비 오는 날 도로 위를 달리는 자동차는 수막현상이라는 것을 일으킨다. 도로 위로 내린 비가 물의 막을 만들고 그 위를 자동차가 빠르게 달리면 수막현상이라는 것이 발생하는데, 자동차가 도로 위에 제대로 붙어서 달리지 못하게 된다. 자동차는 도로와 붙어있는 것이 아닌 물 위에 뜬 상태가 되고 사고로 이어질 수 있다. 그러나 항공기와 비교해보았을 때 상대적으로 속도가 느리기 때문에 운전자가 보다 쉽게 속도를 줄여 수막현상으로부터 벗어날 수 있다.

항공기는 주로 하늘 위해서 비행을 하지만, 짧은 시간 동안 엄청나게 빠른 속도로 활주로를 달린다. 이런 항공기들이 젖은 활주로 위에서 경험할 수 있는 수막현상에는 어떠한 것들이 있고 그 특성은 어떻게 되는지 알아보자.

활주로상의 수막현상

수막현상(Hydroplaning)은 활주로나 도로, 지표면에 비가 내린 후 젖은 상태에서 일정 수준 이상으로 빠른 속도의 자동차나 항공기가 달리게 되면 타이어가 지표면과 붙어서 가는 것이 아닌, 지표면과 타이어 사이의 수막(Layer of water)위에 뜬 상태로 이동하는 현상이다. 활주로 위의 항공기가 수막현상을 겪게 되면, 조향(Steering) 및 제동(Braking)을 제대로 할 수 없기 때문에 매우 안 좋은 상황으로 이어질 수 있다.

수막현상이 위와 같이 젖은 활주로(Wet runway)상을 항공기가 매우 빠른 속도로 달릴 때 겪는 조종이 어려운 상황이라고 간단하게 설명할 수도 있다. 그러나 항공기 사고는 높은 확률로 많은 인원들을 희생시키기 때문에 수막현상을 좀더 세밀하게 살펴보고 그에 대한 대책을 마련할 필요가 있다. 동적 수막, 점성 수막, 증기 수막과 같이 크게 3가지 종류로 나눌 수 있는데, 종류에 따라서 특성이 달라진다.

동적 수막

동적 수막현상(Dynamic Hydroplaning)은 약 0.3cm의 깊이로 고인 물이 존재하는 활주로 위를 항공기가 빠르게 달릴 때 발생한다. 활주로 위에 고여있는 물이 많고 속도가 빠른 경우 발생하는데, 타이어 압력이 높을 경우에도 발생한다. 타이어 압력과 동적 수막현상의 발생 최저 속도 사이의 관계식은 다음과 같다.

점성 수막

점성 수막현상(Viscous Hydroplaning)은 매우 얕은 물이 고여있을 때 타이어와 물의 점성으로 인해 발생하는데, 주로 매끄러운 활주로(Smooth runway)에서 일어난다.. 타이어는 매우 얕은 수막을 통과할 수 없고 그 위를 굴러가야 하는데, 이 경우 동적 수막현상과는 다르게 굉장히 낮은 속도에서도 발생할 수 있다.

증기 수막

증기 수막현상(Reverted Rubber Hydroplaning)은 항공기가 브레이크를 작동시켰을 때 발생한다. 조종사가 항공기의 이착륙 시 활주로 위에서 얼른 멈추어서기 위해 브레이크를 밟을 때 마찰이 발생한다. 이 때 타이어와 활주로가 마찰하게 되면서 열이 발생하는데, 녹아 내린 타이어의 고무가 아래에 있던 물을 덮어버린다. 활주로와 고무 사이에 갇힌 물은 열을 받아 증기가 되어버리고 이 때 생성되는 증기압이 타이어를 밀어서 활주로와 접촉하지 못하게 만들어버린다.

위와 같이 활주로에서 발생할 수 있는 수막현상의 종류와 특성에 대해서 알아보았는데, 어떤 경우라고 하더라도 매우 위험한 상황이다. 따라서 항공기 의 정밀한 조종과 수막현상의 예방을 통해서 불길한 사태를 최대한 막는 것이 중요하다.