미국식: airfoil 영국식: aerofoil
1 정의
에어포일은 항공기의 날개및 헬기의 로터 단면 형상을 의미한다. 에어포일이 유체를 가르고 지나가면서 발생하는 유체입자의 운동의 변형이 힘을 발생시키고 이때 발생하는 힘은 대표적으로 양력, 항력, 모멘트가 있다. 이 힘의 수직 방향으로 작용하는 힘의 요소를 양력이라고 한다. 이 힘의 평행 방향으로 작용하는 힘의 요소는 항력이라고 한다. 아음속과 천음속에서 비행하는 항공기의 에어포일의 앞전은 뭉툭한 형상으로 만드나 초음속에서 비행하는 항공기 중 에어포일 앞전형상을 날카롭게 만든 경우가 있다. 이는 초음속 영역에서 날카로운 앞전형상이 부착충격파를 발생시켜 더 작은 조파항력을 발생시키기 때문이다. 다만 극초음속 영역에서는 열전달을 줄이기 위해서 이탈 충격파를 발생시켜 유체의 에너지를 줄이게 되는데 이를 위해서는 뭉툭한 형상의 앞전을 이용하게 된다. 저항이 크면 더 큰 열을 받을 것 같지만 그 반대이다. 대기권 재진입체가 뭉툭한 형상을 가지는것은 이러한 이유도 있다. 다만 열전달이 줄어드는 것이지 항력이 줄어드는 것은 아니라 이에 대한 연구가 진행되고있다. 한가지 예로 에어포일 중간에 통로를 뚫어 조파항력을 줄이면서 앞전은 뭉툭하게 하는 방법이 있다.
수중에서 사용하는 에어포일은 수중날개라고 분류하여 부른다.
2 에어포일과 양력
에어포일에 작용하는 양력은 받음각과 형상으로 결정된다. 에어포일에 의하여 변형된 유체의 운동은 이에대한 반작용을 만들어 내고 이 결과가 양력과 항력등의 공력이다. 대부분의 날개 모양은 양력을 발생시키기 위해 받음각이 양의 각으로 설정되어 있는데, 위로 볼록한 에어포일은 받음각이 0일 때에도 양력을 발생시킬 수 있다. 위로 볼록한 에어포일은 유동을 아래쪽 방향으로 밀어내게 되는데 이로 인하여 아래쪽에는 높은 압력 위쪽에는 낮은 압력이 발생하게 된다. 이때 앞력의 불균형은 양력을 발생시킨다.