비행기에대한 궁금증...2

[공부합시다]

여객기의 창의 구조는 어떻게 되어 있는가?

여객기의 동체에는 많은 창이 있다. 객실의 창은 삼 겹으로 되어 있으며 그 재질은 모두 아크릴 판이다. 이 가운데 중간과 밖앗 창은 기내의 여압(與壓)이 외부로 나가지 않도록 하는 역할을 하고 안쪽 창은 방음과 보온의 역할을 해주고 있다.    

 조종실의 창은 다섯 겹이나 B-747은 일곱 겹으로 되어 있다. 조종실의 창은 비행 중에 새나 다른 물질이 부딪혀도 절대 깨어지지 않게 매우 견고하며 또한 상처가 잘 나지 않도록 되어 있다. 조종실의 창은 외부의 충격을 줄여주기 위해서 유리와 유리 사이에는 비닐이 들어가 있으며 유리의 두께가 2 센티미터 이상으로 두텁다. 최근에는 유리보다 가볍고 강한 아크릴 수지를 사용하고 있다.

여객기의 창에 서리가 끼지 않는 이유 ?

제트 여객기는 11,000 미터의 고도로 상공을 비행하고 있다. 이 때 여객기의 밖앗 온도는 영하 50도에 가깝다. 그런데도 객실은 물론 조종실의 창에 서리가 끼지 않는다. 지상에서 달리는 자동차는 외기의 온도가 조금만 낮아도 창에 서기가 낀다.  여객기의 창 아래 작은 구멍을 볼 수 있는데 거기에 그 비밀이 있다. 즉 삼 겹으로 된 객실 창은 그 사이가 공기 층인데 객실 내의 따뜻한 공기가 그 작은 구멍을 통하여 흘러 들어가서 외부창의 표면온도를 조절해주고 있는 것이다.
  
 여객기가 안전하게 비행하기 위해서는 조종실의 창은 더욱 더 서리가 끼어서 조종에 지장을 주면 안된다. 조종실의 창은 그 안쪽에 아주 얇은 전도체(電導體)를 입혀 전기를 흐르게 하여 창의 표면 온도가 항상 섭씨 35도를 유지하여 얼거나 서리가 끼지 않도록 하고 있다.

여객기의 창이 깨어지면 어떻게 되는가?

제트 여객기가 1만 미터 이상의 고도로 비행할 경우, 대기의 기압은 불과 0.2기압인데 객실 내의 기압은 여객기가 지상 1,500 미터에 있을 때와 거의 같은 0.8기압을 유지하고 있다. 이러한 상태로 비행하고 있는 여객기의 동체는 내부에서부터 외부로 약 1평방미터 당 6톤에 가까운 힘을 받으면서 비행하고 있는 것이다.

 그런데 어떤 이유로 창이 깨어지거나 동체의 벽에 구멍이 나면 기내의 여압되어 있던 공기가 급격히 줄어들고 온도가 내려가면서 외부의 공기와 같은 상태가 되기까지 약 14초가 걸린다. 기내는 엔진의 소음, 강한 바람, 심한 추위, 산소 부족 등으로 대 혼란이 일어난다. 이 경우에 여객기는 산소마스크가 필요 없는 고도인 14,000피트까지 급강하하지 않으면 안 된다.

  이러한 상태를 예상하고 방지하기 위해서 여객기는 동체의 창이나 외판에 대한 강도 실험은 물론 외판에 균열이 생기거나 구멍이 났을 때 더 확대되지 않도록 하여 그러한 위험을 최대로 방지하고 있다.

여객기의 기내 온도는 어떻게 조절되가?

여객기에는 에어컨디션닝 시스템(AIR CONDITIONING SYSTEM)이라고 부르는 기내 온도 조절장치가 설치되어 있어 기내 온도를 적절하게 유지시켜 주고 있다.

  일반적으로 제트 여객기는 11,000미터 이상의 높이로 비행하고 있다. 이 경우 외기의 온도가 마이너스 56.5도나 된다. 이렇게 차거운 외기의 공기를 그대로 기내로 들여 보낼 수는 없다. 그런데 여객기의 엔진에 흡입된  외부의 공기는 압축하는 과정에서 섭씨 177도- 227도의 뜨거운 공기로 변한다. 이 뜨거운 공기를 에어컨디션닝 시스템에 공급하여 다시 냉각시켜 객실의 온도가 섭씨 20-25도가 유지되도록 조절해주고 있다.   

  다만 우리가 가정에서 사용하는 에어컨이나 냉장고는 프레온 가스(FREON GAS)를 사용하여 차가운 공기를 만들지만, 여객기의 경우에는 고온의 압축공기를 팽창시켜 냉각시켜 적당한 온도의 공기를 만들고 있다.   

여객기의  동체에 기둥이 없는 이유?

항공기의 동체에는 기둥이 없고 한 장의 외벽(겉껍질)만으로 되어 있어 마치 계란과 같은 구조를 하고 있는 것을 알면 모두 놀랄 것이다. 계란은 매우 얇은 껍질로 외각을 이루면서 적당한 강도를 유지하고 있다. 여객기의 동체도 얇은 알미늄 합금인 듀랄루민의 판(外板)으로 되어 있어 동체에 미치는 모든 외부의 힘을 달걀 껍질과 같이 동체의 외판이 받는다.

