항공기 여압장치

[항공기 여압장치] 높은 고도에서도 편안하도록 기압 조절


Q : 고도에 따라 기압차가 있는 것으로 압니다. 그러나 고공을 비행 중인 항공기 내에서는 이를 느낄 수가 없습니다. 왜 그런가요?

A :지구를 둘러 싸고 있는 공기층을 우리는 흔히 대기권이라고 합니다. 대기권은 대부분의 기상현상이 발생되는 11킬로미터 높이까지의 대류권을 포함, 공기의 밀도와 기류운동의 유무 등에 따라 6개 권역으로 구분하고 있습니다. 항공기가 보통 이용하는 구역은 대류권으로 한정이 됩니다. 우리가 흔히 공기라고 부르는 대기는 질소와 산소 및 여러 물질로 혼합된 기체입니다. 산소가 21퍼센트, 질소가 78퍼센트로 주성분을 이루는 이 공기는 고도 100킬로미터까지는 그 혼합비가 거의 일정하게 유지됩니다.

따라서 고도가 높아진다고 해서 산소의 농도가 낮아지는 것이 아니라 단지 절대량이 적어지는 것입니다. 높이 올라갈수록 공기의 양이 줄어들게 되므로 압력, 밀도, 온도는 점점 낮아집니다. 1만피트(3천미터) 상공에 올라가면 섭씨 영하50도, 압력은 지표면의 약 26퍼센트, 밀도는 33퍼센트 수준으로 낮아집니다.

이렇게 공기가 희박하게 되면 인체는 물론이고 항공기의 성능에도 영향을 적지않게 미치게 됩니다. 인체의 생명유지를 위해 호흡으로 공기중의 산소를 취해야 하는데 호흡은 공기중의 산소 함유량과 기압이 적절한 경우에만 가능합니다.

현대의 대다수 여객기들은 제트엔진을 사용하여 고도 1만피트(3천미터) 이상을 비행합니다. 이러한 고도에서는 앞서 말씀드린대로 낮은 기압과 희박한 공기의 대기환경으로 사람이 생존하기 힘든 환경에 직면하게 됩니다. 때문에 사람이 활동해야 하는 조종실이나 객실은 바깥보다 높은 압력을 유지해야만 합니다.

고도와 기종에 따라 기내에서 유지되어야 하는 기압은 차이가 있습니다. 순항고도가 2만피트(6천미터)인 경우, 기내기압은 3천피트 고도의 기압을 유지해야 합니다. 미연방항공국(FAA)에서는 고고도 비행을 하는 항공기의 형식증명 요건으로 객실 내 압력을 최소한 고도 8천피트에 상당하는 기압(약 10.92 psi) 이상으로 유지할 수 있는 여압장치를 구비할 것을 요구하고 있습니다.

여압장치란 밀폐된 객실 내의 압력을 조절하여 외부와 기압차이를 유지하고 기압의 변화를 인체가 편한 상태로 유지할 수 있도록 조절하는 장치를 말합니다. 다시 말해 고고도에서 항공기 내부에 압력을 가해 외부보다 높은 압력으로 사람이 호흡활동에 장애가 없도록 하는 장치입니다. 이렇게 여압장치가 된 비행기는 기체의 내부의 압력이 외부보다 높으므로 당연히 항공기의 표피가 외부로 팽창하려는 힘을 받게 됩니다. 때문에 여객기는 이 팽창하려는 힘의 1.3~1.5배 정도 견딜 수 있게 설계됩니다.

객실 내부 기압이 동일할 경우 항공기 표피 강도가 높은 항공기 일수록 높은 고도를 날 수 있게 됩니다. 승객들이 1만피트(3천미터) 고도에서도 호흡이나 기타 장애없이 지상에서처럼 정상적으로 활동하고 생명을 유지할 수 있는 것은 객실의 기압과 공기량을 알맞게 조절할 수 있는 첨단 여압장치의 덕분인 것입니다.

[출처] 대한항공 스카이뉴스