육중한 덩치의 항공기. 이 무게를 떠받히는 것은 바로 타이어다. 굉장한 속도로 내려와 충격을 완화하고 그 힘을 버티는 것이 바로 타이어다.
자동차의 타이어가 없이는 생각하지 못하듯이, 항공기에서 타이어는 사고와 직결된다.
타이어라고 먼저 말하면 대개 자동차 타이어를 말한다.
I am Tired라고 말하면? 그 뜻은 물론 지쳤다는 의미다.
타이어를 만드는 굿이어사를 창시한 찰스 굿이어가 자신이 개발한 고무바퀴에 이름을 붙일때, 그의 딸이, '자동차에서 가장 피로한(Tire) 부분이 고무바퀴다'라고 한데서 이름이 유래하였다. 지금부터 타이어가 얼마나 피로한지 한번 살펴보자
보잉 747의 이륙직후 16개의 동체 타이어를 접는 모습이다.
항공기의 무게에 따라 타이어 숫자는 각기 다르다.
보잉 777의 타이어는 12개로 구성되었다. 물론 힘을 거의 지탱하지 않는 전방의 Nose Gear는 제외하고.
A380 항공기의 타이어, 메인기어 타이어만 해도 20개다.
A380항공기의 지상 주기중인 상태의 타이어.
세계최대의 수송기라고하는 C-5 Gallexy 수송기.
갤럭시 수송기의 타이어와 랜딩기어 스트러트를 가까이서 본 모습이다. 하나의 Strut에 4개의 바퀴가 장착되어있으며,
랜딩기어를 Up-Down하는 것은 나사처럼 생긴 스크류를 돌려서 작동시킨다.
항공기가 접지할때, 타이어는 그 마찰로 인해 상당한 손상과 마모를 발생시킨다.
엔진을 이용한 역분사를 통해서도 속도를 제어하지만 그 무게와 속도를 멈추기위해 타이어는 엄청난 브레이크 압력을 견뎌야 한다. 타이어 내부는 200도씨가 넘는 온도가 발생하며, 이를 견디기위해 내부에 금속 와이어를 삽입하는등 제조에 엄청난 공학이필요하다.
저 엄청난 속도와 터치다운의 파워를 보라. 얼마나 사용가능할까?
대개 전투기는 전투기 무게에 따라 다르고, 폭탄 탑재량, 조종사의 브레이크 습관등에 따라 다르지만 대개 30회정도를 랜딩하면 교환을 해야한다.
제때 교환이 안되면 저렇게 타이어가 터지는 경우가 발생한다. 물론 이런상태는 조종사가 잘못 착륙하여 한쪽으로만 힘을 가하는 경우에도 발생한다. 가끔은 활주로에 못이나 금속 파편이 타이어를 터지게하는 경우도있다.
항공기 무게가 양쪽으로 분산되어야 타이어가 안전하나 이런 사진의 경우 한쪽의 타이어로 지탱해야하므로 거의 타이어 손상과 랜딩기어 금속도 손상을 입게된다.
타이어의 규모를 짐작할수있다. A380 노스랜딩기어 타이어인데, 미셜린 제품이다. 타이어에 씌여진 숫자는 타이어의 직경과 강도, Radial Tire라는 뜻을 의미한다. 타이어 하나는 대개 1000만원 이상이며 브레이크 아세이 전체로는 억단위를 넘어가기도한다. 저 끌고가는 아저씨 배도 타이어 하나가 들어있을법하다.
AN-124 항공기의 타이어. 참으로 일사분란한 공산권 국가의 설계방식을 반영한듯하다.
AN-225의 타이어 정열모습.
타이어가 이렇게 손상된 경우, 즉 다른 부분은 말짱한데, 한 면만이 닳은것은 조종사가 브레이크를 잘못 사용한 경우이다.
아니면 브레이크 계통이 고장나서 ABS(항공기에서는 Anti Skid라함) 계통이 고장나면서 발생하는 문제이다.
Il-76항공기의 타이어. 브레이크가 과열되어 소방관이 브레이크를 식히기 위해 불을 뿌리는 장면이다. 브레이크 온도는 200도씨가 넘으며, 가끔은 브레이크에 장착된 볼트, 리벳들이 열팽창으로인해 튕겨져 날라가기도한다.
밤에 타이어를 보면 벌겋게 달아오른 모습을 볼수있다.
타이어는 일반 자동차 타이어와는 기능이 다소 다르다.
타이어라면 다 같은게 아닐까?
아니다. 자동차는 ...........
