왜 비행기에선 창문을 주로 둥글게 만들까요?
이번 휴가철에 해외여행을 다녀오려고 비행기를 타다보니 문득 궁금한게 왜 비행기 창문은 모서리가 둥근 모양일까 싶더라고요. 집이나 자동차 창문의 경우 대부분 사각형인데 왜 비행기만 특별히 둥근 이유가 있는 걸까요? 처음에는 단순히 디자인상의 이유때문이라고만 생각했는데 그렇다고 하기에는 너무 획일적이더라고요. 이게 뭐 안전상 문제로 모서리가 날카로우면 그 부분에 응력이 집중되어서 위험할 수 있다는 말도 있던데 사실인건가요? 그럼 모든 구조물에서 둥근 모양이 더 안전한 건가요? 잠수함이나 우주선도 비슷한 원리로 설계되는 건지 궁금해요. 또 비행기 창문 크기도 정해진 규격이 있는 건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
말씀하신 대로 비행기 창문이 둥근 모양인 것은 단순히 디자인 때문이 아니라, 안전과 직결된 중요한 공학적 원리 때문입니다.
항공기는 높은 고도에서 비행하기 때문에 내부 압력과 외부 압력 간에 큰 차이가 발생합니다. 만약 창문이 사각형 처럼 모서리가 날카로운 형태로 설계되면, 이 모서리 부분에 압력이 집중되어 금속 피로(metal fatigue)가 빠르게 누적되고 균열이 발생할 위험이 매우 커집니다. 실제로 1950년대 초기 제트 여객기인 드 하빌랜드 코멧은 직사각형 창문으로 인해 연속적인 사고를 겪었으며, 이 사건을 계기로 창문의 모서리를 둥글게 만들어야 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 둥근 모서리는 압력을 표면에 고르게 분산시켜 이러한 위험을 최소화하고, 구조적 강도를 향상시킵니다.
이러한 원리는 극한의 압력 환경에서 운용되는 다른 운송 수단에도 적용됩니다. 잠수함은 수압을 견뎌야 하고, 우주선은 진공 상태와 대기권 재진입시의 압력 변화를 견뎌야 하므로, 마찬가지로 구조의 안정성을 위해 둥근 형태가 많이 사용됩니다.
비행기 창문의 크기에도 정해진 규격이 있습니다. 일반 여객기의 객실 창은 위아래로 길고 좁은 형태이며, 기종에 따라 조금씩 차이가 있지만 대략 25cm x 38cm에서 27cm x 46cm 정도의 크기를 가집니다. 이는 기체의 구조적 강도와 승객의 시야 확보를 고려하여 설계됩니다. 예를 들어 보잉 787드림라이너는 기존 항공기보다 창문 크기가 1.3배 넓어져 개방감을 높인것이 특징입니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
비행기가 비행을 할 때는 고도가 높기 때문에 외부는 큰 기압차가 존재합니다.
이에 따라 사각 창문은 모서리 부분에 압력이 집중되어 균열이 되어 파손이나 사고로 이어질 수 있기 때문입니다.
실제로 1950년대 초기 여객기에서 사각 창문으로 인해 균열이 되어 추락 사고가 또한 존재합니다
둥근 형태는 구조적으로 힘을 고르게 분산하는 효과를 가지고 있어 특정 부위에 응력이 집중되지 않습니다.