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비행기 창문은 왜 완전히 네모가 아니라 둥근 모양으로 만들까요?
비행기 창문을 보면 건물 창문처럼 네모가 아니라 모서리가 둥글게 되어 있습니다. 단순히 디자인 때문인 줄 알았는데 안전과 관련이 있다는 이야기를 들었습니다. 왜 둥근 모양이 더 안전한지 궁금합니다. 만약 네모난 창문을 사용하면 어떤 문제가 생길 수도 있는지도 알고 싶습니다.
4개의 답변이 있어요!
기압 차이를 계속 받기 때문에 주변에도 큰 힘이 작용합니다 네모난 창문은 모서리에 힘이 집중되어 균열이 생길 가능성이 높습니다 반면 둥근 창문은 힘이 골고루 분산되어 균열이 생길 위험이 훨씬 적습니다 그래서 대부분의 여객기는 안전을 위해 둥근 형태의 창문을 사용하고 있습니다
채택된 답변비전문가의 입장에서 생각해 답변을 달자며는여. 사각형의 틀에 비해서 둥근 원형이 좀더 힘을 분산해서 받기 때문에 단단하대여 상층권을 날고있어 제트기류는 하단층이라 바람 세기는 약하나 기압이 잇어 잘못해서 기압으로 유리가 빵터지는 경우 내부는 강한기압과 부족한 산소에 모두 질식사할거란 생각이 들어여. 그래서 산소통이 훅 내려올거구여.
맞습니다, 디자인이 아니라 순전히 안전 때문이에요. 그리고 이건 실제 추락 사고를 겪고 나서 바뀐 규칙입니다.
핵심은 "응력 집중"이라는 현상이에요. 비행기는 1만 미터 상공에서 바깥 기압이 지상의 4분의 1밖에 안 되는데 객실은 사람이 숨 쉴 수 있게 지상에 가까운 기압으로 유지합니다. 그러면 동체가 안에서 밖으로 풍선처럼 부풀려는 힘을 계속 받아요. 이 힘은 동체 벽을 따라 고르게 퍼져야 하는데, 벽에 구멍(창문)이 뚫려 있으면 힘의 흐름이 구멍을 돌아가야 하고, 그 과정에서 구멍 가장자리에 힘이 몰립니다. 네모 창문은 네 모서리가 뾰족해서 힘이 그 한 점에 집중되고, 계산상 주변보다 3배 이상, 날카로운 모서리는 훨씬 더 큰 힘을 받아요. 둥근 창문은 힘이 곡선을 따라 부드럽게 흘러가서 어느 한 곳에 몰리지 않습니다. 종이에 네모 구멍을 뚫고 당기면 모서리부터 찢어지고, 동그란 구멍은 잘 안 찢어지는 것과 같은 원리예요.
더 무서운 건 이게 한 번에 터지는 게 아니라는 점입니다. 비행기는 이착륙마다 기압이 올라갔다 내려갔다를 반복하는데, 모서리에 몰린 힘이 수천 번 반복되면 눈에 안 보이는 미세한 금이 생기고 조금씩 자라다가 어느 순간 한꺼번에 찢어집니다. 이걸 금속 피로라고 해요.
실제로 그렇게 사고가 났습니다. 1950년대 세계 최초의 제트 여객기였던 영국의 코멧(Comet)은 네모난 창문을 달았는데, 1954년에 두 대가 비행 중 공중에서 분해되어 추락했어요. 조사 결과 네모 창문 모서리에서 시작된 금속 피로 균열이 원인이었고, 그 뒤로 전 세계 모든 여객기 창문은 모서리를 둥글게 만드는 게 기본 규칙이 됐습니다. 지금 타는 비행기의 문, 비상구, 심지어 동체 안쪽 구조물 구멍까지 전부 모서리가 둥근 이유가 이 사고 때문이에요.
창문이 작은 것도 같은 이유입니다. 구멍이 클수록 힘이 더 많이 돌아가야 해서 위험하니까 최소한으로 줄인 거예요. 참고로 창문이 세 겹으로 되어 있고 안쪽 창에 작은 구멍이 하나 있는 것도 기압 차를 조절해서 바깥 창에 힘이 덜 가게 하려는 장치입니다.
정리하면 네모 창문은 모서리에 힘이 몰려서 반복되는 기압 변화에 금이 가고 결국 동체가 찢어질 수 있고, 둥근 창문은 힘을 고르게 흘려보내서 안전합니다. 예쁘라고 둥근 게 아니라 1954년 사고에서 배운 교훈이에요.