재미있는 항공상식

항공기

항공기가 후진할 수 없는 이유

"승객 여러분, 지금 곧 인천 공항에 도착하겠습니다.   좌석에서 안전벨트를 착용해 주시기 바랍니다."

창밖으로 성냥갑만한 집들과 개미길 같은 도로가 스쳐 지나간다.

"슈웅~~ 쿵!!!!"

항공기가 활주로착륙하는 소리와 함께 작지않은 흔들림이 아직 잠에 취한 승객들을 깨운다.

그런데 갑자기 더 큰 굉음이 창밖으로부터 들려온다.

"콰콰~~ㅇ... 위~~잉"

이 굉음 소리가 들려오자 항공기는 서서히 속도를 줄여가며 안정된 속도를 되찾는다.

비행기를 타 보신 분들이라면 이런 현상을 한번쯤은 기억하고 있을 것이다.  이런 큰 소리, 굉음은 무얼까?  혹자는 항공기를 활주로에 빨리 세우기 위해 엔진을 거꾸로 돌리면서 생겨나는 소리라고 하던데..  맞는 말일까?

Landing

Landing

일부는 맞고 일부는 또 틀리다.

항공기는 시속 7-800킬로미터에 이르는 엄청난 속도로 하늘을 날다가 정해진 목적지 공항에 내리게 된다.

하지만 이런 엄청난 속도를 그대로 유지한채 지상에 착륙할 수는 없다.  최대한 속도를 줄이고 또 줄여 충격을 최대한 감소시키면서 사뿐히 내려앉아야만 한다.  그러나 아무리 속도를 줄여도 아직 남아있는 항공기 속도는 여전히 빠르다.

이런 항공기를 지상에서 최종적으로 안전하게 정지시키는 데는 아주 강력한 제동장치가 필요한데, 대표적인 것이 랜딩기어, 타이어에서 작동하는 브레이크날개 일부분을 고추세워 바람을 가로막는 장치, 그리고 엔진 역추진 장치라고 할 수 있다.

이중에서 물론 가장 큰 제동력을 발휘하는 것은 타이어/바퀴에서 발생하는 브레이크 제동능력이다.  우리가 흔히 알고 있는 자동차의 ABS 라고 부르는 브레이크 방식이 사실 항공기 제동장치에서 비롯된 것이고, 그만큼 탁월한 제동능력을 보여준다.

위에서 언급한 내용 중에 엔진  역추진이라는 표현을 썼는데... 그렇다면 항공기를 세우기 위해 엔진을 거꾸로 돌린다는 말인가?

결론부터 말하면 엔진 역추진이라는 표현은 적절하지 않다.  엔진을 거꾸로 돌리는 것은 아니기 때문이다.

엔진에 의해 발생하는 추진력의 비밀은?
엔진에 의해 발생하는 추진력의 비밀은?

단지, 엔진 뒤로 내뿜는 바람의 방향을 바꾼다고 표현하는 것이 맞는 표현일 것이다.   기본적으로 항공기 엔진 구조는 거꾸로 돌릴 수는 없게 되어있다.  엔진 블레이드를 돌려 공기를 엔진 안으로 빨아들여 일부는 연료를 태워 제트 분사를 하고, 일부는 공기를 빠른 바람으로 변화시켜 뒤로 내 뿜는 힘에 의해 추진력이 발생하도록 설계되어 있기 때문이다.

우리는 흔히 제트 항공기 엔진 힘은 연료를 태워 내뿜는 제트추진에서 발생한다고 생각하기 쉽지만, 사실은 공기를 빨아들여 뒤로 내뿜는 공기의 힘이 더 크다.  그래서 이런 엔진을 터보팬 엔진이라고 부르는 이유이기도 하다.

엔진 옆을 개방해 추진력을 감소시킨다.
엔진 옆을 개방해 추진력을 감소시킨다.

이렇게 뒤로 내뿜는 바람의 힘이 상당히 크기 때문에 엔진으로 빨려들어가는 공기를 차단시키면 가장 효율적으로 추진력을 감소시킬 수 있으나 실질적으로 엔진으로 유입되는 공기를 일시에 차단시킬 수는 없다.  왜냐하면 엄청나게 빠른 속도로 회전하던 블레이드를 갑자기 멈출 수는 없기 때문이다.

그래서 생각해 낸 것이 공기를 엔진 뒤로 뿜어내지 않게 바람 방향을 바꾸는 방법을 생각해 내게 된다.

항공기는 지상에 바퀴가 닿게 되면 엔진 덮개 일부를 열어 비행 중에 엔진 뒤로 뿜어내던 공기 추진력을 옆으로 분산시키며 추진력을 감소시키고 일부는 전방으로 내뿜어 항공기의 속도를 줄여주게 되는 것이다.  이런 제동 방식을 Thrust Reverse (역추진) 이라고 표현한다.

항공기를 뒤로 후진시키는 토잉카(Towing Car)

따라서 최근의 민간 제트 항공기들은 추진력을 뒤에서 앞으로만 발생시키므로 뒤로 후진시킬 수는 없다.

물론 최악의 조건을 만들어 위 그림과 같이 엔진 덮개를 개방해 출력을 최대로 올리면 공기흐름 일부가 전방으로 발사 될 것이다.

그러면 그 공기 힘으로 인해 아주 조금은 항공기를 뒤로 후진시킬 수 있을 지 모르겠지만, 상식적으로 이런 무리한 모험을 감행할 수는 없는 노릇이니 실질적으로는 민간 제트 항공기는 뒤로 후진시킬 수 없다고 보는 것이 맞을 것이다.

 

그래서 공항에서 보면 거대한 항공기가 손님을 태우고 일정 거리 뒤로 움직일 때는 스스로 움직이지 않고, 토잉카(Towing Car)라고 불리는 트럭에 의해 뒤로 움직이는 것이다.

 

혹시 앞으로 비행기를 타시게 된다면 지상에 착륙해 '윙~~~' 하는 굉음이 들릴 때 창밖으로 엔진 쪽을 바라 보시길..  물론 날개 아래에 가려져 제대로 확인하기는 힘들지 모르지만, 앞 좌석에 앉았다면 엔진 주변이 개방되는 보기 드문 장면을 불 수 있을 지도 모른다. ^^;;

 

< 여러가지 형태의 엔진 Thrust Reverser >






 

#항공기 #역추진 #ThrustReverse #제동 #후진 #항공 #공항 #제트 #터보팬 #토잉 #토잉카 #엔진

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