홍라이프 계산기밀도고도 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
밀도고도는 주변 공기와 같은 밀도를 가진 표준대기상의 고도입니다. 날개, 프로펠러, 엔진이 실제로 '느끼는' 고도라서 이륙 거리와 상승률을 좌우합니다. 이 계산기는 비행장 표고, 고도계 수정치, 기온, 이슬점으로 기압고도와 밀도고도를 구합니다.
계산 방법
현지 기압 = QNH × (1 − 0.0065 h ÷ 288.15)^5.2559
기압고도 = 현지 기압의 ISA 고도
ρ = (p − e) ÷ (287.05 T) + e ÷ (461.5 T)
e = 6.1094 × exp(17.625 Td ÷ (Td + 243.04)) hPa (마그누스 식)
밀도고도 = (288.15 ÷ 0.0065) × [1 − (ρ ÷ 1.225)^0.235] m
- h는 표고(m), T는 기온(K), Td는 이슬점(°C)이며, QNH는 inHg(× 33.8639) 또는 hPa입니다.
원리
항공기 성능은 공기 밀도에 달려 있습니다. 공기 분자가 적으면 양력, 프로펠러 추력, 엔진 출력이 모두 줄어듭니다. 밀도는 기압이 낮을수록, 기온이 높을수록 낮아지고, 수증기는 가벼워서 습한 공기도 약간 밀도가 낮습니다. 국제표준대기(ISA)는 고도에 따른 기압, 기온, 밀도의 기준 분포를 정합니다. 밀도고도는 실제 밀도가 ISA에서 나타나는 높이로 되돌려, 여러 효과를 하나의 숫자로 묶어 줍니다.
예제 풀이
기본값인 표고 5,000ft, QNH 30.02inHg, 기온 30°C, 이슬점 10°C로 계산합니다.
- QNH = 30.02 × 33.8639 = 1,016.6hPa, 현지 기압 = 845.9hPa입니다.
- 기압고도 = 4,912ft, 그 고도의 ISA 기온 = 5.3°C로 실제가 24.7°C 더 덥습니다.
- 이슬점 10°C의 수증기압은 약 12.3hPa, 공기 밀도 = 0.967kg/m³입니다.
- 해면 표준 밀도의 78.9%입니다.
- 밀도고도 = 7,872ft = 2,399m입니다.
| 비행장 표고 (ft) | 밀도 고도 (ft) |
|---|---|
| 1,250 | 3,297 |
| 2,500 | 4,825 |
| 3,750 | 6,350 |
| 5,000 | 7,872 |
| 6,250 | 9,391 |
| 7,500 | 10,907 |
| 10,000 | 13,931 |
결과 해석
이 예에서 항공기는 비행장보다 약 3,000ft 높은 곳에 있는 것처럼 성능을 냅니다. 밀도고도가 높으면 이륙 활주가 길어지고 상승이 느려지며, 같은 지시대기속도에서 진대기속도가 높아집니다. 높은 비행장의 더운 날에는 꼭 확인해야 합니다. 실제 이륙·상승 성능은 이 조건으로 항공기 성능 도표에서 구하십시오.
흔한 실수
- 기압고도와 밀도고도를 혼동하는 경우
- 덥고 습한 날 습도를 무시하는 경우
- 이륙 시점·장소와 다른 기온을 쓰는 경우
- 고도계 수정치 단위를 잘못 넣는 경우
자주 묻는 질문
더운 날 항공기 성능이 떨어지는 이유는?
뜨거운 공기는 밀도가 낮아 날개, 프로펠러, 엔진이 이용할 공기 분자가 적기 때문입니다.
기압고도란 무엇인가요?
고도계를 29.92inHg(1013.25hPa)에 맞췄을 때의 지시값으로, 현재 기압의 ISA 고도입니다.
간단한 어림셈은?
ISA보다 1°C 높을 때마다 밀도고도가 대략 120ft 올라갑니다.
출처: ICAO Doc 7488/3, Manual of the ICAO Standard Atmosphere · FAA, "Density Altitude" (P-8740-02) · Alduchov & Eskridge (1996), Journal of Applied Meteorology 35: 601–609 (Magnus coefficients)