“380t 점보기도 끄떡 없어요”

항공기 타이어, 항공기 안전 책임지는 신기술 결정체
B747 18개 바퀴 가격 2억원 달해
금호타이어 국내 최초 민간항공기용 타이어 개발

항공기는 하늘을 날아다니는 기계지만 사실 지상에 내려와 있는 시간이 더 길다.

아무리 첨단 항공기라도 이륙을 위한 지상 활주와 비행 후 안전한 착지가 불가능하다면 항공기가 아니다. 이러한 기능을 가능하게 한 것이 항공기 타이어다.

고무바퀴 아이디어가 나온 것은 지난 1865년으로 영국의 톰슨이란 사람이 최초로 고무 자체 탄성을 이용한 고무바퀴(Solid Tire) 특허를 냈다. 하지만 실제 고무바퀴 타이어가 선 보인 것은 그로부터 40년이 지난 후 영국의 윌리엄 던롭(William Dunlop)이 자신이 타던 자전거 바퀴에 고무호스를 장착하고 공기를 주입하면서부터다. 던롭이 개발한 고무바퀴 타이어는 당시 사람들에게 일대 혁신으로 여겨졌고, 이후 자동차와 항공기에 사용되다가 현재는 공기 튜브를 사용하지 않는 튜브레스(Tubeless) 타이어가 주류를 이루고 있다.

타이어중에서도 항공기용 타이어는 고도의 기술로 빚어낸 결정체다. 항공기용 타이어는 거대한 기체의 엄청난 무게와 고열을 모두 견뎌내야 하기 때문이다. 이로 인해 전 세계 타이어 업체중 민간 항공기용 타이어를 생산하는 업체는 미쉐린ㆍ브리지스톤ㆍ굿이어 등 5개사에 불과하다. 한국 업체는 금호타이어가 3년간 100억원을 투입해 개발에 성공했으며, 지난 2007년 기술표준품형식(KTSO) 공인시험에 합격했다. 한국이 개발한 초음속 고등훈련기T-50과 B737-400기종에 금호타이어의 제품이 사용된다고 한다.

항공기 타이어의 기본구조는 일반 자동차 타이어와 비슷하지만 항공기 이착륙시 순간적 충격력(Impulsive Load), 고속(High Speed), 고하중(Heavy Load), 열발생(Heat Generation) 등 열악한 조건 하에서 정상 성능을 발휘하고 이륙 후 랜딩 기어를 접을 때 간섭이 없어야 한다. 품질이 승객의 안전과 직결되는 만큼 총 20~30여 종류의 각종 테스트와 승인절차를 통과해야 한다. 예를 들어 KTSO 공인시험 기준은 60여 차례에 걸친 혹독한 비행과 활주로 주행을 안전하게 마친 후에도 24시간 동안 공기압 변화가 5% 내외에 머물러야 한다.

1t이 채 안 되는 승용차에 쓰이는 타이어 직경은 대략 70cm이고 감당하게 되는 최고 속력은 시속 200km 이내라고 한다. 반면 400여명의 승객이 탑승할 경우 380t에 육박하는 B747-400 항공기는 타이어당 약 21t의 하중이 걸리며, 최고 속도가 시속 420km에 육박한다. 타이어에 공기를 주입할 때 내부 압력은 보통 30psi(평방인치당 파운드, Pound/Square Inch) 정도인 승용차에 반해 항공기는 약 7배인 200psi 정도로 유지돼야 하며 순간적 충격에 의해 내부 압력이 900psi까지 급상승해도 파열되지 않아야 한다.

주입 가스도 불화성 기체인 질소(Nitrogen)만 사용해야 한다. 압축공기 중에 함유된 수분 및 산소가 급격한 온도 상승으로 내부 발화돼 폭발될 가능성을 해소하고 화학적 산화 현상을 억제해 타이어 수명을 연장하기 위해서다.

첨단 기술을 사용하는 만큼 항공기 타이어 가격은 꽤 비싸다. 타이어 자체 가격은 100만~150만원 수준이지만 타이어와 함께 조립돼 바퀴를 구성하는 알루미늄 휠 가격이 1300만원에 달한다. B747-400 항공기에 장착된 18개의 바퀴 가격만 2억원으로, 고급 외제 승용차 한 대 가격과 맞먹는다. 일반 자동차처럼 항공기도 알루미늄 휠과 타이어가 조립된 스페어 타이어를 기체 후방 화물실에 싣고 다닌다.

항공기용 타이어의 수명은 정상적으로 마모됐을 경우 바이어스 타이어는 평균 약 250회 착륙 수(Landing Cycles), 레디얼 타이어는 약 350회 착륙 수라고 한다. 기종에 따라 약간 차이는 있으나 통상 2~3개월 이면 타이어를 교체해줘야 한다. 또한 타이어 트레드가 홈(Groove) 바닥까지 마모되면 교환한다.

항공기용 타이어는 비행의 시작과 마지막 순간에 가장 중요한 역할을 담당하는 핵심 부품으로 안전운항의 성패를 가늠하는 절대적인 기능을 담당한다. 항공기가 존재하는 한 항공기 타이어 시장도 존재할 것이며, 제품 성능 향상을 위한 업체들간의 연구 개발 경쟁은 계속될 것이다.<자료 제공: 대한항공, 아시아나항공, 금호타이어>

채명석 기자 oricms@asiae.co.kr