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항공기의 종류 정리

사람이나 물건을 싣고 공중을 비행할 수 있는 교통수단을 모두 통틀어 ‘항공기’(aircraft)라고 한다.
미사일은 항공기와 같은 역학 원리로 목표물을 향해 날아가지만 단순히 비행체일 뿐 항공기는 아니다.
또한 아예 지구 대기권을 벗어나 날아가는 로켓, 우주 왕복선은 비록 승무원이 탑승했다 하더라도 항공기라고 간주하지는 않는다.

항공기를 분류하는 큰 속성을 둘 꼽자면 경항공기냐 중항공기냐, 그리고 동력원이 있냐 없냐이다.
경항공기(aerostat)란 밀도를 공기보다 낮춤으로써 날아가는 항공기를 말한다. 동력원이 없는 경항공기는 기구(balloon)이며, 동력원이 있는 경항공기는 비행선(airship)이다.

밀도를 낮춰서 뜨기 위해서는 경항공기는 부피가 어마어마하게 커야 한다. 비운의 사고로 최후를 맞이한 힌덴부르크 호의 경우 생긴 것만 봐도 프로토스 캐리어를 연상시키는데, 타이타닉 호보다 덩치가 더 컸다. 마치 옛날에 자전거가 앞바퀴가 엄청나게 컸던 것 같은 그런 과도기 모습을 보는 것 같다. 물론 그래 봤자 수송 인원은 오늘날의 중형 제트 여객기 수준밖에 안 된다.

기구는 수송력과 이동성은 실용적인 가치가 거의 없으며 그저 하늘에 뜨는 것 자체에만 의미가 있다고 봐야 한다. 그나마 비행선이 20세기 초반에 여객 수송용으로 잠시 실용화된 적이 있다가 경제성, 안전 등 여러 문제로 인해 오늘날은 사라졌다. 공기보다 가벼운 대표적인 기체인 수소는 너무 위험하고 헬륨은 너무 비싸다는 게 문제이다. 공기보다 가볍다고 해서 기구가 한없이 위로 올라가면, 희박한 주변 공기 탓에 기구 내부의 공기가 펑 터져 나오고 만다는 것도 잘 알려진 현상이다.

그럼, 중항공기에 대해 살펴보자. 중항공기는 공기보다 무거우며, 양력이라는 물리 특성을 활용하여 공중에 뜬다. 중항공기 중에 동력원이 없는 것은 글라이더(glider)이다. 물론 글라이더는 스스로 공중에 뜰 수는 없기 때문에 마치 연을 처음 날릴 때처럼 자동차 견인 같은 도움을 받아야 한다. 동력도 없는 데다 밀도까지 높은 글라이더는 기구만큼이나 용도가 크게 제한되며, 탑승 인원도 거의 전투기 수준밖에 될 수 없다.

동력원이 있는 중항공기가 드디어 진정한 ‘비행기’(airplane)이라고 불릴 수 있는 교통수단이며 그 전신을 라이트 형제가 최초로 발명한 것으로 알려져 있다. 단순히 car이다가 이제 automobile로 바뀐 셈이다. 비행기는 크게 고정익 항공기와 회전익 항공기로 나뉜다. 전자는 고정된 커다란 날개를 통해 양력을 얻어서 공중에 뜨며, 이착륙할 때 활주로가 필요한 평범한 비행기이다. 후자는 우리가 헬리콥터라고 부르는 그런 비행기이다. 물론 수직 이착륙이 가능한 중간 형태의 비행기도 특수한 용도로 쓰인다.

따라서, '경비행기'는 말 그대로 덩치가 작은 중항공기를 일컫는 말이지만, '경항공기'는 부피면에서 비슷한 수송력을 지닌 중항공기보다 훨씬 더 크면 컸지 결코 작지는 않다는 것을 알 수 있다.

