비행기 타이어는 어떻게 설계가 되어있나요?

Question

비행기 타이어는 비행기가 이륙 및 착륙할때 비행기의 높은 무게를 견디거나

지상 수십미터 이상 비행할때 낮은 온도에도 견뎌야 하는데

어떻게 설계가 되었으며 비행기 타이어에 들어가는 공기는 일반 공기와 다른가요

Answer 1

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

비행기의 무시무시한 무게와 착륙 강도를 견뎌야 하는 만큼 비행기 타이어 핵심은 얼마만큼 단단하냐에 달려있는데요.

비행기 타이어에는 자동차 타이어보다 약 6배가량

높은 수치인 200psi 압력으로 공기가 들어갑니다.

이렇게 공기압을 확대했기 때문에 비행기 타이어는 높은 내구성을 갖출 수 있게 되죠.

또한 타이어 내구성과 안정성, 주행성을 높이기 위 해 고무 내부에 넣는 섬유보강재인 타이어 코드도 특수한 것을 사용하는데요.

비행기 타이어의 타이어 코드는 나일론 원사를 이 용하거나 아라미드 등의 고강도 신 섬유를 주로 활 용하기 때문에 강한 마찰과 고속, 고열에도 견딜 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

비행기 타이어는 비행 중에 발생할 수 있는 높은 무게와 낮은 온도에도 견디기 위해 특별히 설계되었습니다. 비행기 타이어는 일반 공기와는 다른 공기인 질소 가스를 사용합니다. 이는 질소 가스가 일반 공기보다 더 안정적이고 탄성이 높기 때문입니다.

비행기 타이어는 내부에 강화된 철사가 들어있는 특수한 구조로 되어 있습니다. 이 철사는 비행 중에 발생하는 무게와 압력을 견디기 위해 설계되었습니다. 그리고 타이어의 겉면은 내마모성이 높은 고무로 만들어져 있어서 비행기가 이륙하고 착륙할 때 발생하는 마찰과 열에도 견딜 수 있습니다.

비행기 타이어는 그리고 낮은 온도에도 견딜 수 있도록 특수한 고무 혼합물로 만들어집니다. 이 고무 혼합물은 일반 고무보다 더 낮은 온도에서도 유연하게 유지될 수 있도록 설계되었습니다. 이를 통해 비행기 타이어는 낮은 온도에서도 뛰어난 성능을 발휘할 수 있습니다.

비행기 타이어는 정확한 공기압을 유지하기 위해 내부에 공기압을 조절하는 장치가 있습니다. 이 장치는 비행 중에도 타이어의 공기압을 일정하게 유지하여 안전한 비행을 보장합니다.

이렇게 비행기 타이어는 높은 무게와 낮은 온도에도 견딜 수 있도록 특별히 설계되어 있으며 다양한 요소들이 조합되어 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 만들어집니다. 감사합니다.

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Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

1. 강화 소재: 비행기 타이어는 고강도 소재로 만들어집니다. 이는 고압 및 고부하 환경에서도 타이어의 내구성과 안정성을 보장하기 위한 것입니다. 일반적으로 강철 또는 특수 합금으로 강화된 타이어 비행기 타이어 설계에 사용됩니다.

2. 접지면 디자인: 비행기 타이어의 접지면은 비행기가 이륙 및 착륙 시 안정성을 유지하고 지면과의 마찰을 제공하는 역할을 합니다. 주로 특수한 무늬와 도트 패턴이 사용되며, 이는 타이어의 그립력과 배수 기능을 향상시킵니다.

3. 내부 구조: 비행기 타이어는 여러 개의 내부 층으로 구성됩니다. 내부 층에는 고무와 강화된 섬유 또는 철사가 사용됩니다. 이러한 내부 구조는 타이어의 견고성과 안전성을 높여줍니다.

4. 공기 압력 조절: 비행기 타이어는 정확한 공기 압력을 유지해야 합니다. 올바른 공기 압력은 비행 중에 안정성과 조종 특성을 유지하는 데 중요합니다. 따라서 비행기 타이어에는 공기 압력을 조절하기 위한 밸브가 내장되어 있습니다.

5. 열 방출 기능: 비행 중에 발생하는 마찰과 열은 비행기 타이어에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 비행기 타이어는 열을 효과적으로 방출하는 기능을 갖추고 있습니다. 이를 위해 타이어에는 열을 분산시키는 특수한 구조가 포함되어 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 비행의 시작과 마지막 순간에 가장 중요한 역할을 하는 핵심 부품인 항공기 타이어는 이착륙 때 발생하는 순간적 충격(Impulsive Load)과 고속(High Speed), 고하중(Heavy Load), 고열(Heat Generation) 등을 충분히 감당할 수 있으면서 이륙 후 랜딩 기어를 접을 때 무리가 없어야 하는 특성상 가볍고 작지만, 강하고 튼튼하도록 특수 설계 제작됩니다. 보잉 747-8i 항공기의 경우, 착륙 시 최대 약 500톤의 하중이 발생됩니다. 이 때 각 타이어에는 약 31t의 하중이 실리게 됩니다. 이런 엄청난 무게와 속도를 감당하려면 타이어도 매우 클 것이라 생각하겠지만, 크기는 의외로 사람 허리 높이에 불과한 직경 약 1.2m 밖에 안됩니다. 무게도 생각보다 가벼워서 1t이 채 되지 않습니다. 최고 속력 200㎞ 이내를 견디는 승용차 타이어 직경이 대략 0.7m임을 감안하면 2배도 안 되는 크기로 일당백의 능력을 발휘하는 셈입니다. 자동차 타이어의 공기 압력이 보통 30psi(평방인치당 파운드: Pound/ Square Inch) 정도인데, 항공기 타이어는 약 200psi 정도 유지되어야 하며 순간적 충격에 의해 내부 압력이 800psi까지 급상승해도 끄떡 없어야 합니다. 주입 가스도 항공기 타이어는 불화성 기체인 질소(Nitrogen)만 사용합니다. 이는 압축 공기 중에 함유된 수분과 산소로 인한 급격한 온도 상승으로 내부 발화에 의한 폭발 가능성을 해소하고, 화학적 산화 현상을 억제해 타이어 수명을 연장하기 위해서 입니다. 자동차는 일부 경주용 자동차 타이어에만 질소를 사용합니다. 순수 타이어 가격은 통상 100~200만원 수준이고 타이어와 함께 조립돼 바퀴를 구성하는 알루미늄 휠 가격이 약 5~9천만원 정도이므로, 항공기 바퀴 하나의 가격이 승용차 몇 대 값과 맞먹는다고 볼 수 있습니다.

출처 : 대한항공 - [항공상식Q&A] 고하중·순간 충격에도 끄떡 없는 특수 제품