운행체와 항공기의 분류

운행체란 직접 탑승하거나 물건을 운반할 목적으로 인간이 개발하여 만든 모든 움직이는 물체를 통틀어 정의할 수 있으며, 그중 특히 사람들이 탑승하여 안전하게 상공을 운항하며 이동할 수 있도록 하는 기계를 항공기라고 정의합니다.

 

운행체의 분류와 종류

다양한 운행체는 각기 운영에 사용되는 영역을 기준 삼아 또다시 분류될 수 있습니다. 외기권 바깥 우주 공간에서 운용되는 것은 우주선이라 칭하며 이는 우주 왕복선과 일반 우주선으로 나뉩니다. 대기권 내부의 영역에서 운용되는 것은 비행체라고 부르며, 인간이나 물건을 운반할 목적으로 사용되는 항공기와 군사목적에 따라 사용되는 미사일로 또 한 번 구분됩니다. 그 외 지구의 표면인 땅에서 운용되는 것을 지표 운행체라고 하며, 이는 자동차와 열차, 선박 등을 포함합니다. 또한 바다와 같은 수중 및 땅 밑 지하 영역에서 운용되는 운행체도 있는데, 이는 지중 운행체라 불리며 잠수정과 잠수함 등이 이에 포함됩니다. 이들 중 우리가 집중하고자 하는 항공 우주공학의 최대 관심 대상은 하늘을 나는 비행체와 우주를 탐험하게 해주는 우주선입니다.

 

항공기의 분류와 종류

공중을 날 수 있게 해주는 수단과 방법은 여러 가지가 있지만, 이는 큰 틀을 기준으로 공기보다 가벼운 항공기와 공기보다 무거운 항공기로 나뉘어 구분됩니다. 공기보다 가벼운 항공기라는 말이 자칫 어색하게 느껴질 수는 있습니다. 쉬운 이해를 돕기 위해 헬륨가스를 넣은 풍선 등을 예로 들 수 있습니다. 이와 같이 공기보다 가벼운 항공기란 공기 중에서 부력을 받아 떠오르는 원리를 이용합니다. 이를 가능하게 하기 위해서 인간은 열과 수소, 헬륨 등을 주머니에 넣어 항공기의 무게를 공기보다 가볍게 만들어 날아갈 수 있도록 합니다. 이러한 유형의 항공기에는 열기구와 비행선 등이 있습니다. 반면 공기보다 무거운 항공기는 우리가 해외여행 시 흔히 타고 다니는 비행기 등을 예로 들 수 있습니다. 이는 부력을 대신하여 공기역학에 기반한 양력을 사용하여 하늘을 비행합니다. 양력은 비행체의 날개에 의해 발생되며, 이 날개의 형태에 따라 두 종류의 항공기로 나뉩니다. 이 두 종류의 항공기는 고정익 항공기와 회전익 항공기로 구분됩니다.

 

고정익 항공기는 동력의 존재 유무에 따라 비행기와 활공기로 나뉘게 됩니다. 여기에서 한 가지 짚고 넘어가자면 수많은 사람들이 흔히 항공기와 비행기를 같은 의미로 받아들여 혼동하여 사용하는 일이 잦습니다. 일반적으로 항공기는 보다 광범위하게 정의되어 있으며, 비행기는 위에서 말한 것과 같이 동력과 양력을 사용하는 고정익 항공기에 한하여 정의되고 있습니다. 이와 같이 비행기는 동력을 이용해 자유자재로 원하는 방향으로 컨트롤하며 나아갈 수 있으나, 활공기는 그렇지 않습니다. 활공기는 자체 동력 없이 공기역학을 통해 바람이나 공기의 흐름에 의존해야 날 수 있기 때문에 자동차나 다른 비행기의 도움을 받아 높은 고도에서 날 수 있게 만들어 주어야만 서서히 하강하면서 비행할 수 있습니다. 또한 자체 동력이 없기에, 비행 중 상승하기 위해서는 반드시 상승 기류의 도움을 받아야만 가능합니다. 이러한 활공기 외에도 동력에 의존하지 않는 같은 원리로 활공할 수 있는 것으로는 패러글라이더와 행글라이더 등이 있습니다.

 

양력은 물체가 공중으로 뜨기 위해 수직으로 작용하는 힘으로서, 이는 날개와 공기의 흐름 사이의 상대 속도에 의해 발생합니다. 따라서 비행기가 이륙하려면 비행기의 고정된 날개에 작용하여 영향을 줄 만한 공기의 속도가 필요합니다. 이때 필요한 공기의 속도를 달성하기 위해 활주로 위에서의 비행기의 충분한 활주는 필수적이라 볼 수 있습니다. 반면 활주로에서의 활주 없이 날개의 회전을 통해 이륙할 수 있는 항공기도 있는데, 이러한 항공기를 회전익항공기라고 칭합니다. 대표적으로 우리가 흔히 알고 있는 헬리콥터가 그중 하나로, 오토자이로를 비롯하여 자이로콥터 등이 여기에 속합니다. 헬리콥터처럼 최소한의 활강을 통해 비교적 수직으로 바로 이착륙하는 항공기를 통틀어 수직 이착륙기로 분류합니다. 이와 같은 수직 이착륙기 외에 기존 항공기보다 현저히 짧은 활주로에서도 이착륙이 가능한 항공기가 있는데, 이러한 항공기의 종류를 단거리 이착륙기라고 분류합니다.

 

항공법규에 따른 항공기 제작 및 운영에 기반한 항공기 형태 및 그의 분류는 비행기, 회전익항공기, 글라이더와 같은 활공기, 동력 활공기, 특수 항공기와 같이 크게 다섯가지 범주로 구분됩니다. 그리고 이들은 각 유형에 따라 더욱 세밀하게 세분화되어 분류되며, 이는 최대 이륙 중량이나 갖추고 있는 동력 장치의 크기를 기준삼아 규정되고 있습니다.