
English: 
I’m going to cover aerodynamics over a series
of videos as I think it’s best to get a
real understanding of the fundamentals before
getting our teeth into aerodynamic effects
and tricks.
So in this video that’s what we’re going
to do – we’re going to look at the building
blocks of aerodynamics. A lot of it will – at
first - seem removed from directly what you
hear about happening across the wings and
body of an F1 car but these fundamental aspects
will soon bring us neatly back to racing aerodynamics.
We’re discussing how we can affect the way
air moves about.
So we’re going to look at pressure – what
it is, and how it moves air around and creates
forces. We’re also going to look at a key
law of physical forces and we’re going to
look at air flow. This video will set you
up for everything else we’re going to look
at, aero-wise.
Yes, it’s a bit of a physics lesson, but
I brought a balloon! So it’s fun! Stick
with it, it’ll all come together.
Pressure then. Air pressure. What is it? You’ve
probably got an intuitive sense of what air
pressure is but I’m going to explain it
in terms of what’s actually going on so

Korean: 
에어로다이나믹 효과에 대해 깊게 파기 전에,
기본적인 것들에 대해 이해하고 넘어가는 것이 
좋겠다는 생각이 들어
몇 편의 영상으로 
에어로다이나믹에 대해 설명하고자 합니다.
이 영상에서 우리가 둘러볼 것들은
에어로다이나믹을 구성하는 기반에 대한 이야기입니다.
많은 것들이 처음에는
우리가 F1차량의 윙과 바디에서 일어나는 일들과는 
조금 동떨어져 보이겠지만
오래지 않아 이러한 기초적인 것들을
레이싱에 필요한 에어로다이나믹과 
수월하게 연결할 수 있을 것입니다.
이제부터는 공기의 흐름에
우리가 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 
이야기 하게 될 것입니다.
이제 '압력'에 관한 부분을 다루겠습니다.
압력이 무엇인지, 공기를 어떻게 흐르게 하는지, 
어떻게 힘을 만들어 내는지를 보게 될겁니다.
또한 뉴턴의 3법칙과 
기류에 관해서도 설명하겠습니다.
이번 영상은 결국 에어로와 관련된 내용을 
접하기 전의 준비 과정이 될 것입니다.
어느정도는 물리학 수업 같기도 하겠지만,
풍선을 가지고 하는거니까, 재밌을겁니다!
이후의 영상의 마무리 단계에서는 
F1과 관련된 내용으로 돌아갈 예정입니다.
이제, 압력입니다. 기압이죠.
이게 무엇일까요? 직감적으로는 무엇인지 아시겠지만
저는 실제로 일어나는 현상과 관련하여 
주로 설명할 것입니다.

Korean: 
이를 통해 정보를 시각화 하시면서 
보다 완벽히 이해하실 수 있기를 바랍니다.
자, 기체는 기체가 점유하는 공간에 존재하는
셀 수 없이 많은 분자들로 이루어집니다.
우리는 압력이란
특정 부피의 기체에서 분자들이 가지는 '활동성'
으로 생각할 수 있습니다.
압력은 기본적으로
날아다니는 작은 분자들이 가지는 운동량의 총합입니다.
상상하기 쉽게 풍선을 예로 설명해보겠습니다.
풍선에 기체를 채우면,
내부의 기체가 가지고 있는 압력이 
풍선을 부풀게 합니다.
왜냐구요? 기체안의 입자들이 
여기저기를 돌아다니면서
스스로를 풍선의 표면에 내던지기 때문입니다.
입자가 풍선 내부의 표면에 충돌할 때마다
 어느 정도의 힘으로 풍선을 밀어내는 겁니다.
이제 수도 없이 많은 분자들이 부딪히면서 
전부 이 힘을 지속적으로 가하고
풍선을 부풀릴 수 있는 
충분한 힘이 생기게 되는 것입니다.
압력이 어느정도 생기는지에 대해서는 크게 3가지의
주된 요소에 영향을 받습니다.
첫째로, 공간에 
얼마나 많은 분자들이 존재하는지 입니다.
더 많은 분자가 있다는 것은 
분자들이 더 바쁘게 움직인다는 뜻이고
충돌이 더 많이 일어나게 됩니다.
두번째로 분자들이 활동할 수 있는 공간의 크기가
얼마나 되는지에 대해도 고려해야 합니다.
풍선을 부풀릴 수 있을 만큼의 공기로는

