우주국(NASA)의 R.위트컴이 처음 고안했고, 연료 사용의 감소를 목적으로 사용하는 비행기들이 점점 늘고 있다.

일반 날개와 윙릿 구조로 된 날개에서 생성되는 소용돌이 / Wittyfeed