항공기 윤하중

윤하중이란

항공기 윤하중은 활주로 아래 암거나 관로 같은 지중구조물의 설계하중을 정하는 출발점이다.

항공기 바퀴 한 개가 지면과 구조물에 전달하는 수직 하중이며, 충격계수와 영향 바퀴 수를 반영한다.

제132회와 제134회 1교시에 출제되었고, 산정 공식과 적용 조건을 반복해 묻는다.

기호 정리

윤하중 산정에는 몇 가지 기호가 쓰인다. 먼저 문제 조건부터 정리한다.

P는 뒷바퀴 1개의 정적 하중으로 356kN이다. 충격계수 i는 문제 조건에 따른다.

W는 접지폭, L'는 환산 접지장이다. 접지폭은 0.35m, 환산 접지장은 0.6m다.

토피 H는 1m, 영향 바퀴 수 N은 4개다. 답안 첫머리에 적용 조건을 명시하면 감점을 줄일 수 있다.

충격계수와 영향 바퀴 수

충격계수는 활주로 요철과 착륙 충격으로 바퀴에 추가로 걸리는 하중을 나타낸다.

그래서 정적 하중에 충격계수를 적용해 동적 효과를 반영한다. 충격계수 값은 문제 조건에 따른다.

영향 바퀴 수 N은 토피를 지나 퍼진 하중이 구조물 상단에 함께 작용하는 바퀴의 개수다.

영향 바퀴 수는 토피 조건과 적용 기준에 따라 정한다. 이 문제에서는 토피 1m일 때 4개다.

산정 흐름

윤하중은 바퀴 한 개의 하중을 구조물 상부에 미치는 하중으로 환산한 값이다.

먼저 정적 하중 P를 확인하고, 충격계수로 동적 효과를 반영한다.

다음으로 토피 조건과 영향 바퀴 수 N을 반영해 윤하중을 구한다.

마지막으로 접지폭 W와 환산 접지장 L'로 접지면 크기를 검토하고 하중을 정리한다.

도로교 차량하중과 비교

도로교 차량하중과 비교하면 항공기 윤하중의 차이가 분명해진다.

항공기는 바퀴 간격이 넓고 접지 면적이 작으며 바퀴 수가 많다.

그래서 바퀴 배치와 접지 형상이 핵심 변수가 된다. 기준을 그대로 대입하지 않는다.

토피가 얕을수록 한 바퀴 하중의 영향이 크게 남으므로 토피 조건을 먼저 확인한다.

흔한 실수

흔한 실수를 짚는다. 첫째, 충격계수를 빠뜨리는 실수다.

문제 조건에 충격계수가 주어지면 적용해야 한다. 증폭 없이 나누면 하중이 과소평가된다.

둘째, 영향 바퀴 수 N의 역할을 혼동하는 실수다.

셋째, 접지폭 W와 환산 접지장 L'를 바꿔 대입하는 실수다.

넷째, 단위를 섞어 쓰는 실수다. 방향과 단위를 구분해 쓴다.

채점은 충격계수와 영향 바퀴 수 적용에 집중된다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다. 윤하중은 바퀴 하나가 지면에 주는 하중이다.

설계에서는 충격계수로 동적 효과를 더하고, 토피로 하중 분산을 반영한다.

답안에서는 적용한 분산 방식을 한 줄로 밝혀야 채점자가 계산 과정을 따라갈 수 있다.