왜 고온에서는 비행기가 이륙하기 어려울까요?

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전 세계적으로 기온이 상승함에 따라 일부 공항에서 비행기가 이륙하기가 어려워지면서 민간 항공 산업은 또 다른 어려움을 겪고 있습니다.

CNN 에 따르면 더운 날씨가 잦아지면서 이륙이 어려운 문제가 커져 항공편이 늘어날 수 있으며, 이로 인해 항공사들은 항공편을 지연하거나 취소해야 할 수도 있습니다.

영국 레딩 대학교 대기 과학 교수인 폴 윌리엄스는 "항공기가 이륙할 때 직면하는 근본적인 어려움은 항공기가 매우 무겁고 중력에 의해 지면에 고정되어 있다는 것입니다."라고 설명합니다. "중력을 극복하기 위해 항공기는 양력을 발생시켜야 합니다. 즉, 공기를 이용하여 항공기를 위로 밀어 올리는 것입니다. 양력은 여러 요인에 따라 달라지지만, 가장 중요한 요인 중 하나는 공기의 온도입니다. 공기가 따뜻해지면 팽창하기 때문에 항공기를 위로 밀어 올릴 수 있는 분자가 줄어듭니다."

윌리엄스에 따르면, 온도가 섭씨 3도 상승할 때마다 항공기의 양력은 1% 감소합니다. "극한의 온도는 항공기 이륙을 어렵게 만드는 이유입니다. 매우 극한의 조건에서는 항공기가 이륙할 수 없습니다."라고 윌리엄스는 말합니다.

이 문제는 특히 공기가 희박한 고지대에서 심각합니다. 활주로가 짧으면 비행기가 가속할 공간이 줄어듭니다. 윌리엄스는 비행기가 20도 각도에서 6,200피트(약 1,800m)의 활주로가 필요하다면, 40도 각도에서는 그 거리가 8,500피트(약 2,800m)로 늘어난다고 말합니다.

윌리엄스와 그의 동료들은 그리스 내 10개 공항의 과거 데이터를 분석했는데, 이 공항들은 모두 여름철 고온과 짧은 활주로를 특징으로 합니다. 그 결과, 1970년대 이후 기온이 10년마다 섭씨 0.75도씩 상승한 것으로 나타났습니다. 또한 활주로를 따라 부는 맞바람이 10년마다 시속 4.3km씩 감소한 것으로 나타났습니다. 윌리엄스는 맞바람이 이륙에 유리하다고 말했습니다. 일부 증거에 따르면 기후 변화가 지구 온난화를 초래하여 바람의 속도가 느려지는 것처럼 보입니다.

그런 다음 연구팀은 온도와 측풍 데이터를 다양한 항공기의 이륙 성능을 계산하는 기계에 입력했는데, 그중에는 세계에서 가장 인기 있는 항공기 중 하나인 에어버스 A320도 포함되었습니다. 윌리엄스는 "최대 이륙 중량이 매년 127kg씩 감소하는 것을 확인했는데, 이는 수하물을 포함한 승객 한 명의 무게와 같으므로, 항공기가 매년 승객 한 명을 덜 태운다는 의미입니다."라고 말했습니다.

1988년 도입된 이후 2017년까지 A320의 최대 이륙 중량은 활주로 길이가 1,500m 미만인 연구 대상 주요 공항인 키오스 섬 국립공항에서 3,628kg 이상 감소했습니다. 영국의 런던 시티 공항도 활주로 길이가 1,500m 미만입니다. 2018년 폭염으로 12편 이상의 항공편이 안전한 이륙을 위해 승객을 내려야 했습니다. 심지어 한 항공편은 20명을 남겨두어야 했습니다. 2017년에는 피닉스 스카이 하버 국제공항에서 기온이 섭씨 48.8도에 달해 많은 여객기의 최대 운항 온도를 초과하면서 며칠 동안 수십 편의 항공편이 취소되었습니다.

컬럼비아 대학의 한 연구에 따르면, 2050년까지 보잉 737과 같은 전형적인 협동체 항공기는 미국 4대 공항(라가디아 공항, 레이건 내셔널 공항, 덴버 국제공항, 스카이 하버 공항)에서 여름철 중량 한도를 50~200% 늘려야 할 것으로 예측됩니다.

윌리엄스는 "이 문제에는 여러 가지 해결책이 있습니다."라고 말했습니다. "하나는 하루 중 가장 더운 시간대를 피해 출발 시간을 조정하는 것입니다. 이른 아침과 늦은 저녁에 더 집중하는 것이죠. 이 전략은 중동처럼 더운 지역에서 사용되어 왔습니다."

경량 항공기는 이러한 문제에 덜 취약하여 기체에 탄소 섬유와 같은 복합 소재를 사용하는 추세가 가속화될 수 있습니다. 한편, 보잉과 같은 제조업체들은 고고도의 고온 공항에서 운항할 계획이 없는 일부 항공기에 대해 변형 옵션을 제공하고 있습니다. 이 옵션은 항속 거리나 승객 수에 영향을 미치지 않으면서 감소된 양력을 보완하기 위해 더 큰 추력과 더 넓은 공기역학적 표면을 제공할 것입니다.

물론 더 효과적인 해결책은 활주로를 늘리는 것이지만, 모든 공항에서 가능한 것은 아닐 수 있습니다. 이러한 해결책이 모두 불가능한 경우, 승객들은 항공편을 놓치게 될 것입니다. 윌리엄스에 따르면, 극심한 더위로 인해 항공편을 놓치는 경우는 드뭅니다. 대부분의 항공기는 최대 이륙 중량에 도달하지 못합니다. 윌리엄스는 활주로가 짧고 고도가 높은 공항, 그리고 여름철에 항공편을 놓치는 경우가 대부분이라고 말했습니다.

안캉 ( 야후 에 따르면)

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