English: 
hopefully you can visualise it and understand
it fully.
So, air is made up of lots and lots of molecules
all flying around inside the space the air
occupies. We can think of pressure are the
‘busyness’ of all the molecules present
in any particular volume of air . Pressure
is basically the total momentum of all the
little molecules flying around.
To imagine this more clearly, let’s think
of a balloon. If we fill a balloon with air,
the pressure of the air inside keeps the balloon
inflated. Why?
Well, all the particles in the gar are flinging
around all over the place and they naturally
bang against the skin of the balloon [SFX].
Every time a particle hits the edge of the
balloon it pushes against it with some force.
Now, multiply this force by all those millions
of molecules colliding against the skin constantly
and it’s enough to hold the balloon inflated!
There are three main qualities that contribute
to just how much pressure there is.
One is how many molecules there actually are
flying around in the space. More molecules
means the air is much more busy and there
are more collisions.
We also have to think about how much space
the molecules have to move around in. The
air needed to hold a balloon inflated will

English: 
certainly not work on something the size of
a blimp! The number of molecules per volume
is key here – we’re asking how densely
packed is the air.
Thirdly, pressure is affected by the temperature
of the air. Temperature actually refers to
how much energy each particle in the air has.
Higher temperatures mean the particles are
more energetic and they’re flying around
faster. In our balloon, this means they’ll
be slamming against the inside with MORE force
with each collision if the air inside is hot.
Aha, you say – but there is also air on
the outside with its particles banging against
the outside of the balloon. Why don’t these
particles push the balloon in, deflating it?
The answer is of course that the air inside
the balloon must be of higher pressure than
outside. The forces pushing the balloon outward
overpower the forces pushing the balloon inward.
If the forces inside are significantly greater,
the balloon inflates. Now we are starting
to see how forces can be generated when air
is at different pressures.
So now let’s talk about what happens when
we open the neck of the balloon. All the air
rushes out, right?
Bearing in mind what we just discussed, it’s

Korean: 
당연하게도 
비행선을 부풀릴 수는 없을 것 이니 말이죠.
이 부분에서는 
단위 부피당 분자의 수가 핵심입니다.
이를 통해 기체의 밀도가 
얼마나 높은지 알고자 하는 것입니다.
세번째로, 압력은 기체의 온도에 따라서 달라집니다.
사실 기체안의 입자가 
얼마나 많은 에너지를 가지고 있는지가
온도라고 할 수 있습니다.
높은 온도는 입자가 더 활동적이고
더 빠르게 움직인다는 것을 뜻합니다.
이 풍선 안에서는, 온도가 높을 때
입자들이 풍선의 내부 표면에 
더 큰 힘으로 부딪힌다는 뜻입니다.
아하, 하시면서도 이렇게 말씀하실텐데요,
풍선의 바깥쪽에서도 
부딪히고 있는 입자들이 있을 것이다.
그렇다면 이 입자들은 왜 풍선을 
안쪽으로 밀어내면서 쪼그라들게 하지 않는가?
답변은 당연히, 내부 공기의 압력이
외부 공기의 압력보다 더 높기 때문일 겁니다.
바깥쪽으로 풍선을 밀어내는 압력이
풍선을 안쪽으로 미는 압력을 이겨내는 것입니다.
내부 압력이 두드러지게 높다면,
풍선이 부풀게 될 것입니다.
이제 기체의 압력이 다를때 
어떤 방식으로 힘이 만들어 지는지를 보았습니다.
이제는 풍선의 끝을 열었을 때 
생겨나는 일에 대해 이야기 해 보겠습니다.
모든 기체가 빠져 나가겠죠?
우리가 지금까지 이야기 한 걸 기억하시면,
이런 일이 일어나는 이유를 이해하긴 어렵지 않습니다.

English: 
easy to see why – the air pressure inside
the balloon is stronger so the air forcing
itself out of the balloon is stronger than
the air trying to force itself into the balloon.
The result? The air rushes out.
In fact, the air rushes out really fast because
its forced through a tight gap. There’s
a principal of air flow called the Venturi
effect that notes the smaller a region you
force air to flow through, the faster the
air will travel because you’re still forcing
exactly the same amount through – it just
doesn’t have as much space so it HAS to
go faster. That’s why squeezing the end
of a hose makes all the water squirt out much
faster – you’re forcing it through a tighter
space.
As a quick aside – in the balloon case there
is an extra element at play here. The balloon
is elastic so there is a natural tendancy
for the stretchy skin of the balloon to want
to deflate. But, even if the air wasn’t
in a balloon but in something more robust
like a can, if we opened a hole between the
high pressure inside and the low pressure
outside, the air would all rush out. In fact,
I just described how aerosol cans work.
So, now we’ve just described how air flows
from high pressure areas to low pressure areas
if there’s a space for it to flow through.

