비행기의 창문은 왜 둥근 모양일까?

 

안녕하세요! 휴비스입니다.
코로나로 인해 해외여행을 못 가고 있는 요즘,
비행기 탈 때의 설렘과 비행기 창문 밖으로 바라보던 풍경이 그리워지는데요.

여기서 잠깐,
창가 자리에 앉았을 때
비행기의 창문 모양을 자세히 들여다본 적이 있으신가요? 

비행기의 창문 모양은 보통 우리가 아는 네모 반듯한 모양의
창문이 아닌, 타원 모양의 둥그스름한 형태를 띠고 있습니다. 

혹시 왜 이런 모양을 갖추게 되었는지 아시나요?

1900년대 초창기의 비행기의 창문 모양은 원래 네모난 모양이었습니다. 
하지만, 1954년의 비행기 사고로 인해 창문의 모양이 바뀌게 된 것입니다.

과연 어떤 사고였을까요?

1954년 1월 10일 영국 국제항공(BOAC) 소속의 
싱가포르발 로마 경유 런던행 드 하빌랜드 DH.106 코메트 781편이 
엘바 섬 근처의 지중해에 추락하는 사고가 발생했습니다.

이 사고로 승객과 승무원 총 35명이 목숨을 잃게 되었습니다.

당시 사고를 살펴보던 조사팀은 이상한 점을 발견합니다.
잔해와 승객 시신들의 상태가 일반적인 추락 때와 달랐기 때문입니다.

코메트 781편의 추락 당시 근해에서 사고를 목격한 
어부들의 진술을 바탕으로 정밀 조사를 벌인 결과,
사고 원인은 단순 추락이 아닌 공중분해였습니다.

사건을 의뢰받은 조사 위원회에서 
시뮬레이션과 정밀한 실험을 통해 알아낸 결과 
최초 균열 부위를 발견하게 되었고,
원인을 파악했다고 생각한 영국항공은 코메트의 운항을 재개했습니다.

그러나 얼마 안 돼서 또다시 이집트행 남아공 항공 201편이
나폴리 근처 해안에 비슷한 상황에서 추락하는 사고가 발생합니다.

그렇다면, 왜 비행기가 계속 공중에서 분해되는 사건이 일어나는 것일까요?
 

이번 사고의 원인은 바로 금속판 접합에 쓰인 ‘리벳’이었습니다.

기체 금속판을 연결할 때 리벳을 사용했는데
이 과정에서 금속판에 미세한 균열이 발생한 것입니다.

희박한 대기에서 기체에 감압과 여압을 반복하면
기체는 부풀었다 줄어들었다를 반복합니다.
이때 금속 피로의 원리로 그 균열이 커졌고 한계에 다다르자
마침내 공중분해된 것이었습니다.
 

‘금속 피로’라는 것은
금속표면에 조금이라도 상처가 있게 되면,
상처를 중심으로 진동이 있을 때마다 상한 곳이 점점 퍼지게 되고
일정한 한계를 넘으면, 금속이 극단적으로 물러지고 균열을 일으켜
간단히 꺾이거나 손상을 입게 되는 현상을 말합니다.

결국 잘못 끼운 리벳으로 인해
기체에 손상이 생긴 비행기가 계속된 압력의 진동에 의해
버티지 못하고 공중에서 분해되게 된 것입니다.

하지만 공중분해의 원인으로 또 하나의 사실이 밝혀졌는데,
균열은 리벳 때문에 생겼지만 그 균열이 확대된 것은
사각형 모양의 창문 때문이었습니다.

창문의 각진 각각의 모서리에
에너지가 집중되면서 엄청난 압력을 받게 된 것이었습니다.
비행기의 모든 창문이 사각형 모양이었으니, 각 창문마다 4개의 취약점이 생기게 된 것이고
압력이 세지고 부서지게 되면서 큰 재앙이 일어난 것입니다.

하지만, 창문의 모양이 곡선이 되면 압력이 고르게 분포됩니다.
그리고 둥근 모양은 창문을 더욱 강하게 만들어
유리창 외부와 내부의 극심한 압력 차이를 견딜 수 있게 해줍니다.

이 사고로 인해 비행기 창문은 전부 타원형으로 바뀌게 됩니다.

비행기의 창문이 둥근 모양인 것은 예뻐서 사용하는 것이 아닌
모두를 위한 안전장치였던 것이었습니다.

 

 

출처: 휴비스