하늘을 지나가는 비행기 뒤로 생기는 하얀 구름은 무엇일까?
푸른 하늘을 바라보던 시간도 있었지만 지금의 나에게 하늘을 보기보다 휴대폰 화면을 바라보며 걷는일이 많아졌다. 언젠가 구름 한점 없는 푸른 하늘에 저 높은 곳에서 비행기가 지나가며 만들어 내는 비행기 구름이 한줄기 하얀 궤적을 만들어 내는 모습을 잠깐이나마 지켜보았다.
가끔식 하늘위에 만들어지는 비행기 구름은 어떻게 만들어지는 것일까?
비행운은 항공기가 하늘을 날면서 발생시키는 구름을 의미한다. 항공기의 대부분은 제트엔진(jet engine)으로 추력을 발생시켜 비행을 하는데 엔진 내부에서 연소시킨 고온의 가스를 분출함으로서 작용/반작용의 법칙으로 추진력을 얻게 된다. 제트엔진의 공기유입구를 통하여 유입되는 대량의 공기는 압축기(Compressor)에서 압축하여 연소실로 전달된다. 연소실로 전달된 압축공기는 연료와 혼합되어 연소되며 이때의 폭발력으로 엔진의 터빈을 구동시키며 배기구를 통하여 고속의 제트 기류를 분출하게 된다.
제트엔진을 통하여 연소된 고운의 압축된 압축공기가 엔진을 빠져나와 급격하게 팽창하게 되면 단열팽창으로 압력이 떨어지며 온도가 떨어진다. 단열팽창으로 온도가 떨어진 제트엔진의 연소 후 공기는 대기권의 찬 공기 중에서 수증기와 결합하면서 미세한 얼음 알갱이가 생성되어 긴 구름띠를 만들어내게 된다.
비행운은 주로 높은 고도로 비행하는 항공기에서 발생하는데 35,000 피트 이상의 높은 고도의 수증기가 다량으로 포함된 공기 상태를 갖춘 지역을 지나는 항공기에서 주로 발생한다.
전투기가 에어쇼에서 급기동을 하게 되는 경우에 날개 끝에 구름이 발생하는데 이것은 비행기 날개 위아래의 압력차이로 날개 아래의 공기 흐름이 위로 올라가면서 강력한 소용돌이가 생성된다. 급기동을 하면 더욱 많은 양력이 발생되면서 날개 위아래의 압력차이는 더욱 커지고 더욱 강력한 소용돌이가 만들어진다. 이렇게 만들어진 소용돌이는 압력이 낮아지고 온도가 떨어지면서 수증기가 응축되는 현상이 발생하여 구름이 발생된다.
