항공기의 속도 변화

[항공기의 속도 변화] 효율성과 운항시간 고려해 순항속도 결정


Q : 항공기는 이륙에서 착륙까지 어떤 단계를 거치게 되나요?

항공기는 터미널의 탑승교나 계류장으로부터 자력으로 움직일 수 있는 위치까지는 대개 견인차(Towing Car)에 의해 유도됩니다. 보통 이륙(Take-off)이란 말은 항공기가 비행하기 위해 동작을 시작하고부터 지표면을 떨어져서 규정된 성능으로 상승을 시작할 때까지의 일련의 과정을 일컫는 말입니다. 항공기는 그 무엇보다 안정성이 크게 요구되고 있기 때문에 이륙활주 중에 엔진 하나가 정지한 상황을 전제로 해서 성능을 충족시키도록 하고 있습니다.

 

이륙전환속도에 이르면 조종간 당겨

이륙을 위한 속도는 크게 3단계로 나뉘어집니다. 우선 항공기가 이륙활주를 시작한 후 엔진 하나가 고장났을 때, 이륙을 중지할 것인가 혹은 계속할 것인가를 판정하기 위해 설정된 속도를 이륙결심속도(V1 : Take-off Decision Speed)라고 합니다. 조종사는 이륙결심속도에 이르기 전까지 이륙할 것인지 말것인지에 대해 결심을 해야 합니다. 제트기가 생겨나면서부터 이륙전환속도(VR : Take-off Rotation Speed)라는 속도개념이 생겨났습니다. 즉 항공기가 이륙활주를 시작한 후 이 속도에 달하면 조종간을 당겨 기수를 일으키기 시작하는 속도입니다.

항공기가 지면에서 떨어져 안전하게 이륙을 계속할 수 있는 속도를 이륙안전속도(V2 : Take-off Safety Speed)라고 하는데, 항공기는 이륙거리의 마지막 부분(이륙면 상의 규정된 고도-35피트)에서 이 속도에 도달해야 합니다.

이륙하는 방법도 크게 두 가지로 나뉘어집니다. 스탠딩 이륙(Standing Take-off)은 활주로 중심선에 기체를 정대시킨 후 일단 정지하고, 엔진을 이륙 추력에 놓고 브레이크를 풀어 이륙활주를 개시하는 방법입니다. 이에 반해 롤링 이륙(Rolling Take-off)은 항공기가 유도로로부터 활주로로 진입할 때 일단 정지 없이 활주로 중심선에 기체를 위치시키면서 엔진을 이륙추력으로 놓고 활주를 개시하는 방법입니다.

이륙이 끝난 단계로부터 순항을 개시할 때까지의 사이엔 항공기가 고도를 증가시키는 상승(Climb)이 이루어집니다. 고도를 증가시킬 때는 수평비행에 필요한 양력과 추력보다 큰 힘이 필요합니다. 이를 위해 승강키(Elevator)를 조작하여 양력을 증가시키거나, 추력조절기(Trust Lever)를 전진시켜 추력을 높입니다.

순항고도 오르면 일정 속도로 운항

일단 항공기가 순항고도에 들어서게 되면 상승과 강하시를 제외하고는 순항속도로 정상적인 비행을 계속하게 됩니다. 이렇게 항공기가 연속적인 정상 비행을 계속할 때 사용되는 속도를 순항속도(Cruise Speed)라고 하는데 경제성과 소요시간의 균형, 즉 운항의 효율을 고려하여 속도가 정해집니다. 두 지점을 운항하는 경우 구간거리나 기상상태 및 중량 등을 고려하고 좀 더 비행시간의 단축을 목적으로 하는 것이 고속순항 방식이고, 연료 소비의 효율화를 목적으로 하는 것이 장거리순항 방식입니다. 고속순항 방식은 보통 마하 0.80에서 0.84의 속도를 유지하며, 장거리순항 방식에서는 시속 800킬로미터 정도의 속도를 유지합니다.

항공기가 목적지에 도달하여 최종 접근경로를 규정 속도와 순서에 따라 비행하면서 활주로 가장자리 위 약 50피트(15미터)를 정상적으로 통과하여 기수를 당겨올려 착륙속도를 줄이고 접지하여 완전히 정지하는 일련의 과정을 착륙이라고 합니다. 이 착륙을 성공적으로 마치면 항공기는 안전운항의 모든 단계를 거치게 되는 것입니다.

[출처] 대한항공 스카이뉴스