spades 비행기 종류만큼이나 다양한 항공기의 뼈대 하늘을 나는 비행기는 1903년 라이트 형제의 최초 동력비행이 성공한 이후 100여 년이 지난 지금 비행의 목적에 따라 다양하고 세분하게 분류되어 있다.
사람을 태워 나르는 거대한 여객기에서부터 시작해 민간용으로 사용되는 경비행기, 그리고 군사용으로 사용되는 비행기에서 성층권 이상의 높이에서 비행하는 비행기까지 그 종류와 분류가 다양하다.
비행기의 바탕이 되는 비행기의 구조는 이런 비행의 임무에 따라 다른 구조로 되어 있는데 현재 사용되는 비행기의 뼈대, 구조는 트러스트 구조, 모노코크 구조, 세미 모노코크 구조 등으로 분류될 수 있다.
spades 트러스 구조 (Truss Construction) 라이트 형제의 비행기를 보고 있노라면 현재의 비행기와 사뭇 다른 모습을 볼 수 있다.
커다란 날개와 엉키고 설킨 뼈대로 되어 있는 모습이 현대의 날렵한 비행기와 차별화되는데 라이트 형제의 비행기와 같이 막대기를 삼각형으로 연결한 뼈대를 가진 구조를 트러스 구조라 한다.
우리가 흔히 보는 송전탑이나 교량의 뼈대가 트러스 구조로 되어 있다.
트러스 구조는 설계와 제작이 쉬운 장점이 있지만 전체적인 구조 내부에 뼈대가 들어가기 때문에 공간 효율성은 떨어진다.
또한, 구조 강도를 높이기 위해서는 직선 형태를 유지해야 하기 때문에 유선형의 선체를 제작하기 힘들다.
이런 이유 때문에 트러스 구조는 주로 초기 비행기에 많이 사용되었으나 현재는 초경량 비행기를 제외하고는 거의 사용하지 않는 구조다.
spades 모노코크 구조 (Monocoque Construction) 응력 외피구조라고 말하는 모노코크 구조는 희랍어의 하나를 뜻하는 모노(Mono)와 프랑스어의 껍질을 뜻하는 코크(Coque)가 결합된 말로 우리말로 해석하면 하나의 껍질로 이루어진 구조라 볼 수 있다.
우리 주변에서 가장 많이 볼 수 있는 구조로 물통이나 음료수 병처럼 외벽으로만 이루어진 구조가 바로 모노코크 구조다.
모노코크 구조는 물병에서 보는 것과 같이 트러스트 구조처럼 내부를 지지하는 지지봉이 없기 때문에 공간 효율성이 매우 크다.
또한, 껍질만 만들면 되기 때문에 비용도 저렴한 것이 장점이다.
하지만, 뼈대가 없기 때문에 외부 충격이나 압력에 취약한 것이 단점이며 안전성도 떨어지게 된다.
이런 이유로 모노코크 구조는 항공기에서 그리 많이 사용되지 않는다.
spades 세미 모노코크 구조(Semi-Monocoque Construction) 세미 모노코크 구조는 트러스의 장점과 모노코크의 장점만을 모아 만든 구조 형태다.
즉 트러스의 골격과 모노코크의 외벽을 통해 기체를 지탱하는 방식으로 내부 공간 효율이 높고 외부의 압력에도 잘 견디며 유선형의 곡면 처리도 가능하기 때문에 현대 항공기 대부분이 세미 모노코크 구조를 이용하고 있다.
우리 주변에서 볼 수 있는 세미 모노코크 구조로는 통나무와 판자로 이루어진 통나무 집이나 야영할 때 설치하는 텐트 등이 있다.
이렇게 다양한 장점이 있지만 제작함에 있어 고도의 기술력과 고가의 설비가 필요한 단점도 있다.
spades 샌드위치 구조 샌드위치 구조는 모노코크 구조의 장점인 공간성과 세니 모노코크 구조의 단점인 고도의 기술력과 고가의 설비 비용을 보완해 만든 구조다.
쉽게 말해 모노코크 구조의 외벽에 또 하나의 외벽을 붙여 더 튼튼하게 만드는 구조인데 판과 판 사이에 좀 더 강한 힘을 받을 수 있도록 중간재-심(Shim)재를 넣어 접착제로 접착시킨 구조다.
쉽게 볼 수 있는 구조로는 라면 상자나 샌드위치 판낼이 모두 샌드위치 구조다.
샌드위치 구조는 심재를 어떤 것으로 썼느냐에 따라 벌집형(Honey Comb), 거품형(Foam), 파형(Wave)로 나뉜다.
샌드위치 구조의 장점은 무게에 비해 강도가 크며 피로와 굽힘 하중, 진동에 대한 감쇄성이 큰 것으로 쉽게 말하면 기존보다 더 큰 강도를 지니면서도 무게는 더 가벼운 항공기의 제작이 가능한 것이다.
하지만, 내부 심재의 상태를 외부에서 볼 수 없기 때문에 손상 상태의 파악이 어려우며 최근 연이어 발행한 샌드위치 판낼의 물류창고 화재와 같이 고온에 취약한 것이 단점이 있다.
이런 단점에도 불구하고 샌드위치 구조는 새로운 접착제의 발견과 심재의 개발로 점차 더 많이 활용되고 있는 추세다.