바퀴를 굴려서 지표면과의 마찰을 의지하여 움직이는 육상 교통수단과는 달리, 항공기와 선박에는 동력원이 없이 움직이는 방법이 존재한다는 것이 인상적이다. 비록 동력 기관이 발명된 것은 2, 300년 남짓밖에 안 되었지만, 육로와 해로는 성경에도 등장할 정도로 인류 역사상 가장 오래 된 교통수단이다.

그 반면 철도는 은근히 굉장히 최근에 발명된 교통수단으로, 처음 등장한 시기가 고작 1800년대밖에 되지 않는다. 항공은 역사가 더 짧아서 겨우 1세기 남짓이다. 그래서 항공업계에서 쓰이는 cabin, boarding, captain 같은 용어는 선박 분야로부터 고스란히 물려받은 용어이기도 하다. 다른 교통수단도 마찬가지이지만 항공은, 말세에 인류의 이동이 빨라져 이리저리 왕래하고 지식이 증가할 거라고 성경 다니엘서에 예언된 그 예언을 이루는 주된 도구임이 틀림없다.

그나저나 집채만한 비행기가 어떻게 공중에 뜨고 전투기는 묘기까지 부릴 수 있는지, 글라이더가 어떻게 뜨는지도 나는 도통 이해할 수 없다. 파일럿 류만 이해가 안 가는 게 아니라 항공기 류 자체가 별로 이해가.. ㅜㅜ
불과 몇백 년 전만 해도 당대 최고의 물리학자조차 공기보다 무거우면서 하늘을 나는 artifact는 존재 불가능이라고 단언을 했었지 않은가.

Posted by 사무엘

2010/01/11 09:39 2010/01/11 09:39
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인천 공항 스타라인

인천 공항 내부에 있는 스타라인이라는 무인 경전철은, 인천 공항에 확장 탑승동이 지어진 관계로 main 여객 터미널과 확장 탑승동을 연결하기 위해서 활주로 지하에 건설되었다. 둘 사이의 거리는 거의 900미터 정도 된다고 한다.
완공도 작년 6월이니 얼마 되지 않았으며, 한창 내가 병특 마칠 무렵에 생긴 것이었다. 작년에 미국 갔다 올 때도 이미 있었다는 얘기인데 나는 물론 그땐 그런 게 있다는 걸 알지 못했다.

물론 타는 곳은 승차권을 소지하고 보안 검색과 출국 신고까지 마친 승객 당사자만 들어갈 수 있는 ‘면세 구역’에 있기 때문에 일반 공항 방문객이 이걸 이용할 수는 없다. 확장 탑승동은 전구간이 면세 구역이다. 지난 3월 말에 중국 갔다 올 땐, 겨우 1시간 남짓 제주도 거리밖에 안 되는 노선을 이용하는데 탑승구까지 가느라 시껍을 했다. 비행기에서 내린 직후 공항의 면세 구역을 완전히 벗어나 환영객이 기다리고 있는 출구까지 나가는 데 거의 30분은 걸린 것 같았다. 수하물 찾을 것도 없었는데도! 아예 비행기 탑승권 뒷면에도 “탑승구가 졸라 멀리 떨어져 있으니 공항에 꼭 충분히 일찍 오셔야 합니다” 주의 사항이 찍혀 있었다.

스타라인 자체에 대해서 얘기를 좀 더 하자면, 일단 서울 지하철이나 심지어 공항 철도와도 굉장히 다르다. 차량은 3량 1편성이며, 운전석이 없는 무인 열차여서 앞뒤 터널 경치를 볼 수 있다. (물론 차량 자체도 일본에서 도입한 거라고 한다) 그리고 고무 바퀴이다. 한 편성 안의 모든 차량이 같은 외형으로 생겼으며 객실과 객실 사이를 이동할 수 없다. 다수의 항공 여객을 아주 짤막한 시간 동안만 수송하는 차량의 특성상, 좌석은 소수의 노약자석 말고는 없다.