엔진의 힘을 차축에 전달하고 차축은 타이어를 회전시켜서 엔진힘을 타이어에 전달해야하고 타이어 마찰력과 회전력으로 차를 움직인다.
하지만 항공기는 엔진 추력으로 날라 다니므로 타이어는 단지 브레이크 잡을때만 필요하다.
그래서 타이어 표면 구조가 복잡한 자동차와는 비교적으로 매우 단순하다
타이어는 한결 같이 일자 무늬다. 이를 구루브(Groove)라 하는데, 빗물이나 타이어에서 열때문에 생기는 수증기를 배출하기위함이다. 즉 수막현상(Hydroplaning)에서 물이나 수증기를 배출하는 역할을 한다.
엄청난 속도에서 타이어의 마모에서 나는 연기는 심한경우 항공기를 들어올릴만큼 힘이있다.
이를 수막현상이라한다. 마모시 발생한 연기에 의한 가스힘이 타이어를 활주로 표면에서 살짝 띄우는 역할을 하여 마치 물위에서 미끄러지는 듯한 현상이 벌어지기도한다.
위 타이어 사진의 첫번째 타이어를 보면 Groove가 모두 닳아 없어진걸 볼수있다.
이 타이어는 교환시기가 되었다는 것이다.
전투기의 경우에는 어느정도 타이어가 닳으면 빨간색 선이 나타나게 만들어졌다. 정비사가 눈으로 쉽게 교환시기를 알수있도록 표식을 한것이다.
연기가 아닌 물이있는 경우 수막현상이 발생하여 활주거리를 길게하고, 사고로 이어지기도 한다.
보잉 747항공기의 Hard Landing. 엄청난 타이어 손상을 초래한다. 이런 경우 대개 타이어 전부를 바꾸어 버리는데, 그 비용은 수억에 해당되며 피해는 엄청나다 할 것이다.
타이어 하나만 터졌다. 다행하게도 타이어 부하는 다소 여유를 두어서 하나가 터진다고해서 하중 전체를 지지 못하는 것은 아니다.
타이어를 교환하는 정비사. 모통힘든 작업이 아니다.
타이어를 교환하는 동안 항공기를 받치고있어야하는데, 이를 Jacking장비라 한다. 두 타이어 사이에 Jack이 항공기 무게를 받치고있다.
타이어가 잘못되면 발생할수있는 동체착륙. 영어로는 Velly Landing즉 배꼽착륙이다.
Nose Tire에 압력이 약한상태로 Taxing하는 A-10. 조치할수있는것은 즉시 임무를 중지해야한다. 랜딩하다가 터질수있기 때문이다. 압력은 거의 200 Psi정도이다.
타이어 압력이 전부 빠져버렸다. 이 상황은 항공기를 장기간 운영하지 않고 둘경우 무게 때문에 타이어가 한쪽으로 찌그러진다. 그러다가 비행기가 약간만 움직이면 한쪽으로 모두 바람이 빠져버리게 된다.
그래서 항공기는 오랜동안 주기할 경우 약 90도 정도씩 항공기를 이동시켜준다. 타이어 변형을 막기 위함이다.
바퀴가 땅에서 떨어지는 순간이다. 저 회전력의 힘은 무서울 정도며, 항공기 운동을 방해한다.
이륙 직후 모습. 이륙하면서 회전하게되는 타이어는 회전력이 엄청나다.
그래서 타이어는 항공기에 모두 접혀 들어가는 순간 자동으로 브레이크가 잡힌다.
위 사진에서처럼 랜딩기어가 들어가고있는 중에도 회전력이 남아있다.
이 회전력은 무게가 엄청나서 자이로(지구팽이와 같은 현상)역활을 하여 항공기 움직임을 방해할수있다. 그래서 타이어가 동체에 들어가면 브레이크를 잡아 회전력을 제거한다.
하지만 반대로 착륙할때는 돌려주는 기능은 없다. 일부는 랜딩전 타이어를 돌려주는 기능을 만들어 실험도 했지만 별 효용성이 없다.
타이어중에 가장 특이한 타이어이다. SR-71에 사용되는 타이어인데, 꼬마들 자전거 처럼 통타이어를 사용한다.
항공기가 워낙 고속으로 비행하다보니 공기압축현상으로 동체의 온도가 수백도를 올라가므로 타이어가 항공기 내부에서 터져버릴 위험이있다.
그래서 타이어에 알루미늄과 고무를 혼합하여 고온에서 견딜수있도록 하고 공기는 일체 주입하지 않는다.
