압박감 속에서: 상실했을 때 해야 할 일

Oct 31, 2023

바다 한가운데에서 선실을 날려버리면 대체 선실을 만들 수 있나요?

오, 우리 인간들은 중력으로 우리를 억누르고 산소가 가득한 대기로 우리를 호흡하게 해주는 지구에 머무르는 것에 결코 만족하지 않습니다.

아니요, 수소로 채워진 풍선이나 인공 날개로 중력을 속여 그 대기권으로 올라가는 방법을 알아내자마자 우리는 성층권의 얇고 차가운 공기 속으로 더욱 높이 올라가지 않을 수 없게 되었습니다. 그러나 아쉽게도 연약한 포유류인 우리는 오랫동안 살아남을 수 없습니다. 우리가 제작한 공중 수송 수단을 제어할 의식을 유지하는 것은 고사하고 말이죠. 그래서 우리는 중력으로 농축된 귀중한 대기를 담은 용기를 하늘 높이 올려 고무 호스를 통해 흡입하거나 생명을 강화하는 가스로 가득 찬 슈트와 헬멧으로 몸을 감싸는 방법을 배웠습니다.

자동 비상 하강: 아래를 조심하세요

1930년대 초, 기록을 세운 비행사 Wiley Post와 BF Goodrich Co.의 Russell Colley는 장거리, 고고도 비행을 위한 심해 잠수 장비와 유사한 최초의 압력복을 개발했습니다. 1934년에 이 중 하나를 착용한 포스트는 그의 유명한 록히드 베가 위니 메이(Lockheed Vega Winnie Mae)를 조종하여 시카고 상공 40,000피트의 고도에 도달했습니다. 다음 비행에서 그는 압력복을 입고 베가(Vega)를 50,000피트까지 올라갔고 우연히 제트기류를 발견했습니다.

10년 후반에는 30,000년대 중반까지 일상적인 비행이 가능한 과급 엔진으로 구동되는 군용 항공기가 출시되었습니다. 승무원은 보온 비행복을 입고 병에 담긴 산소를 흡입하고 영하의 온도를 견뎌야 했습니다. 그러나 높은 고도에서의 상업용 운송의 경우 날씨를 피하고 더 빠른 속도를 얻으려면 산소 마스크나 압력복이 승객에게 비현실적이므로 적절하고 편안한 기내 환경이 필요합니다.

가압식 캐빈 완성

보잉은 10년 후에 이 도전에 착수했고, B-17 플라잉 포트리스(B-17 Flying Fortress) 중폭격기의 비행 표면과 엔진에 결합된 가압 객실을 통해 세계 최초의 가압 여객기인 모델 307 스트라톨라이너(Model 307 Stratoliner)를 생산했습니다. 제2차 세계대전 동안 Pan American World Airways와 Trans World Airlines를 위해 생산된 소수의 307이 육군 공군에 C-75 수송기로 징집되었습니다(무게를 줄이기 위해 가압 장비가 없음). 한편, 보잉은 프로그램에서 배운 내용을 세계 최초의 가압 폭격기인 B-29 슈퍼포트리스에 적용하여 항공기 설계에 있어 비약적인 발전을 이루었습니다.

전쟁이 끝나자 보잉은 B-29 기체를 사용하여 이중층 KC-97 군용 수송/유조선과 민간용 모델 377 Stratocruiser를 제작하는 등 군용 설계를 다시 한번 상업용 항공기에 활용했습니다. Douglas와 Lockheed는 각각 DC-6과 -7, Constellation의 가압식 피스톤 동력 여객기를 빠르게 뒤따르며 1세대 제트여객기 출현의 발판을 마련했습니다.

영국인은 미학적 역작인 드 하빌랜드 혜성(de Havilland Comet)으로 선두를 달리고 있었지만 처음에는 비행기가 비행할 때마다 반복되는 가압 및 감압 주기로 인해 상부 동체에 금속 피로가 발생하는 설계 결함으로 시달렸습니다. 그러나 해당 항공기에는 처음에는 반복적인 가압 및 감압 주기로 인해 상부 동체에 금속 피로를 유발하는 설계 결함이 있었으며, 이로 인해 치명적인 감압 및 두 혜성의 기내 분해 및 탑승객 모두가 손실되었습니다. (세 번째 충돌은 혜성이 악천후로 인해 과도한 스트레스를 받고 공중에서 부서지면서 발생했습니다.) 후속 조사로 인해 함대가 접지되고 유형이 재설계되었습니다. 중요한 것은 이러한 노력으로 인해 영국 민간 항공국(British Civil Aviation Authority) 인증 규칙이 대대적으로 개정되어 CAA가 세계에서 가장 엄격한 항공기 승인 기관으로 재편성되었다는 것입니다.

한편, 보잉은 미 공군을 위해 개발한 KC-135 제트 수송/급유기에서 상징적인 모델 707을 탄생시켰습니다. 그리고 Douglas와 Convair가 각각 민간 제트기 시대에 기여한 DC-8과 880/990을 인증했습니다. 이러한 수송선은 터보제트 엔진의 최고의 효율성을 위해 최대 41,000피트의 고도에서 순항하도록 설계되었으며, 최대 8.5psi의 차동 장치를 갖춘 견고하고 안정적인 객실 여압 시스템이 필요합니다. 1960년대 초, Lockheed JetStar, North American Sabreliner, Learjet 20/25, Beech King Air 및 Grumman Gulfstream이 데뷔하여 터빈 동력, 고고도 속도 및 가압 편안함을 비즈니스 항공에 도입했습니다.