Korean: 
풍선 내부의 압력이 더 강하기 때문에
풍선 내부로 들어가려는 기체의 힘보다
풍선 바깥으로 나가려는 기체의 힘이 
더 강하기 때문입니다.
결과적으로 공기가 빠져나가게 됩니다.
공기가 상당히 빨리 빠져나가는 것은
빠져나갈 틈이 굉장히 작기 때문입니다.
유체역학에서는 벤츄리 효과라는 것이 있는데,
더 작은 통로으로 기체가 통과하도록 하면 
기체는 더 빠른 속도로 이를 통과하며,
이는 흐르는 기체의 양은 
동일하기 때문이라는 법칙입니다.
공간이 많지 않기에 더 빠르게 흘러야 하는 것입니다.
호스의 끝을 막았을 때 
물이 더 세차게 나오는 것과 같습니다.
나올 수 있는 부분을 줄이는 것이기 때문이죠.
잠시 다른 이야기를 하자면, 풍선의 경우에는
다른 추가적인 요소가 작용합니다.
풍선은 신축성이 있기 때문에 자연적으로 
오므라들고자 하는 성향이 있습니다.
하지만 공기가 풍선에 있는 것이 아니라 
단단한 캔 같은 것의 내부에 있었다고 해도,
고압인 내부와 저압인 외부를 잇는 구멍을 뚫었다면
공기가 빠르게 빠져 나갈 것입니다.
하다보니 에어로졸 캔의 원리를 설명해버렸네요.
자 이제 공간이 있다면
고압에서 저압으로 
기체가 어떻게 흐르는지에 대해 설명했습니다.

English: 
We’ve just described air movement – air
movement is aerodynamics.
Moving air deliberately is all about creating
differences in pressure. If we want to blow
a candle out you create a sudden high pressure
area inside your mouth which rushes out through
the small gap you make in your pursed lips
to the low pressure outside of your mouth.
The result: fast, controlled air flow. Congratulations
– you’re an aerodynamicist.
Now, before we move on, I’m going to make
sure we’re all on board with Newton’s
Third Law of motion. Some of you will know
what this already. If not – it’s very
simple. It’s the one that goes, “every
action has an equal and opposite reaction”.
But what does this mean in the real world?
It means if you push against something, it
pushes back with equal measure. If I shove
a Sumo wrestler, I get pushed backwards, too.
If a car crashes into a barrier, the barrier
pushes car on the car and sends it ricocheting
back onto the track. If a bird pushes its
wings down on the air, the air pushes back
on the bird, causing it to stay in the air
instead of falling.
In the balloon, the particle pushed against
the balloon skin, pushing it outside. The

Korean: 
공기의 움직임을 설명한 것인데,
이 '공기'의 '움직임'이 
바로 에어로다이나믹스 입니다.
의도적으로 공기를 움직이는 것은 
압력의 차이를 발생시키는 것입니다.
우리가 만약 양초를 끈다고 하면
입 안에 순간적으로 고압의 환경을 만들고
입술을 벌리는 조그마한 틈으로
내부의 공기를 통과하게 하여 
입 밖의 저압의 환경으로 내보내게 될 것입니다.
이렇게 해서, 내가 조절한
공기의 빠른 흐름이 만들어졌죠.
여러분도 공기역학자와 다를 바 없는겁니다.
다음으로 진행하기 전에,
뉴턴의 제3법칙에 대해 한번 짚고 넘어가겠습니다.
여러분 중 일부는 이미 이에 대해서 알고 계실겁니다. 
아니라도, 어렵지 않습니다.
'모든 작용은 같은 크기와 
반대 방향의 반작용을 가진다.'
이게 실생활에서는 어떤 의미일까요?
이건 당신이 무언가를 밀게 되면,
무언가는 같은 크기로 당신을 밀게 된다는 것입니다.
제가 스모선수를 밀치면, 저도 뒤로 밀려나겠죠.
차가 벽에 부딪히면, 
벽이 차를 밀어내면서 트랙으로 튕겨내는 것이죠.
새가 날갯짓으로 날개 아래의 공기를 밀어내면, 
공기는 새를 밀어내서,
새가 떨어지지 않고 공중에 떠있을 수 있도록 합니다.
풍선에서는, 입자가 풍선을 밖으로 밀어냅니다.