또 하나 매우 중요한 사실이 있다.
재미 삼아 한 열차 안에서 짱박고 있다가 왔던 길로 되돌아가면 되는 일반 광역전철과는 달리, 이 열차는 장난으로 탈 수가 없다. 이 열차를 타기 위해 별도의 승차권이라도 사야 하는 것도 아니고 완전 무료인데도 왜 그럴까? 교통수단별로 시스템의 차이를 살펴보자.

고속버스 터미널은 심지어 승차권 없이도 아무라도 승강장까지 갔다가 잠시 차내에 들어가서 배웅을 하고 올 수도 있다. 한 차의 승객이 적기 때문에, 승차권 검사는 어차피 출발 직전에 차내에서 이루어진다.
그 반면 철도는 역내에 개집표기가 있어서 마치 고속도로의 톨게이트처럼 paid 영역과 non-paid 영역이 엄격하게 구분되어 있다. 일반 열차역의 경우 비승객이 paid 영역에 잠시 들어갔다 나오려면 입장권을 구매해야 한다. 비승객이 열차 객실 내부까지 들어가는 것을 금지는 하고 있으나 이를 막을 방법은 없다.

이제 국제선 공항은 어떨까? 입장권 같은 건 꿈에도 상상할 수 없다. (면세점 쇼핑 좀 하려고 입장권 구입? ㅋㅋㅋ) paid 영역 안에서도 출발 승객과 도착 승객이 드나들 수 있는 구간은 매우 엄격하게 분리되어 있다. 출발(출국) 승객과 도착(입국) 승객을 엄격하게 분리시켜야 하기 때문에, 스타라인 같은 열차 안에서도 두 부류의 승객이 섞여서는 절대 안 된다.
이런 이유로 인해 한번 여객 터미널에서 확장 탑승동으로 이동한 출국 승객은 다시 터미널로 돌아올 수 없으며 매번 열차는 한쪽 출입문을 열어서 모든 ‘출국’ 승객이 내린 것을 확인한 후에 거길 닫고 반대쪽 출입문을 열어서 ‘입국’ 승객을 받아들인다.

공항에 따라서는 여객 터미널과 탑승동이 일체로 연결되어 있지 못해서 paid 영역으로 들어간 후, 공항 건물에서 비행기까지나 또는 그 반대로는 저상 버스를 또 타고 이동하는 경우도 있다. 하지만 인천 공항은 그런 게 없고 모든 탑승구가 건물로 연결되어 있다. 철도역으로 치면 역사와 승강장이 따로 있는 옛날 역과, 100% 선상역으로 지어지고 있는 요즘 역의 차이 정도 된다고 할 수 있다.

그나저나 항공업계는 어찌 보면 가장 세계화 텃세가 강한 분야임에도 불구하고 대한 항공이 ‘코에어’로 사명을 바꾼다던가, 요즘 전철까지 유행처럼 번지고 있는 ‘승객’ -> ‘고객’ 이런 트렌드는 없는 것 같다.

Posted by 사무엘

2010/01/11 09:34 2010/01/11 09:34
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비행기는 후진을 못 한다..는 것을 이번에 처음 알게 됐습니다.
과거에 철도 차량의 선로 분기 방법에 대해 알게 된 것 같은 새로운 지식입니다. 열차는 분기할 방향을 스스로 전혀 선택할 수 없기 때문에, 외부에서 분기 부분의 선로를 바꿔 줘야 하지요. 조금만 생각해 보면 당연히 알 수 있는 건데, 평소 실감이 잘 안 난 것 같습니다. 비행기도 마찬가지.

헬리콥터 부류를 제외한 일반적인 항공기는 바퀴(랜딩 기어)를 이용하여 일시적으로 도로를 주행할 수 있으며, 이는 이착륙을 위해서도 당연히 꼭 필요한 기능입니다. 그런데 도로 주행이라고 해 봤자 자동차처럼 바퀴에 구동축을 연결해서 엔진 동력을 따로 전달하여 달리는 게 아닙니다. 비행기는 그런 기능에 특화될 필요가 없죠.

