비행기 속도

자동차 속도는 바퀴의 회전 (정확히 말해, 트랜스미션 구동축의 회전)을 갖고 구할 수 있다. 하지만 배나 비행기의 속도는 그런 방식으로 구할 수 없을 것 같다. 자동차 바퀴와 달리 프로펠러가 한 바퀴 돌았다고 배가 몇 미터 진행했다고 볼 수도 없다.

비행기 속도는 피토관(Pitot tube)를 이용하여 구한다고 한다. 

베르누이에 따르면, (밀도가 동일할 때) 유체는 항상 같은 시간 동안 같은 부피만큼 흐른다. 그래서 관이 좁으면 빨리 흐르고 넓으면 천천히 흐른다. 그리고 이로부터 속도가 커지면 압력이 작아지고, 속도가 작아지면 압력이 커진다는 것을 알 수 있다. 

stagnation point에서 유속은 (막힌 셈이어서) 0이다. 따라서 다음과 같이 두 압력의 차이를 구하고, 그로부터 속도를 환산할 수 있다 ... 고 하더라. 여기서 rho는 유체의 밀도이다.

$$V = \sqrt{\frac{2(P_2 - P_1)}{\rho}}$$

그런데 이것만 갖고 비행기 속도를 단정할 수 없다고 한다. 여객기의 최대 속도는 (공기 밀도가 높은) 낮은 고도에서 600 km/h 내외라고 한다. 그것은 엔진 성능의 한계가 아니고, 그보다 더 빠르면 동체가 버티지 못하고 부서질 수 있기 때문에 한계 속도를 그리 정했다고 한다. 더 튼튼하게 만들 수 있겠지만, 그러면 효율이 떨어질 것이다.

10 킬로미터 상공에서 피토 속도계가 600 km/h 속도라고 보여준다면 실제로는 그것보다 더 빠르다. 공기 밀도가 낮기 때문이다. 전자를 인지 속도(indicated airspeed)라고 하고, 후자를 대기 속도(true airspeed)라고 한단다. 여기에 더하여 비행기가 기류를 타게 타면 대기 속도보다도 더 빨라지게 되는데 그것을, 지상에서 관찰한 속도, 즉 지상 속도(ground speed)라고 한단다. 

600 km/h는 323.97 노트(knot)이다. 1 노트는 한 시간에 1 해리, 즉 1.852 킬로미터를 가는 속력을 뜻한다고.