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항공

  • 비행기와 속도
      보잉737의 이륙속력은 시속 230km이지만, 대형 항공기인 보잉747의 이륙속력은 시속 320km에 달한다. 무거운 비행기일수록 더 빨리 달려야 하늘로 날아오를 수 있기 때문이다. 활주로가 짧아 충분한 속력을 얻기 힘든 곳에서는 특수 장비를 사용한다. 예를 들어 항공모함의 활주로는 100~200m 정도에 불과해, 캐터펄트라는 특수 장비를 사용해 이륙속력을 낸다. 캐터펄트는 총이 총알을 발사하는 것처럼 전투기를 100m도 안 되는 거리 동안 시속 250km 이상으로 가속시켜 발사한다. 어떤 방법을 쓰든, 이륙하려면 충분히 빨라야 하는 것이다.

       

  • 비행기와 속도
      이륙한 항공기는 고도를 계속 높인다. 높이 올라가려면 연료가 더 많이 들지만, 높이 올라가야 속력이 더 빨라진다. 그 이유는 고도가 높을수록 공기가 희박해져 공기 저항을 적게 받기 때문이다. 그렇다고 무작정 높이 올라가는 게 좋은 건 아니다. 항공기는 제트엔진을 쓰는데, 공기를 압축한 뒤 연료와 섞어 폭발시키는 힘으로 난다. 공기가 너무 희박하면 압축시킬 공기가 없으니 엔진이 제대로 힘을 낼 수 없다. 공기저항은 최소로 줄이고, 제트엔진의 힘은 최대로 낼 수 있는 고도가 지상 10km 정도다. 여객기의 경우 시속 900km까지 속력을 낼 수 있다.

       

  • 비행기와 속도

      소리보다 빠른 항공기는 대개 전투기다. 빠른 비행기의 속력을 나타내는 단위는 ‘마하’로, 소리의 속력을 뜻하는 단위다. 마하 1은 해면고도에서 약 1,200 km/h에 해당하며, 고도가 높아질수록 대기온도가 낮아지며 음속은 느려진다. 마하를 넘어서는 비행기는 음속을 초월했다고 해서 ‘초음속기’라고 부른다. 전투기는 보통 마하2의 속도를 낸다. 마하 2의 속도는 해면고도에서 시속으로 계산하면 약 2,400 km/h이다.  

      전투기나 정찰기 중에는 마하 2를 훌쩍 넘는 초음속기가 많다. 여객기 중에서도 마하 2의 속력을 냈던 초음속기 콩코드가 있었다. 비행기 사고와 재정 악화로 2003년부터 운항이 중지됐지만, 미래에는 우리나라와 유럽을 2시간 안에 연결하는 극초음속 비행기가 등장할 예정이다.

  • 비행기와 속도

      초음속기가 빠르게 날 수 있는 이유는 공기저항을 줄이고 빠르게 날 수 있도록 디자인 된 외부 형태와 강력한 엔진 덕분이다. 초음속기는 제트엔진의 후방부에 연료를 추가로 연소시켜 출력을 높이는 ‘애프터 버너’가 달린 엔진을 쓴다. 연료 소모가 많지만 더 빠르게 날 수 있다. 위 그림은 SR-71의 엔진의 테스트 사진. 애프터버너가 최대로 가동되고 있다. 

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