  (후진 주행이 전진과 조금도 차이가 없이 가장 잘 발달해 있는 교통수단은 단연 철도 차량이다. 앞뒤로만 달릴 수 있는 유일한 1차원 교통수단이라는 점을 감안하면 이는 명백한 귀결이다.)

당연한 말이지만 비행기가 도로를 주행하는 방법은 바퀴를 따로 굴리는 게 아니라, 하늘을 날 때와 동일한 추진력으로 공기를 뒤로 밀어내는 것입니다. 그 힘을 받아서 바퀴는 저절로 굴러갈 뿐이죠. 추진력을 내는 방향을 바꾸려면 변속을 하는 게 아니라 날개와 날개 아래 팬의 배치를 바꿔야 하는데, 이는 어지간한 구조상 불가능한 일입니다. 이런 이유로 인해 비행기는 스스로 후진을 할 수 없으며, 할 필요도 없습니다.

그런데, 승객을 갓 태우고 출발을 시작한 비행기는 전방이 터미널 건물을 향하고 있죠. 고속버스와 마찬가지로 터미널과 수직 배치입니다. (철도는 무조건 플랫폼과 평행. 선박은 수직, 평행을 둘 다 쓰는 듯.)
후진부터 해서 방향을 바꿔야 주행을 시작할 수 있는데 이때의 후진은 어떻게 하는 걸까요?

그때는 견인 차량(tow car)의 도움을 받아야 합니다. 수십~백수십 톤에 달하는 비행기를 끌어서 방향을 틀어 줘야 하는 이 차량의 역할도 큰 것 같습니다. 그 뒤 비행기가 잠시 대기하는 동안 견인 차량은 옆으로 물러나고, 비행기는 스스로 활주로로 이동을 시작합니다. 이를 towing에 이어 택싱(taxiing)이라고 하죠. 동력 주체가 바뀌었다는 것을 기내 승객은 물론 눈치채지 못합니다. 저도 창 밖으로 다른 비행기가 그렇게 끌려가는 것을 보고서야 이 사실을 알게 됐으니까요.

이런 식으로 비행기는 출발하기 전까지는 다른 차량의 보조를 받는 경우가 흔합니다. 엔진을 정식으로 켜기 전엔 발전차가 기내 전력을 공급해 주기도 하고 심지어 냉방차의 에어컨으로 냉방된 공기를 이런 식으로 기내에 주입하기도 합니다. 활주로라는 발사대까지 느릿느릿 가서 대기하고 있다가 마치 철도 신호등처럼 이륙해도 좋다는 신호가 떨어지면, 그때부터 비행기는 엔진 소리가 한 옥타브 올라가면서 급가속 급발진을 시작하고, 이내 공중에 뜨게 됩니다.

이럴 때면, 공중에서 좌우 상하 전후 6방향으로 마음대로 움직일 수 있고 심지어 공중 정지조차 가능한 헬리콥터가 무척 부러워 보이긴 하지만 속도가 느리고 연료 소비 효율이 너무 안 좋은 게 큰 문제이죠. 한마디로 장거리 비행 및 대량 수송에 매우 부적합. 역시 군용 작전이나 취재, 사고 구조 활동 같은 특수한 용도로나 적격인 것 같습니다.

Posted by 사무엘

2010/01/11 00:40 2010/01/11 00:40
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자동차가 다니는 도로 중에는 일반 시가지의 도로와는 달리, 진출입로를 입체화하여 신호 대기를 없애고 보행자는 물론 이륜차도 접근할 수 없게 한 ‘자동차 전용’ 도로가 있다. 이런 도로는 최고 속도 제한뿐만 아니라 최저 속도 제한까지 있어 많은 자동차가 원활하게 통과하도록 하고 있다.

