뉴스속의 과학

급격히 상승 각도 높일때
날개 양력 떨어지는 현상

지난달 인도네시아 자바해에 떨어져 탑승객 162명이 모두 사망한 에어아시아 8501편은 추락 직전 고도를 급격히 올리면서 기체를 들어올리는 양력이 부족해진 것으로 최근 블랙박스 분석 결과 밝혀졌다. 이를 실속(stall) 현상이라고 한다. 주로 항공기의 상승 각도를 너무 높였을 때 발생한다.

비행기가 하늘을 날 수 있는 이유는 날개를 위로 들어올리는 양력이 밑으로 내리누르는 중력보다 크기 때문이다. 이 양력은 베루누이 방정식에 의해 설명된다. 네덜란드에서 태어난 스위스 수학자인 다니엘 베루누이는 1738년 발표한 베루누이 방정식에서 유체(기체와 액체)의 속도 차이와 압력의 관계를 서술했다.

비행기의 날개는 위는 곡면, 아래는 직선인 유선형의 형태를 띠고 있다. 이에 따라 위로 갈라진 공기는 곡선 운동을 한다. 회전하는 유체는 바깥쪽에 강한 압력을, 안쪽에 낮은 압력을 갖게 된다. 이런 압력 차이에 의해 위로 힘이 작용한다.
날개의 각도를 높일수록 양력이 커져 비행기가 위로 올라가게 되는데, 너무 높이면 탈이 난다. 날개 끝에 와류가 발생하면서 정상적인 공기의 흐름을 방해하기 때문이다. 양력을 만들어내는 빠른 공기의 흐름을 막으면서 비행기는 아래로 떨어진다.

사고기인 8501편은 1분 만에 고도를 6000피트(약 1800m)나 높였다. 정상적인 상용 비행기가 1분에 1000~2000피트 고도를 높이는 것에 비해 세 배 이상 가파른 상승이었다. 이 때문에 당시 조종실에는 실속 경고가 울렸던 것으로 파악됐다.

반면 비행기가 착륙할 때는 양력을 줄여야 한다. 착륙 시 날개 위아래로 뭔가가 펼쳐지는 것을 본 적이 있다면 바로 공기의 흐름을 방해하기 위한 장치다. 스포일러라고 불리는 이 장치는 인위적으로 공기의 흐름을 막아 양력을 없앤다.

임근호 기자 eigen@hankyung.com

ⓒ 한경닷컴, 무단전재 및 재배포 금지