[이원주의 하늘속談]프로펠러기는 왜 제트기보다 느릴까

에어버스의 터보프롭 수송기 A400M. 이원주 기자 takeoff@donga.com

이원주 산업1부 기자

날개에 큰 프로펠러가 달린 ‘터보프롭’ 항공기는 우리나라에서 흔히 보기 힘든 기종이다. 현재 영업 중인 항공사 중 터보프롭 기종(프로펠러기)을 운용하는 항공사는 최근 김포∼사천 노선에 ‘ATR 72’ 기종을 띄우고 있는 ‘섬에어’가 유일하다. 과거 제주항공과 한성항공, 하이에어 등 저비용항공사들이 터보프롭기를 운용한 적이 있지만 한국에서는 ‘작고 느리고 위험한 비행기’라는 인식이 강해 현재는 쓰지 않고 있다.

실제 프로펠러기는 좀 느리다. 우리가 흔히 타는 제트 여객기가 약 9km(약 3만 피트) 상공을 음속의 0.8배 정도로 날아다닌다면, 프로펠러기는 약 6∼7km 상공을 음속의 0.5∼0.6배 정도로 날아다닌다. 제트기는 공기를 한껏 빨아들여 압축한 뒤 추진력을 만들어내기 때문에 공기가 희박한 고고도에서도 날 수 있지만 프로펠러기는 공기가 희박해지면 날기 어렵기 때문이다. 그리고 비행기는 고도가 낮아질수록 공기 저항이 커져서 속도가 떨어진다.

그렇다고 ‘모든’ 프로펠러기가 느린 것은 아니다. 에어버스에서 만든 A400M이라는 군용 수송기는 프로펠러기인데도 9km 이상의 상공을 음속의 0.7배 이상의 속도로 날아다닌다. 제트기와 큰 차이가 없는 수준이다.

가장 큰 특징은 프로펠러 깃(블레이드)의 수다. 통상 요즘 프로펠러기는 깃이 6개 달린 ‘6엽기’가 대세다. 연비 등 효율이 가장 좋기 때문이다. 하지만 A400M에는 깃이 8개 달렸다. 연구 결과 6엽보다는 8엽이 더 높은 속도에서 가장 좋은 효율이 나오기 때문에 이렇게 한 것이다.

또 다른 특징은 비행기 엔진이 서로 다른 방향으로 회전한다는 점이다. 에어버스는 A400M의 엔진을 한 쌍씩 서로 반대 방향으로 돌도록 설계해 추진력 손실을 없앴다. 회사 측은 효율을 4%가량 높일 수 있다고 설명했다.

반면 단점도 뚜렷하다. 프로펠러기의 속도를 제트기만큼 끌어올리게 되면 연비가 크게 떨어지는 것으로 알려져 있다. 또 A400M처럼 서로 반대 방향으로 회전하는 엔진을 달게 되면 엔진 부품이 서로 호환되지 않는 등의 이유로 정비 비용도 늘어난다.

A400M 같은 군용기는 상대적으로 비용에 덜 민감하기 때문에 이런 비행기가 세상에 나올 수 있었다. 하지만 돈 버는 목적으로 날리는 여객기라면 얘기가 다르다. 단거리 노선 위주로 운행하는 프로펠러기 속도를 조금 더 높이기 위해 굳이 비싼 비용을 치를 필요가 없다. 실제 프로펠러 여객기로 서울∼제주를 오갈 경우 비행시간이 제트기보다 10분 더 걸리는 정도다.

다만 프로펠러기가 ‘안전하지 않다’는 인식은 틀렸다. 제트기와 안전성 면에서 차이가 없을뿐더러 오히려 조류 충돌 같은 위험에서는 더 안전하다. 짧은 활주로에서 이착륙하기도 좋아 소형 공항에서는 오히려 프로펠러기가 더 적합하다. 실제 일본에서는 전일본공수 등 대형항공사도 프로펠러기를 다수 운용한다.

이원주 산업1부 기자 takeoff@donga.com