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항공기 타이어

운**

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2006.07.21

우리는 항공기하면 통상 푸른 하늘을 날씬한 몸매로 날아가는 모습을 떠올린다. 그만큼 늘씬한 동체와 쭉 뻗은 날개는 항공기의 상징으로 인식되고 있다. 하지만 아무리 멋진 항공기라도 이륙을 위함 활주와 비행 뒤위 사뿐한 착지가 불가능 하다면 무슨 소용이 있겠는가? 우리가 탄 항공기가 활주로에 착륙할 때 가장 힘들고 중요한 역학을 하는 것 중의 하나로서 항공기에 없어서는 안 될 천사의 손이 바로 타이어다.

자동차를 통해 이미 익숙해져 있는 타이어, 하지만 항공기 타이어는 무엇이 다른점이 있지 않을까? 이러한 궁금증을 하나 하나 함께 풀어가 보자. 자동차의 타이어를 기준으로 비교했을 때 B747-400 항공기 정도의 크기라면 아마 그 타이어의 직경은 큰 현관 문짝 정도가 되어야 하지 않을까? 하지만 항공기 타이어의 실제 높이는 사람의 허리춤에나 올 정도인 약 120센티밑터에 불과하다. 바퀴가 달린 교통 수단 중 덩치에 비해 상대적으로 가장 작은 바퀴를 갖고 있는 것이 항공기다. 승객과 화물을 가득 실은 B747-400 항공기가 380여 톤이 넘으니 자동차와 비교하면 수백배가 넘는 무게와 충격을 상대적으로 작은 크기로 감당해 내는 항공기 타이어는 그야말로 작지만 매운 고추라고 할 수 있다. 우리 회사가 새로 도입한 A330 항공기의 경우 타이어 하나가 31톤이 무게를 견디고 시속 425킬로미터에서도 안전하게 주행할 수 있도록 설계되어 있다. 따라서 타이어에 공기를 주입할 때도 그 내부 압력은 통상 자동차가 30psi인 정동에 비해 항공기는 200psi정도가 유지되게해야 한다.

항공기 타이어 하나의 가격은 어떨까? 자동차 값이라 하던데, 항공기 타이어는 자동차용에 비해 소량 생산되는 까닭도 있겠지만 앞에서 소개한 큰 무게와 빠른 속도에 대해 기능과 강도를 유지할 수 있도록 특수 설계 제작되어 값이 매우 비싸다. 항공기 종류별로 장착되는
타이어도 다르고 가격도 다양하지만 이해를 쉽게 하기 위해 대략치를 소개하면 다음과 같다.

기종 B747-400 MD-11 B777 A330
개당 가격 105 150 115 140
장착수량(개) 18 12 14 10
(가격은 97년기준)

통상 개당 100∼150만원 수준으로 보면 되는데 물론 알루미늄 휠의 가경은 뺀 순수한 타이어 가격이다. 여기에 휠 가격(대당 만 달러)을 포함하면 개당 약 1000만원 정도가 된다.
B747-400항공기의 경우 주 타이어가 동체에 4개씩 4조로 타이어가 달려 있다. 이들 타이어 및 휠 가격을 따져보면 총 1억 8000만원이 넘어 항공기는 최고급 자동차를 신고 다니는 셈이다.

항공기 타이어는 어떻게 개발되었고 어떤 거이 있을까? 1807년 프랑스에서 자전거가발명될 무렵에는 타이어 없이 휠(Wheel)만 장착되어 승차감이 나쁘고 속도도 빠르지 못했다. 그러던 중 1888년 영국의 수의사 존 보이드 던롭(Dunlop)은 휠에 고무주머니를 씌워 공기를 주입하는 타이어를 개발하게 되는데 이것이 타이어의 효시라 할 수 있다. 이후 자동차가 발명되고 미국의 굿리치(Goorich)사가 자동차용 타이어를 제작하면서 급속한 발전을 이루게 된다. 이어 항공기 발명과 더불어 착륙기어(Landing Gear)에장착되어 급가속과 급감속에 다른 엄청난 부하와 반복되는 이착륙시 항공기의 하중을 견딜 수 있는 완벽한 조건의 타이어가 요구되어 오늘날과 같은 우수한 성은의 타이어가 출현하게 되었다.

항공기 타이어는 래디얼(Radial) 타입과 바이어스 (Bias) 타입의 두 종류가 있는데, 처음 사용된 것은 특별한 형식을 갖추지 않았으나 굳이 타입을 따지자면 래디얼 타입에 가깝다고 할 수 있다. 그런데 초기의 타이어는 고압력, 고속 회전시 변형이 발생하는 단점이 있어 이를 개선한 바이어스 타입이 개발, 보편화 되었다.

모든 제품이 그러 하듯이 타이어도 설계와 제작 기술이 발전함에 따라 종래의 단점을 보완하고 부품 경량화 요구에 부응하여 1970년 초부터 래디얼 타이어 개발에 착수, 1987년 프랑스으 미쉐린(Michelin)사가 미라지 전투기용 래디얼 타이어를 개발 생산하기 사용되고 있다.
한편 민수 항공기용으로는 1983년 역시 미쉐린사가 A300용을 개발한 후 현재까지 A330, A340, B777 등 최신형 항공기에 장착 사용되고 있다. 래디얼과 바이어스 두 가지 타이어 종류의 내부구조는 타이어의 주요구성품인 철심(Wire Bead)과 타이어의 모양새를 구성하는 겹판의 결의 각도가 서로 다른 것을 볼수있다.

항공기 타이어는 얼마나 사용할 수 있을까? 항공기 타이어의 수명은 바이어스 타이어의 경우 약 230번 착륙 횟수(Landing Cycle), 래디얼 타이어의 경우 약 350번 착륙 횟수 정도이나 타이어의 마모 상태에 따라 교환하게 되며 통상 타이어의 접촉면에 있는 홈의 깊이까지 마모되면 교환하게 된다. 한편 타이어의 종류에 따라 재생 횟수가 정해져 있어 이를 초과하면 폐기하게 되는데 재생시마다 재생한 횟수를 타이어의 측면에 각인해 놓아 항공기에서 장탈도니 타이어는 반드시 재생 횟수를 확인하여 재생 또는 폐기르 결정하게 된다.

항공기 타이어에 새겨진 글씨는 무슨 내용일까?
우리가 물건을 사게 되면 그 물건의 기본 사양이나 특성을 표시해 놓은 표를 볼 수 있듯이 타이어 측면에도 이러한 내용이 적혀 이썽 사용자 기종과 용도에 맞게 사용할 수 있다. 예르 들면 B747-400 항공기용 타이어에는 아래와 같은 내용이 가인되어 있다.
H 49 ×19.0-22 32 PR 235 MPH

H - 광폭타이어
49 - 타이어의 높이(49인치)
19.0 - 타이어의 폭 (19인치)
22 _ 장착되는 휠의 폭 (32겹판)
235MPH - 최대허용 속도 (235 mile/hr)

이상에서 살펴본 바와 같이 항공기 타이어는 안전운항에 있어 처음과 끝에서 매우 중요한 역할을 하고 있을 뿐만 아니라 첨단 기술을 의해 지속적으로 연구 개발되면서 타이어 자체의 성능 뿐만 아니라 중량 감소로 말미암은 항속거리 증가 등 항공기 전체 성능을 향상시키는데 지대한 공헌을 하고 있는 핵심 부품이다.
  • 김하순 2006.07.22 12:33:56 삭제
    운영자님! 궁금증 풀어주셨네요. 감사합니다.