한편, 도시와 도시를 이으며 해당 지역이 아닌 중앙 정부에서 노선을 직접 고시하여 관리하는 도로를 ‘국도’라고 부른다. 국도는 이미 번호로 매겨져 있어서 가령 1번 국도는 서울, 안양, 평택 등 처음엔 경부선 철도와 비슷한 길을 가다가 목포로 가며, 4번 국도는 경주 감포에서 출발하여 대전까지 경부선과 비슷한 방향을 향하다가 당진에서 끝난다. 국도라는 용어에는 시설이라는 개념은 그다지 들어있지 않기 때문에, 심지어 비포장 아니면 2차선 도로일 수도 있고 최근에 리모델링된 국도 구간은 미국 프리웨이급의 8차선의 고가 도로일 수도 있다. 원래 국도의 노선은 북한 지역까지 다 포함하고 있다.

이 글에서 다루고자 하는 한국의 고속도로는 자동차 전용 도로의 성격에 가깝지만 행정상으로는 ‘고속 국도’이다. 즉 국도이지만 통행료를 받는 유료 도로이고 시설이 일반 국도보다 훨씬 더 좋다. (88올림픽 고속도로는 예외이지만.)
사실 이런 고속도로와 개념적으로 정확하게 100% 대응하는 말이 영어에는 존재하지 않는다. 미국에는 한국의 경부 고속도로급의 넓고 잘 뻗은 길이 경부-경인 축이나 수도권에만 있는 게 아니라 미국 전역에 구축되어 있다. 하지만 한국과 같은 유료 도로는 아니다.

고속도로가 많지 않던 시절에는 매 도로마다 이름이 붙어 있었지만 요즘은 고속도로가 워낙 거미줄처럼 많이 놓이고 구조가 복잡해지면서, 우리나라도 고속도로의 이름을 없애고 일반 국도처럼 번호만으로 부르려고 시도하고 있다. (한국의 고속도로로서 상징적인 의미가 매우 큰 경부 고속도로는 당당히 1번이다.)
하지만 국민 정서상 그게 금방 정착할 것 같지는 않다. 주변에는 여전히 경부, 중부내륙, 영동 같은 명칭이 친숙하다.

이 한국의 고속도로는 유료 도로이다 보니 통행료를 징수하는 톨게이트가 존재한다. 마치 지하철 역 내부가 승차권 개집표기 전후로 분리되어 있고, 공항 내부가 탑승권 소지자만 들어가는 구역으로 분리되어 있는 것처럼 고속도로 구간을 분리하는 역할을 톨게이트가 하는 셈이다. 톨게이트는 차량의 소통을 크게 방해하기 때문에 이 오버헤드를 줄이고자 요즘은 하이패스 같은 기술이 등장하기도 했다.

톨게이트는 고속도로가 시작하는 양 종점에 있고 또 각 지역 인터체인지 말단에도 있다. 그래서 자동차는 톨게이트를 통과하여 고속도로에 진입한 후 톨게이트를 통과하여 고속도로에서 벗어나게 된다. 여기까지는 이해하는 데 아무 어려움이 없을 것이다.

그런데 경인이나 외곽 순환 같은 수도권 고속도로에서는 얘기가 좀 달라진다. 여기서는 단순히 장거리 여행이 아니라 매일 출퇴근을 고속도로로 하는 사람도 굉장히 많다. 진출입로인 인터체인지도 훨씬 더 조밀하게 많이 있다. 마치 일반 철도역 간격으로 있던 역이 (광역)전철역 간격으로 바뀌는 것과 정확히 같다. 여기에 일일이 다 톨게이트를 설치하고 수많은 차들을 세우는 것은 현실적으로 무리이다.

그렇기 때문에 이 두 고속도로는 다른 방법으로 통행료를 징수하고 있다.
일단 고속도로에 진입 자체는 톨게이트 없이 마음대로 한다. 하지만 도로 중간중간에 톨게이트가 있다. 외곽 순환의 경우 전구간을 통틀어 6개의 톨게이트가 있으며 경인 고속도로는 도로 중앙에 톨게이트가 하나 있다. 물론 통행료도 일반적인 거리 비례제가 아니라 고정된 요금을 매우 조금만 징수한다. 또한 톨게이트를 통과하지 않는 구간만 이용할 때는 통행료를 낼 필요가 없다.

