스크랩 고도계? 바리오미터? - 1 부

[창공]

2. 바리오미터 (Variometer)

일반적으로 바리오 라고 부르고 있는 이 계기는 위의 사진과 같고 Flytec 모델이 가장 알려져 있기도 하다.

패러글라이딩에 있어 이제는 필수 계기가 되었는데, 그것은 고도와 상승/하강수치를 보기 위함이다. 

고도(Altitude) 만을 나타내는 고도계 (Altimeter) 는 단순히 자신의 고도값만을 알 수 있다. 우리는 지표면에 있는

것이 아니고 끊임없이 공중에서 상승과 하강을 반복하면서 날아다니므로 상승/하강의 값은 중요하다.

고도계의 기능을 기반으로 고도차이의 변화량을 시간으로 나누어 수치와 아울러 소리로서 알려주는 계기가

승강측정기, 즉 바리오미터 (Variometer) 가 된다.

고도는 그냥 meter 나 feet 로 표시되는 단순 길이 값이다. 바리오미터는 통상 m/s (meter/sec) 나 f/s (feet/sec)

의 고도변화/시간 을 사용하므로써 1 초당 상승/하강수치를 나타내준다. 즉 속도값이 되는 것이다.

그렇다면 이것의 원리는 무엇일까? 일단 고도측정을 위한 원리는,

모두들 알겠지만 우리가 살고 있는 지구 표면상에는 대기가 존재한다. 그리고 그것의 압력을 대기압 이라 하는데

이 압력이 있는 이유는 지구의 중심으로부터 당기는 힘, 즉 중력 때문이다. 어떤 물리적 수치라도 기준이 있어야

하므로 앞의 글에서 말했던 ‘평균해수면’ 상에 가해지는 압력을 ‘표준대기압’ 이라고 하며 그 수치는 정해져 있다.

압력이 어떻고 단위(Unit) 가 어떻고 하면 벌써 머리 아픈 사람들이 있는데 머 그렇게 귀찮아 하지 말고 편한

마음으로 이해하면 된다. 나야말로 업무상 단위변환을 많이 해야하므로 골치아픈 사람이다.

아주 많은 시간, 전세계가 통일된 규격을 쓰지 않는 것에 대해 울분을 토했지만 아직 갈길은 멀다.

* 절대압력 : 진공상태를 Zero 로 기준하여 나타내는 압력, 즉 계기압력에 대기압을 더해준다.

* 계기압력 : 계기로서 측정되는 압력으로 대기압을 Zero 놓는 기준이며 우리가 사용하는 압력계의 수치다.

그런데 우리가 느끼지는 못해도 매일 누르고(?) 있는 대기압의 크기는 어떻게 되는가?

아래는 평균해수면에서의 표준대기압을 여러 단위별로 설명한 것이다.

* 760 mmHg : 학교에서 배웠다. 수은이 들어있는 통에 유리관을 거꾸로 세우면 대기압의 힘으로 

                      760 mm 올라 간다고,  76 cmHg 는 단위를 바꾸고 76 cm 로 표기함 것이다.

* 1013 mbar : 압력단위 bar 를 써서 표시한 것, 밀리바 라고 읽으며 1.013 bar 와 같은 값임.

* 1.033 kg/cm2 : 우리가 흔히 알고 있는 압력 단위인 kg/cm2 으로 표시한 것.

* 14.69 PSI : 미국에서 쓰는 압력단위 lb/in2 를 써서 대기압을 나타낸 것.

* 1013 hPa : 요사이는 국제 통용으로 이걸 쓰자고 하여 날씨예보에서 들을 수 있다. h 는 hecto 의 약자로

                    100 을 나타낸다. 헥토파스칼 이라고 읽으며 결국 위의 mbar 와 같은 단위가 된다.

* Atm : Atmospheric Pressure 약자로 이름 그대로 대기압이란 단어의 약자이다. 1 atm이란 1 대기압을 말하며

                    공학적으로 이 기압단위를 쓰는 경우가 있다.

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뭐 상기 값들을 모두 외울 필요는 없다. 그냥 그렇구나 하고 이해하면 된다.

대기압은 지역에 따라 특히 높이에 따라 다르다. 예전에 높은 산에서 밥을 할 때 기압이 낮아서 물이 낮은 온도에

끓으므로 돌로 코펠뚜껑을 눌러야 한다고 누누히 들었다. 100 m 오를 때 0.1 기압이 낮아진다는 소문은 근거가 없고,

높이에 따른 공기밀도를 응용하여 미분학으로 대기압을 계산하면 6000 m 쯤 상공에서 기압이 반으로 준다고 한다.

우리가 비행하는 공중에서 바로 이 기압의 변화가 적용된다. 높이 오르면 왜 기압이 낮아질까?

우리가 실생활에서는 못 느끼는 대기중의 공기가 무게를 가지고 있고 가로x세로x높이 각 1 m 크기면 표준대기밀도로

대략 1.2 Kg 정도 한다고 한다. 엄밀히 말해서 대기압이란 평균해수면에 가해지는 공기의 무게이다. 그러니 지상에서
멀어질수록 공기층이 얇아지고 밀도가 작아지며 중력 방향으로 누르는 무게는 약해질 수 밖에 없다.

길게 설명 했지만 바로 고도에 따른 기압의 변화, 즉 이것을 측정하는 장치가 기압계가 되고 거꾸로 기압차이별 고도를

고도를 수치로 표시해주는 계기가 고도계가 되는 것이다.

보통 아네로이드 기압계가 쓰이는데 참고로 1844년 이탈리아의 L. 비디가 발명했다고 하는군. 얇은 금속으로 용기를

만들어 진공을 만든 후 밑판을 고정하고 윗판은 스프링을 연결하여 끌어당겨 대기압과 평형을 이루도록 한다.

대기압이 변함에 따라 윗판이 움직이게 되는데 이 움직이는 양을 측정하여 압력의 변화를 감지 및 표기하는 것이다.

이 기압계가 우리의 바리오미터에 탑재되어 있고 앞서 말 했듯이 고도를 표기한다. 음..여기서 헷갈리는게 나오는데

Barometer 라는 것이 있다. 에잉 이게 뭐야?

요즘 유행하는 3 줄로 요약하기로 쓰면 다음과 같다.

* 기압을 측정하기 위해 아네로이드 기압계를 쓴다. 이 ‘기압계’ 를 Barometer 라 한다.
* 고도를 기압에 따라 표시하는데 ‘고도계’ 를 Altimeter 라 한다. 위의 기압계를 이용하여
   측정되는 기압을 고도로 환산하여 표시한다.
* 고도의 상승/하강을 측정하는 기기를 ‘승강측정기’ Variometer 란 한다.

즉 Variometer-Altimeter-Barometer 가 올인원 되겠고 우리는 통상 바리오미터라 부른다. 이상.

**  바리오미터에 나오는 압력값은? 대기압이 측정되며 절대압력으로 표기된다.

     계기압력으로 표시하면 마이너스 값이 되잖아 Do you understand ?.....이해 안되면 통과~