재미있는 항공상식

항공기 타이어 속 기체는 무엇? 몇개월마다 교체?

쥬드 | 항공기 | 조회 수 1206 | 2017.02.06. 11:55 2017.06.18 Edited
  • 항공기 타이어는 엄청난 압력과 고열을 견뎌야

  • 그래서 타이어 내부 기체는 질소를 사용

어마어마한 크기의 항공기가 활주로에서 뜨고 내린다.

그 육중한 무게를 감당하느라 그런지 착륙하는 항공기 타이어에는 스파크가 일듯이 연기가 피어 오른다.

간혹 이런 무시무시한 무게를 감당해야 하므로 항공기 타이어가 통고무일거라는 등의 말도 들리긴 하지만 구조는 일반 자동차 타이어와 유사하다. 단지 강도와 크기에 차이가 있는 정도다.

대형 기종인 B777은 랜딩기어 타이어가 14개, 초대형 항공기 A380은 22개가 장착되어 있다. 하지만 현존하는 항공기 중 타이어가 가장 많은 기종은 안토노프 An-225 항공기로 무려 32개를 자랑한다.

자동차 타이어 수명은 운행 거리와 생산 후 경과기간에 따라 결정되는 반면 항공기 타이어는 착륙 횟수로 결정된다. 대개 250-350회 정도 착륙을 하게되면 항공기 타이어로서 수명을 다한게 된다. 따라서 단거리를 운항해 하루 4-5차례 착륙하는 경우에는 2개월 내외면 타이어를 교체해야 하고, 장거리 항공기에 장착된 경우에는 4-5개월 정도가 수명이라고 볼 수 있다.

 

ac_tire.jpg
무시무시한 무게와 고열을 견뎌야 하는 항공기 타이어

 

무시무시한 무게와 착륙 강도를 견뎌야 하는만큼 항공기 타이어 핵심은 얼마만큼 단단하느냐에 달려있다. 다시 말해 타이어 내부에 가해지는 압력을 얼마만큼 견딜 수 있느냐는 것이다. 항공기 타이어는 자동차 타이어에 비해 약 6배 정도인 200psi 압력을 견딜 수 있다. (F-16 전투기 타이어 같은 경우에는 320psi)

그럼 항공기 타이어 안에는 어떤 기체를 주입할까?

 

▩ 고열로 인한 발화 가능성 때문에 질소 투입

자동차 타이어와는 달리 항공기 타이어는 그 역할에 차이가 있으며 운용 환경도 달라 (산소가 포함된) 일반 공기를 주입하지 않는다. 항공기 타이어에 주입되는 기체는 질소(Nitrogen)다. 일반 공기가 아닌 질소를 항공기 타이어에 주입하는 이유는 크게 두가지다.

우선 착륙 시 항공기 타이어는 엄청난 무게를 견뎌야 하고, 그 충격으로 인해 발생하는 고열을 감당해야 한다. 항공기 타이어는 지면(활주로) 첫 착륙 접촉 시에는 타이어가 구르지 않는 상태다. 지면에 터치하는 순간부터 구르기 시작하기 때문에 그 엄청난 속도 차이로 인해 자연스럽게 브레이크 기능이 작동하게 되고, 타이어와 지면에서 다량의 연기가 스파크처럼 피어 오르게 되는 이유다. 이때 타이어는 엄청난 고열에 휩싸인다.

문제는 타이어가 고열이 되면 그 구조가 약화되고 발화될 가능성이 높아진다. 만약 일반 공기를 주입하면 타이어 내부 기체가 발화, 폭발할 수 있기 때문에 비발화성 기체인 질소를 주입한다. 또한 고열을 조금이라도 낮추기 위해 항공기 타이어 표면 홈은 자동차와는 조금은 다른 모양을 띄고 있다. 자동차 타이어 표면이 지그재그 형태로 마찰을 높이는 것을 목적으로 한다면 항공기 타이어 표면은 일자 홈으로 구성되어 있어 조향성 높이고 우천 시 활주로 표면 수분을 밀어내는 역할을 담당하며 오히려 상대적으로 마찰을 감소시키는 목적이 있다.

 

ac_tire_2.jpg
대부분 일직선 표면 홈을 가진 항공기 타이어

 

 

▩ 고온은 물론 저온에도 견뎌야, 동결 방지 목적

질소를 주입하는 또 한가지 이유는 타이어 내부 동결을 막기 위해서다. 착륙 시 고열을 견뎌야 하는 상황과는 반대로 항공기가 비행하는 높은 고도에서의 낮은 저온에도 견뎌야 한다. 섭씨 영하 30도 내외의 환경에서 장시간 비행할 때 일반 공기가 주입되어 있다면 타이어 안은 얼어붙기 쉽다. 미처 녹지 않은 타이어 내부 동결상태가 착륙 시 타이어 균형을 무너뜨릴 수도, 타이어 압력에 변화를 가져올 수 있다.

타이어 균형과 내부 압력의 변화는 자칫 착륙 시 타이어가 터지는 사태로 이어질 수 있기 때문에 습기가 거의 없고 (고체화되지 않고) 섭씨 영하 173도까지 원형을 유지한다고 알려진 질소를 타이어 내부 기체로 사용하는 것이다.

 

항공기 다른 모든 부품과 마찬가지로 항공기 타이어 역시 정해진 규격을 준수해야 한다. 예를 들어 정격 압력의 4배를 적어도 3초 동안 견딜 수 있도록 제작되어야 한다. 그렇기 때문에 타이어가 불량이거나 오래 사용해 낡지 않은 이상 터지는 일은 거의 없다고 봐야 한다. 오히려 타이어가 터지기 전에 랜딩기어 휠이 먼저 파손될 가능성이 높다고 전문가들은 전한다.

 

[관련글] 항공기 타이어, 착륙 후에는 식히는 시간 좀 주세요^^

 

#타이어 #항공기 #Flat #펑크 #터짐 #고온 #저온 #공기 #질소

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