따라서 경기도 남부에서 수평축의 외곽 순환 고속도로와 만나는 수직축의 서해안/경부/중부 고속도로들은, 외곽 순환 고속도로와 만나기 전에 이미 전통적인 방식의 요금 정산과 징수를 끝내야 한다. 그래서 제각기 서서울/서울/동서울 톨게이트는 안산, 성남 같은 꽤 남쪽에 자리잡고 있다.

철도뿐만 아니라 도로도 수도권과 비수도권이 상이한 교통 수요에 따른 상이한 운영 방식을 유지하고 있다는 것을 알 수 있다.

참고로, 철도는 서울을 기점으로 보지만 도로는 남북 통일과 대륙 진출을 염두에 두고 남쪽을 기점으로 보고 있다는 것이 흥미로울 것이다. 즉 경부 고속도로의 기점을 서울이 아닌 부산으로 본다는 것이다.

Posted by 사무엘

2010/01/11 00:28 2010/01/11 00:28
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4종 교통수단 분석

※ 육상 (도로)

문전 수송이 가능한 유일한 교통수단
차체의 크기가 가장 작음
휴게소라는 중간 시설이 있는 유일한 교통수단
조향이 가능한 2차원 교통수단
도로 정체의 영향을 받는 유일한 교통수단. 날씨 영향도 받긴 하나 항공, 해운만하지는 않음. 승차권에 평균 운행 시간은 나와도 도착 예정 시각은 찍혀 있지 않음

※ 육상 (철도)

한 치의 오차도 없이 정확하게 길이 있는 곳만 다닐 수 있고, 진로 분기도 외부에서 선로를 바꿔 줘야만 가능한 유일한 1차원 교통수단. 폐선되는 경우, 차량이 다니던 기반 시설까지 다 철거해야 하는 유일한 교통수단.
버스보다 객실 폭이 넓지만, 선로 폭은 도로보다 더 좁음 (공간 이용이 매우 효율적)
조향이라는 개념이 없기 때문에 속력은 비행기 다음으로 가장 빠르게 올릴 수 있음
좌석에 구명 장비(조끼, 안전벨트, 마스크 등)가 없는 유일한 교통수단. 멀미도 전혀 없다.
차량을 매우 길게 편성할 수 있어 대량 수송에 적합함
길에 대한 초기 투자비용이 가장 많이 들며, 꼼꼼한 유지 보수도 필요한 유일한 교통수단
전기 동력원을 쉽게 끌어다 쓸 수 있는 유일한 교통수단
기상 영향을 가장 덜 받는 전천후 교통수단
차체의 옆에서 탑승하며 출입문이 여러 군데에 있음

※ 항공

유일한 3차원 교통수단이며 디젤 엔진이 쓰이지 않는 유일한 교통수단
운항 중에는 중간 정지나 기체 비상 탈출이 절대 불가능한 유일한 교통수단으로, 운항 전 보안이 가장 크게 요구됨
속력이 가장 빠르고 가장 장거리를 운행할 수 있으며 운임도 가장 비쌈

※ 해운

탈 때, 동체가 땅에 닿아 있지 않은 유일한 교통수단
조향이 가능한 2차원 교통수단 (도로와 비슷)
크기를 가장 키울 수 있는 교통수단. 화물의 비중이 큼 (철도와 비슷)
바다의 특성상, 풍력으로도 그럭저럭 달릴 수 있는 유일한 교통수단
속력은 가장 느림
기상 영향을 크게 받음 (항공과 비슷)

서로 개성 넘치죠?

Posted by 사무엘

2010/01/10 23:09 2010/01/10 23:09
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철도를 명절 때에나 떠오르는 4대 교통수단 중 하나로만 아는 것은, 예수님을 사대성인· 성인군자 중 하나로만 아는 것과 같다.

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