공력특성

요약 공기의 유동 중에 있는 물체의 운동특성들을 가리킨다. 공기 속에서 운동하는 물체는 위로 뜨려는 힘인 양력과 저항력을 모두 받는데, 이 힘들을 크거나 작게 하여 효율적인 운동이 가능하도록 조절한다. 물체의 형상에 따라 이들 계수의 값이 달라지며, 물체에 작용하는 힘의 크기 및 방향도 달라지게 된다.

공기 중을 움직이는 물체는 공기에 의한 항력과 양력을 받게 되며, 이 항력과 양력은 공기의 밀도 및 점도와 더불어 물체의 형상, 운동속도 등에 의하여 영향을 받게 된다. 항력과 양력은 C_D와 C_L로 표시되는 항력계수와 양력계수로 표시하는데, C_D＝(항력)/［1/2×(공기의 밀도)×(속도)²×(유동방향에 직각인 면적)］이고 C_L＝(양력)/［1/2×(공기의 밀도)×(속도)²×(유동방향에 직각인 면적)］로 정의된다.

물체의 형상에 따라 이들 계수의 값이 달라지며, 물체에 작용하는 힘의 크기 및 방향도 달라지게 된다. 예컨대 자동차의 경우, 연비의 향상을 위하여 가급적이면 항력이 작은 것을 요구한다. 따라서 항력계수가 작을수록 좋으며, 특히 고속주행에서는 저항의 상당 부분을 공력 저항이 차지하므로 항력계수가 중요하다. 또 양력이 커질수록, 자동차가 위로 들리기 때문에 안정성이 떨어지므로 양력계수는 작아야 하며, 경우에 따라서는 양력이 아래로 향하도록 하기 위하여 스포일러 등을 붙이기도 한다.