안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
에어건에서 강력한 바람이 나오는 원리는 공기 압축기로 밀도 높게 압축해 둔 고압 공기가 좁은 구멍을 통해 순식간에 뿜어져 나오는 압력 차이와 유속 증폭에 있습니다.
등산로나 공원에 설치된 에어건 시스템의 원리에 대해 설명해 드리도록 하겠습니다.
에어건 손잡이만 덩그러니 있는 것처럼 보이지만, 근처 기계함 내부나 지하에는 모터로 작동하는 공기 압축기가 설치되어 있습니다. 이 압축기가 평소 주변 공기를 빨아들여 좁은 탱크 안에 강제로 밀어 넣어 보통 대기압의 6~8배에 달하는 고압 상태로 만들어 둡니다. 기체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려는 성질이 있는데, 탱크 안에 강하게 눌려 있던 공기는 고압 호스를 타고 에어건 손잡이 내부까지 밀려와 대기합니다. 사용자가 에어건의 손잡이 레버를 누르면 내부에 막혀 있던 밸브가 열리고, 갇혀 있던 고압 공기가 기압이 낮은 외부로 일시에 튀어나가게 됩니다. 공기가 에어건 끝부분의 좁은 구멍을 통과할 때 속도가 급격히 빨라집니다. 관의 단면적이 좁아질수록 지나가는 유체의 속도가 빨라지는 유체역학 원리가 적용되어, 먼지와 흙을 털어낼 수 있을 만큼 강한 바람으로 변합니다.
최근 설치되는 등산로 에어건은 노즐 끝의 특수 구조를 이용해 주변 공기까지 함께 끌어들여 분사량을 늘려주는 공기 증폭 노즐이 적용되어 있어, 적은 압축 공기로도 넓고 강력한 바람을 만들어 냅니다.