Korean: 
풍선은 동시에 입자를 안으로 밀어내고, 
안쪽으로 튕겨나오게 만듭니다.
이쯤 되면 당연하게도,
왜 여러분이 이 영상에서 아직도 
F1 차량을 볼 수 없는지 궁금해 하실 겁니다.
자, 이제 여기 F1 레이스카가 있습니다.
리어윙이 하는 일에 대해 생각해 보시겠습니다.
리어윙의 역할은 공기를 위쪽으로 흐르게 하는 것입니다.
윙이 공기를 위로 흐르게 한다면, 
같은 크기이면서 반대방향의 반작용이 있어야 하겠죠?
윙이 공기를 위로 흐르게 하면, 
공기는 윙을 아래로 누르게 됩니다.
이게 다운포스가 생성되는 원리입니다. 정말 단순하죠.
공기 이만큼을 위로 밀어내면
공기가 그만큼 밑으로 누르는겁니다.
자, 그럼 공기를 어떻게 위로 밀어낼까요?
윙이 어떻게 이 역할을 하고 있을까요?
지금까지 한 것들을 종합해봅시다.
윙의 모습은 대체적으로 이렇게 생겼습니다.
실제로는 당연히 3차원 모양이고
이런저런 신기한 것들이 적용되겠지만
단순하게 만들면 이렇게 생겼습니다.
고속주행에서 이상적인 모습은,
공기가 이렇게 동일한 직선으로 다가오게 되며
공기층이 깔끔하게 쌓인 모습을 보여줍니다.
공기가 날개에 닿으면, 
어떤 부분은 날개의 위쪽으로 넘어갈 것입니다.

English: 
balloon skin also pushed back on the particle,
which is why the particle bounces off.
Now, this may seem obvious, you may be saying.
Why haven’t I seen an F1 car yet in this
video, you may be asking.
OK, well here we go. Here’s your F1 car.
Now, let’s look at the rear wing. The rear
wing’s job is to force air upwards. But
if the wing forces air upwards there must
be an equal and opposite reaction, right?
When the wing forces the air upward, the air
forces the wing downwards. And that’s where
downforce comes from. It’s really that simple.
Shove a load of air up and the air will shove
you down.
OK, but how are we shoving the air upwards?
How does the wing achieve this? Let’s bring
this all together.
The wing profile is shaped a bit like this.
Obviously in real life it’s in three dimensions
and doing all sorts of clever things but in
simple terms, it looks like this.
Now at high speeds in an ideal world, the
air is going to come rushing at it in pretty
much a homogenous straight line. In fact,
we can think of it as these nice layer of
air. When the air hits the wing, some of if
tucks over the wing. These layers of air will

Korean: 
이렇게 넘어가는 공기는 날개의 곡선면을 따라
날개의 상부를 넘어 뒤쪽으로 빠져나갈 것 입니다.
날개를 마주하는 나머지 공기는 
날개의 아래로 지나가게 됩니다.
이 공기는 날개 아래로 가기 위해 
더 공격적인 접근을 취하며
어떻게 이 공기가 날개와 그 하단에 
보다 빠르게 흐르는 공기의 사이를
비집고 움직이는지 볼 수 있을 겁니다.
언급했듯 작은 공간으로 공기를 집어넣으면 
더욱 빠르게 흐르게 되는데,
이 과정에서 공기가 더욱 빠른 속도로
날개 하부 및 날개의 곡면을 따라 
후방으로 흐르게 됩니다.
지금 두가지 일이 일어나고 있는 것인데요,
첫째, 날개 아래의 공기는 
날개 위쪽의 공기보다 훨씬 빠르게 지나갑니다.
즉, 날개 아래쪽이 날개 위쪽보다 
압력이 낮은 상태라는 겁니다.
왜냐구요? 다시 한 번 분자 이야기로 돌아가 봅시다.
공기가 눌리면서 가속되는 과정에서 분자들은 나누어져,
느린 코너를 지나가는 차들과
비슷한 모습을 보이게 됩니다.
빠르게 움직이는 공기는 더 흩어져있고,
동일 공간에 더 적은량의 공기를 가지고 있는 것은
압력이 낮다는 뜻입니다.

