KOSEN 한인과학기술자네트워크

>1. 11.6kPascal 은 대략 0.1 기압 ？ 고도 얼마에 해당하는지? > >2. 국제선 비행기는 성층권으로 다니는지 암튼 고도 얼마에서 다니는지? > >3. 국내선하고 차이가 있는 것으로 알고 있는데; 국내선 비행기도 고도 얼마에 다니는지? > > 항공기가 양력을 이용하려면 공기층이 있어야 하는데 지구상의 공기는 지면부터 고도 12km정도까지의 대류권에 집중되어 있어 고도가 올라갈수록 공기층이 희박해져서 공기층에 의한 양력발생이 불가능해집니다. 성층권과 열권이라는 지역 사이에 중간권이라는 공간이 있는데 이 중간권 부근과 열권의 사이에는 일명 데드 존이 있습니다. 데드 존에서 약 50~100km의 범위는 수직이동은 가능하지만 수평이동이 불가능하기 때문에 뉴턴 운동의 제2법칙이 적용되지 않고 뉴턴 운동의 제3법칙 “작용과 반작용의 원리”에 의한 추진력으로만 이동이 가능합니다. 항공기가 인공위성의 고도까지 올라가려면 데드 존을 통과하여야 하는데 자체 추진력으로 올라가려면 초속 8km정도(마하 23정도) 이상의 속도가 필요합니다. 항공기가 우주선과 같이 액체연교(액화수소와 산소)를 사용하여 궤도 진입에 성공하는 속도를 낼 수 있다 하더라도 우주선과 같은 재질로 되어 있지 않아 대기권을 벗어나기 전에 대기와의 엄청난 마찰에 의하여 흔적도 없이 화장될 것입니다. 순항고도는 국제선과 국내선 항공기가 다릅니다.국내선 항공기의 순항고도는 2만6,000피트(약 8,000m)에 달하며, 평균 6.0~8.3km정도를 유지합니다.국제선인 경우 안전과 경제성을 이유로 대류권계면(대류권과 성층권의 사이, 기상변화가 적고, 온도가 낮으며, 동일 온도상에서 밀도가 가장 높은 평균 11km(약 36,000 ft)고도에서 비행을 하게 됩니다(평균 8.6~12.5km 사이 유지). 참고로 소형비행기와 헬리콥터는 4~5km 이하의 높이를 비행합니다. 대기의 실질적인 특성은 수시로 변하고 장소에 따라 변하지만 비행기의 성능을 표시하기 위해서는 표준이 되는 표준 대기의 상태를 설정할 필요가 있게됩니다. 이와 같은 표준대기는 국제적으로 통일시킬 필요가 있으므로 국제민간항공기구(ICAO: International Civil Aviation Organization)에서 국제 표준대기(ISA: International Standard Atmosphere)를 국제 협약(international agreements)으로 규정하고 있습니다. -------------------------------------------------------------------------- 구분 | 고도(h) | 온도(T) | 압력(P) | 밀도(ρ) | ft | °F °C | inHg cmHg kPa | slug (ρ/ρ0) -------------------------------------------------------------------------- 대류권 | 0 | 59.0 15.0 | 29.92 76.00 101.33 | 0.002378 1.0000 | 1,000 | 55.4 13.0 | 28.86 73.30 97.74 | 0.002309 0.9710 | 2,000 | 51.9 11.0 | 27.82 70.66 94.22 | 0.002242 0.9428 | 3,000 | 48.3 9.1 | 26.81 68.10 90.80 | 0.002176 0.9151 | 4,000 | 44.7 7.1 | 25.84 65.63 87.51 | 0.002112 0.8881 | 5,000 | 41.2 5.1 | 24.89 63.22 84.29 | 0.002049 0.8616 | ... ... ... ... ... ... ... ... | 36,000 | -69.4 -56.3 | 6.708 17.04 22.72 | 0.000704 0.2962 -------------------------------------------------------------------------- 성층권 | 37,000 | -69.7 -56.5 | 6.395 16.24 21.62 | 0.000671 0.2824 (36,152| 38,000 | -69.7 -56.5 | 6.096 15.48 20.65 | 0.000640 0.2692 부터) | 39,000 | -69.7 -56.5 | 5.812 14.76 19.68 | 0.000610 0.2566 ... ... ... ... ... ... ... ... -------------------------------------------------------------------------- 국제표준대기 (ISA: International Standard Air) 육상비행과 대양횡단비행의 안전특성상의 이유로 고도를 정하는 것이며, 항공기의 한계고도는 성능평가기준에 포함되기도 합니다. 제가 갖고있는 데이터에 고도8000미터에 대한 내용이 빠져있네요. 추가로 올립니다만...온도는 섭씨,고도는 미터입니다. 위표를 참고로 환산해보세요. 고도 | 온도 | 기압 | 기압비 | 밀도 | 밀도비 | 음속 (m) | (℃) | (㎪) | (P/P0) |(㎏-s²/m⁴)| (ρ/ρ0) | (㎧) 0 | 15.0 | 1.03323 | 1.00000 | 0.12492 | 1.00000 | 340.42 2500 | -1.25 | 0.76155 | 0.73106 | 0.09757 | 0.78111 | 330.69 3500 | -7.75 | 0.67061 | 0.64904 | 0.08802 | 0.60467 | 326.71 8000 | -37.00 | 0.36302 | 0.35134 | 0.05355 | 0.42870 | 308.18 11000 | -56.50 | 0.23078 | 0.22336 | 0.03710 | 0.29707 | 295.18 12000 | -56.50 | 0.19712 | 0.19078 | 0.03169 | 0.25373 | 295.18 표 보기가 어려워 에디터로 수정했는데도 많이 찌그러지네요~^^;;

지구의 대기압은 높이에 따라 달라지는데 해수면에서 대기압은 표준대기로 가정했을 때 1기압이고 옛날 단위로는 1 bar 라고 합니다. 더 정확하게는 1 atm = 760 mmHg = 101.3 kPa = 1013 hPa 과학에서는 국제단위계인 SI에 맞추어야 하므로 101.3 kPa을 사용해야 하나 일반인들은 주로 옛날부터 사용하던 mbar(밀리바)에 익숙하므로 백을 의미하는 h(헥토)를 사용하여 헥토 파스칼로 나타내서 옛날 크기인 밀리바로 맞추고 있습니다. 대기권 위로 올라갈수록 공기의 밀도가 낮아지므로 높이에 따른 대기압은 지수함수로 줄어듭니다. 자세한 모델과 수치는 미국의 NASA나 NOAA에서 실제 데이터까지 제공하므로 참고하면 됩니다. 물론 인터넷에서 그림으로 찾아도 잘 설명하고 있습니다. 아래는 몇 군데의 대기압을 나타낸 것입니다. 표준대기모델로 계산하였으므로 지역이나 기상상황에 따라 조금씩 달라집니다. fraction of 1 atm average altitude

	(m)	(ft)
1	0	0
1/2	5,486	18,000
1/3	8,376	27,480
1/10	16,132	52,926
1/100	30,901	101,381
1/1000	48,467	159,013
1/10000	69,464	227,899
1/100000	96,282	283,076

>1. 11.6kPascal 은 대략 0.1 기압 ？ 고도 얼마에 해당하는지? > >2. 국제선 비행기는 성층권으로 다니는지 암튼 고도 얼마에서 다니는지? > >3. 국내선하고 차이가 있는 것으로 알고 있는데; 국내선 비행기도 고도 얼마에 다니는지? > >