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기타공학/비행기

[데이터주의] 여객기가 하늘을 날기 위해 거치는 여러가지 실기 평가들


개발 완성단계의 여객기 테스트의 이모저모



자동차 개발되어 시장에 출시 되기까지, 여러가지 시험을 거치게 됩니다.



www.tirerack.com



아마 많은 분들이 한 번쯤은 관련 영상을 보셨지 않을까 싶습니다. 



자사 제품을 홍보할 목적으로, 혹은 언론에서 컨텐츠를 제작하는 목적으로, 여러 시험들이 대중에 공개 되었지요.



반면 항공기의 경우는, 보안의 문제로 인해 극히 일부분의 시험이 제한적으로만 알려져 있었는데요. 



최근 보잉과 에어버스 홍보를 목적으로한 여객기 테스트 영상을 공개해서 흥미를 끌고 있습니다. 



http://www.airbus.com



가장 먼저 '워터 스프레이 테스트' 입니다.



런웨이에 약 3천갤론 (1만1천리터)의 물을 뿌린 후, 항공기가 활주하는 시험입니다. 



주로 노즈기어와 메인기어에 미치는 악영향을 체크하고, 엔진 및 APU에 물이 들어가면서 변하는 퍼포먼스를 측정하는 목적을 가지고 있다고 합니다. 



https://www.youtube.com/watch?v=eQgdOAC2aNM



별로 대단해 보이지 않는 시험 같지만, 자동차만 해도 갑자기 도로에서 물을 만나면 차가 휘청거리게 됩니다. 



거의 150톤에 육박하는 기체가 시속 300km/h 이상에서 물을 만나는 가혹한 상황이니, 반드시 거쳐가야 하는 시험이 아닐까 싶습니다.






다음으로는 '최저 이륙 속도 테스트'입니다.



이건 에어버스 자료만 찾아지네요. 기체가 설계상 낼 수 있는 최저 이륙 속도가 실제 기체에서는 얼마나 되는지를 확인하는 시험입니다. 



commons.wikimedia.org



예를 들어, 이륙하려는 비행기가 300km/h로 활주 한다고 해도, 50km/h의 뒷바람이 불면, 항공기 날개 위의 공기 속도는 250km/h가 됩니다. 



환경에 따라 다른 이륙 성능을 보여주기 때문에 항공기의 실제 최저 이륙속도는, 엔진의 성능과는 별개로 반드시 확인 되어야 하는 부분이지요.



https://www.youtube.com/watch?v=EXYPcEVSjjo




안전 장비를 갖춘 시험 비행기가 속도를 단계별로 낮추어 가며, 최저 이륙속도를 확인 하게 됩니다. 



또한 이 테스트가 중요한 이유는 바로 다음에 연결되는 '테일 스트라이크' 시험과 연결되기 때문입니다. 





'테일 스트라이크 테스트'는 아마 항공기에 관심 있으신 분들이라면 다 아실 겁니다. 



여객기는 동체의 길이가 길기 때문에, 간혹 이륙시 꼬리날개 하부쪽이 바닥에 닿는 일이 발생하지요. 



https://www.youtube.com/watch?v=EXYPcEVSjjo




이 사고를 테일 스트라이크 라고 하는데요.  



필요 이상의 충격은 동체의 피로파괴를 불러오고, 제때 정비가 되지 않으면 대형 참사로 이어지는 경우가 자주 발생 합니다. 



www.flickr.com/photos/magallen/8692377254



그래서 아얘 실제 기체 상태에서 테일 스트라이크 테스트를 하게 되고, 여기서 얻은 데이터를 설계에 활용 한다고 하네요.






시험은 달릴때만 이뤄지지 않습니다. 얼마나 잘 서는지를 평가 하는 시험도 있지요. 



RTO (Rejected Take Off) 라고 최대 출력의 이륙 상황에서, 오로지 브레이크만으로 항공기를 제동시키는 시험입니다. 



https://www.youtube.com/watch?v=_g6UswiRCF0




747-8의 경우 이륙속도가 320km/h인데, 



엔진 고장을 가정하여 역추진을 전혀 사용하지 않고, 이걸 브레이크로만 급제동하는 시험입니다. 



운동에너지가 열에너지로 소모되는 관계로, 대부분의 경우 바퀴에 불이 붙게 되는데요.



independent.co.uk




붙는건 할 수 없지만, 소방차가 올 수 있는 최대의 시간, 정지 후 5분간 잘 버틸 수 있는지를 보는게 시험의 최종 목적이지요. 



브레이크의 제동성능에 내구성능(?)을 같이 보는 시험인 셈입니다.



아무리 잘 준비된 환경이라도, 상당히 위험한 시험이라는 생각이 드네요. 멀쩡한 바퀴에 일부러 불을 붙이는 거니까요.






마지막으로는 '냉간 시동 테스트' 입니다.



이건 간단(?) 합니다. 영하 40도 이하의 환경에서 항공기를 12시간 이상 노출 시킨 뒤, 모든 장비가 정상적으로 작동하는 지를 보는 테스트 입니다. 



www.skiesmag.com




물론 항공기의 고도가 높아지면, 영하 40-50도를 밑도는 낮은 온도에서 날게 되지만, 가동 중에 낮은 온도로 진입하는 것과, 아얘 낮은 온도에서 가동을 시작하는 건 상황이 다르지요. 



모든 부품이 꽁꽁 언 상태에서, 얼마나 정상적으로 작동하는지를 보는 시험이라고 보시면 됩니다.





공개된 영상은 주로 지상에서 이뤄지는 시험에 대한 내용들입니다. 



비행 중 평가하는 항목에 대해서는 아직 자세히 알려진 영상은 없습니다만, 비행 중 엔진 재시동이라던지, 실속 속도 측정이라던지 하는 항목들이 분명히 있을 텐데요. 



https://www.youtube.com/watch?v=nLY2mLlka-s




여객기의 테스트 파일럿들이 헬멧에, 낙하산을 메고 비행하는 모습에서, 이들 시험이 꽤나 위험한 작업임을 미루어 짐작해 볼 수 있습니다.



마지막으로, 개발사가 아니라 FAA인 듯한 곳에서 실시하는 충돌 테스트를 감상(?)해 보시죠. 



잘못된 착륙이 얼마나 치명적인지를, 간접적으로 체험(!)할 수 있는 영상입니다.