  이러한 동체의 구조를 모노코크 구조(monocoque construction)라 한다. 모노코크란 희랍어의 "하나"란 뜻의 모스노와 프랑스어의 "달걀과 같은 빈 껍데기라는 뜻의 코크를 합친 말이다.
 
   그런데 동체의 외판의 두께가 매우 얇다는 데 다시 한번 놀라지 않을 수 없다. B-747의 경우, 동체의 외판은 그 위치에 따라 다소 다르지만 가장 얇은 것이 1.6 밀리미터밖에 안 된다.  

마하란 ?

소리의 속도(음속)은 공기의 밀도와 압력에 따라 변화한다. 음속은 지상에서 기온이 15도일 때 초속 340.4 미터이다. 1,000 미터 높아질 때마다 기온은  6도씩 낮아진다. 11,000미터 상공의 성층구너에서는 기온이 -56.5도로써 음속은 295.2 미터가  된다.

 제트 여객기와 같은 음속에 가까운 고속기는 음속을 기준으로 속도를 나타내게 되어 있다. 항공기의 속도를 음속과비교하여 나타내는 것을 마하(Mach)라하며 음속과 같은 속도일 경우 마하 1이라 한다.

  마하라는 이름은 오스트리아의 물리학자였던 에른스트 마하(Ernst Mach: 1838-1916)의 이름에서 유래된 것으로써 그는 초음속과 제트의 연구로 유명하다. 음속과의 비를 나타내는 수치를 "마하 수(Mach Number)"라고 한 것은 수위스의 아콤 아케레트엿다.  

  현재 운항하고 있는 제트 여객기는 그 순항속도가 대부분이 마하 0.8 전후이며 초음소기인 콩코드의 속도는 마하 2.02이다.

니어 미스란 어떤 상태이며  최초의 공중충돌은 ?

니어 미스(near miss)는 항공기가 서로 공중충돌이나 공중접촉의 위험에 빠진 상태를 말한다.  그러나 몇 미터까지 접근하면 니어 미스라는 기준은 없다.
위험하냐 아니냐는 조종사의 판단에 맡길 수 밖에 없다.

  최초로 여객기의 충돌이 발생한 것은  런던-파리 정기노선이 개설된 3년 후인 1922년에 파리 북쪽 항공에서 일어났다.  영국의 딤라항공사의 DH-18여객기와 프랑스의 그란 잭프레스 쟈니안항공사의 파아망 골리아드가 도로를 따라 비행하던 중에 충돌했다.

  현재 민간수송기는 하늘의 고속도로라 할 수 있는 항공로에서만   비행 할 수 있고 그밖에서는 비행할 수 없기 때문에 조종사나 관제사의 미스가 없는한 공중충돌이 일어날 가능성은 매우 희박하다. 뿐만 아니라 민간수송기에는 자동공중충돌방방지 장치가 설정되어 있다.

  문제는 군용기와의 니어 미스이다.  군용기의 훈련공역이 각지에 있어서  민간수송기가 비행할 수 있는 공역이 제한되어 있다. 더욱이 민간수송기와 군용기의 관제를 각각 하고 있어 군용기와 민간수송기의 니어 미스 가능성이 매우 높다.

제트기가 처음로 개발된 것은?

최초의 제트기는 1939년에 독일이 개발한 하인켈 HE-178 전투기이다. 반면에 최초의 제트 여객기는 1952년에  영국의 디하발란드사가 개발한 코멧(Commet) 여객기이다. 1958년에 미국 보잉사의 B-707과 더글라스사의 DC-8 여객기가 개발되었다. 제트 여객기는 그 속도가 음속에 가까운 마하 0.85이다.

 음속의 2배의 속도로 초음속 여객기(supersonic transport:SST)인 콩코드는  1976년에 영국과 프랑스가 공동개발하여 정기노선에 취항 했다.

항공기에도 브레이크가 있는가?

항공기가 착륙할 때 기체를 머물게하는 역할을 하는 것이 바퀴의 브레이크다. 항공기 브레이크도 자동차 브레이크와 작동하는 원리는 같다.

 항공기의 브레이크는 유압에 의해 컨트롤되는 디스크 브레이크(disk brake)를 사용한다. 경비행기의 경우 자동차와 같은 싱글 디스크 브레이크를 사용하나 대형 제트수송기는 멀티풀  디스크 브레이크를 사용한다.

 그러나 바퀴가 활주로에 닿았을 때 속도가 시속 약 250킬로미터나 되는 제트기를 길이 약 2,000미터의 활주로에서 멈추려면 바퀴의 브레이크만으로는 약하기 대문에 에어브레이크와 엔진브레이크를 동시에 사용해야 한다.

 에어브레이크는 날개의 스포일러를 세우고, 플랩(보조날개)을 이용해서 공기의 저항을 최대한 억제하는 것이고 엔진브레이크는 에트엔진을 역추력하여 제어력을 얻는 것이다.

 이와 같이 항공기가 활주로에 머물기 위해서는 그  과정이 자동차보다 훨씬  복잡하다.  

처음으로 스튜어데스가 탑승한 것은 ?

1930년에 미국의 유나이티드 항공사가 센프란시스코-시카고 노선에 처음으로 스튜어데스를 탑승시켰다. 최초로 8명의 채용되었다.

 지금은 스튜어데스가  되ㅣ려면 키가 162 이상이 되어야하지만 그 당시에는 항공기가 작았으므로 키가 162cm 이하하야 했으며 간호사  자격이 채용조건이었다.