[과학을읽다]항공기 타이어는 통고무?

[아시아경제 김종화 기자]항공기 타이어는 항공기가 착륙할 때 엄청난 무게를 견뎌야 합니다. 그래서 항공기의 타이어는 속이 비어있지 않고 통째로 고무로 돼 있을 것이라고 생각하는 사람들이 있습니다. 그러나 항공기 타이어도 자동차 타이어와 마찬가지로 속은 비어있습니다.

착륙 때의 엄청난 압력과 고열을 견뎌야 하는만큼 항공기 타이어는 자동차와 비교할 수 없을 만큼 강도가 높아야 합니다. 항공기 타이어는 자동차 타이어에 비해 약 6배 정도인 200psi(프사이)의 압력을 견딜 수 있다고 합니다. F-16 등과 같은 전투기의 타이어는 이보다 더한 320psi의 강도라고 합니다.

보통 항공기 타이어는 정격 압력의 4배 정도를 3초 동안 견딜 수 있어야 합니다. 아주 강력한 강도로 제조되기 때문에 타이어가 열과 압력을 못이겨 터지는 경우는 거의 없다고 합니다. 타이어가 터질 정도의 열과 압력이 발생한다면 타이어가 터지기 전에 랜딩기어 휠이 먼저 파손될 가능성이 훨씬 높다고 합니다. 강도를 따지자면 타이어가 휠보다 더 튼튼할 수 있다는 말입니다.

자동차 타이어 수명은 운행 거리 등에 따라 결정되지만 항공기 타이어는 착륙 횟수로 결정됩니다. 보통은 250~350회 정도 착륙하면 항공기 타이어의 수명은 다합니다. 단거리 국내선의 경우 하루 4~5번 착륙할 경우 2개월 내외, 장거리 국제선의 경우 4~5개월 정도면 타이어를 교체해야 합니다.

대신 자동차 타이어처럼 타이어 속에 산소가 포함된 공기를 채우지는 않습니다. 순간적 고열로 인한 발화 가능성 때문에 항공기 타이어에는 질소가 투입됩니다.

착륙할 때 항공기 타이어는 엄청난 무게로 지면과 닿는 충격과 그 충격으로 인한 고열을 버텨내야 합니다. 타이어가 지면(활주로) 첫 접촉할 때는 타이어가 구르지 않는 상태여서 타이어가 자연스럽게 브레이크 역할을 하면서 연기가 스파크처럼 피어 오르고 어마어마한 고열에 휩싸이게 됩니다.

타이어의 온도가 높아지면 구조가 약화되고 발화할 가능성이 높아집니다. 만약 타이어 속에 공기가 들었다면 기체가 발화해 폭발할 수 있습니다. 그래서 때문에 비발화성 기체인 질소를 주입합니다. 반대로 아주 높은 고도에서 비행할 때는 영하 30℃ 내외의 환경에서 장시간 견뎌야 하는데 공기는 그 정도 온도에서는 얼어버리지요.

그 상태에서 착륙한다면 타이어가 제 구실을 하지 못할 가능성이 높습니다. 이래저래 질소를 주입하는 이유입니다. 질소는 고온에도 잘 견디지만 영하 173℃에서도 원형을 유지할 수 있을 정도로 내외부의 환경에 그 성격이 잘 변하지 않기 때문입니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr