항공 - 비행기와 속도

비행기와 속도

비행기의 속도는 어떻게 측정할 수 있는지 알아보도록 한다. 비행기의 속도측정법은 피토관(Pitot - Tube)이라는 장치와 관련이 이는데 피토관은 쉽게 항공기의 속도를 측정하는 장비입니다. 이는 비행기만이 아니라 선박에도 상용이된다고 합니다. 공기의 흐름에서 총압과 정압의 차이를 측정하여 그 차이를 비교해 유속을 구하는 장치입니다. 이를 바탕으로 풍속을 측정하기도 합니다. 여기서 측정한 속도를 통해서 순조로운 항행을 이어갈 수 있습니다.

보잉 737의 이륙속력은 시속 230km이며, 대형 항공기인 보잉 747의 이륙속력은 시속 320km에 달한다고 하는데 그 이유는 무거운 비행기일 수록 더 빠르게 달려야만 하늘로 날아오를 수 있기 때문이라고 한다. 활주로가 짧으면 충분한 속력을 얻기에는 힘이 드는 장소는 특수 장비를 사용하기도한다. 예를 들면 항공모함의 활주로는 100~200m 정도여서 캐터펄트라는 특수 장비를 사용하여 전투기를 100m도 안되는 거리에서 시속 250km 이상으로 가속시켜서 발사한다. 어떤 방법을 쓰던지 간에 이륙을 하려면 충분히 빨라야한다는 것이다.

이륙한 항공기는 고도를 계속 높이는데 높이 올라가려면 연료가 더 많이 들지만 높이 올라가야 속력이 더 빨라지는데 그 이유는 고도가 높으면 높을수록 공기가 희박해져 공기의 저항을 적게 받기 때문이다. 항공기는 제트엔진을 쓰는데 공기를 압축한 뒤에 연료와 섞어서 폭발시키는 힘으로 이륙한다. 반대로 공기가 너무 희박하다면 압출시킬 공기가 없는 것이니 엔진이 제대로 힘을 낼 수가 없다. 공기저항은 최소로 줄이며 제트엔진의 힘은 최대로 낼 수 있는 곳도는 지상 10km 정도이다. 여객기의 경우에는 시속 900k까지 속력을 낼 수 있다고 한다.

소리보다 빠른 항공기는 대개로 전투기이다. 빠른 비행기의 속력을 나타내는 단위는 '마하'이며, 마하는 소리의 속력을 뜻하는 단위이다. 마하 1은 해면고도에서 약 1,200km/h에 해당하고 고도가 높아지면 대기온도가 낮아지면서 음속은 느려진다고 한다. 마하를 넘어서는 비행기는 음속을 초월했다고 불려 '초음속기'라고 부른다. 전투기는 보통 마하2의 속도는 내는데 마하 2의 속도는 해면고도에서 시속으로 계산을 한다면 약 2,40km/h를 낼 수 있다.

정찰기나 전투기 중에는 마하 2를 훌쩍 넘는 초음속기가 많아서 여객기 중엣도 마하 2의 속력을 냈던 초음속기 콩코드가 있었다. 비행기 사고와 재정 악화로 인해 2003년부터는 운행이 중지가 되었지만 미래에는 유렵과 우리나라를 2시간 안에 연결하는 극초음속 비행기가 등장할 예정이라고 한다.

그리고 초음속기가 빠르게 날 수 있는 이유는 공기의 저항을 줄이고 빠르게 날 수 있도록 디자인 된 외부 형태와 강력한 엔진 덕북이라고 한다. 초음속기는 제트엔진의 후방부에 연료를 추가로 연소시켜서 출력을 높일 수 있는 '애프터 버너'가 달린 엔진을 쓴다고 한다. 연료의 소모가 크지만 더 빠르게 달릴 수 있다고 한다.