English: 
scoot along following the curved surface of
the top of the wing and exit out the back.
The rest of the air that hits the wing will
go underneath the wing. This air has to take
a much more aggressive approach to get under
the wing and you’ll see here it gets squeezed
between the wing and the wall of fast moving
air below. And, as we discussed, squeezing
air into a tighter space makes it go faster,
so this air accelerates and travels under
the wing at a much higher speed, following
the curve of the wing and exiting at the back
tip.
So two things are happening here. One: the
air under the wing is going much fasters than
the air over the wing. This means the air
under the wing is a lower pressure. Why? Well
let’s imagine particles again for a second.
When the air is accelerated through the squeeze
the particles separate, much like the concertina
effect you see with a train of cars leaving
a slow corner.
The faster moving air is more spread out and
– as we covered – having less air in a
space means that air has lower pressure.
So with low pressure under the wing and high

Korean: 
날개 아래쪽의 낮은 압력과 날개 위쪽의 높은 압력은
우리가 아까 풍선에서 봤던대로
날개 위쪽의 공기가 날개 아래쪽의 공기보다
더 세게 누를 것이므로,
전체적인 힘은 아래쪽을 향하게 되는 것입니다.
두번째로, 가장 중요하게 보아야 할 부분인
날개를 지나고 난 후 공기가 빠져나가는 방향입니다.
날개를 마주치기 전보다 
더 위쪽을 향해 올라가고 있습니다.
날개가 공기를 위쪽으로 밀어올렸으니,
뉴턴의 제3법칙에 의해 
공기가 날개를 아래로 누르게 됩니다.
날개에 가해지는 아래쪽 방향의 힘이 바로, 
다운포스입니다.
물론, 공기가 흐르는 각도와의 차이각을 일컫는 '받음각'을
날개를 조정함으로서 더욱 크게 만든다면,
공기를 더욱 위쪽으로 향하게 할 수 있고
더 큰 다운포스를 만들어 낼 수 있습니다.
어느정도의 한계점 이전까지는요.
이건 나중에 다루어보겠습니다.
지금까지의 것들이 바로 
고속 기류에 따른 공기역학의 기초였습니다.
이게 전부가 아니라는 사실은 알고 계실 겁니다.
아직 공기의 흐름이 날개의 생김새를 따라가는 이유도 
알아보지 못했고,
혹은 따라가지 않는 경우에 대해서도 
다루지 못했습니다.
이런 요소들은 날개가 어떤 경우에 비효율적이고, 어느 상황에 실속을 일으키며
어디서 항력이 발생하는지에 대해 알려줄 것입니다.

English: 
pressure over the wing we know – like with
the balloon, the air above will be pushing
harder on the wing than the air below so the
overall force will be downwards.
Secondly – and more importantly – look
at the direction the air is going after it
leaves the wing. It’s going more upwards
than when it met the wing. The wing has forced
the air upwards so, in response (a la Newton’s
3rd Law), the air had forced the wing downward
– a downward force pushing on the wing.
Downforce.
Naturally, of course if you tilt the wing
further against the air stream (at an angle
referred to as the ‘angle of attack’,
you’ll force the air further upwards and
get a greater downforce… to a point. We’ll
get onto that next time.
These then, are the basics of fast flowing
aerodynamics. But as you know that’s not
the whole story. We haven’t yet looked at
WHY the air flow follows the shape of the
wing… and when it doesn’t. This will lead
into how wings can be inefficient, how air

Korean: 
또한, 난류는 무엇일까요?
사람들이 왈가왈부하는 '소용돌이'들은 과연 무엇이며,  
어떻게 발생하는지,
어떻게 그것들이 깔끔하고 부드러운 공기의 흐름을 
만드는데 유용하게 쓰일까요?
다음 영상에서 이에 대해 더욱 깊게 들어가서,
조금 더 복잡한 기류와 
그 경우들에 대해 알아보겠습니다.
영상을 시청해주셔서 감사합니다.
이 영상은 에어로다이나믹에 관해 
제가 구상하는 3편의 영상 중
1편일 뿐이라는 것을 기억해주시기 바랍니다.
이번 편은 기초적인 부분 뿐이며,
모든것들을 조금 단순한 방식으로 설명했습니다.
더 자세한 해답들을 다음주에 다루겠습니다.
왜 날개의 받음각을 세웠을때 실속이 일어나지 않았는지 설명하지 않았다는 의견이
이후에, 설명해 드릴 수 있을 것 같습니다.
 

English: 
can stall and where drag comes from. What
is turbulence? And what are these vortices
that you hear so much about? How do they arise
and how can they be in any way useful if we
want nice smooth airflow?
In our next video we’ll go a little more
advanced and look at more complicated airflow.
