항공기 속도 늦추는 획기적인 활주로 안전 콘크리트 개발 China reveals ‘marshmallow’ concrete that absorbs jet crash landings softly China reveals ‘marshmallow’ concrete that absorbs jet crash landings softly

"마시멜로" 콘크리트 시스템

중국 과학자들이 비상 착륙 시 항공기 속도를 늦추도록 설계된 획기적인 활주로 안전 소재를 개발했습니다. "마시멜로" 콘크리트라는 별명을 가진 이 초경량 폼은 항공기가 충돌할 때 부드러운 쿠션처럼 부서지면서 충격을 흡수합니다.

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China reveals ‘marshmallow’ concrete that absorbs jet crash landings softly

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이 소재는 중국건축자재학원(CBMA) 유한회사가 중국민용항공과학기술학원 및 베이징에 있는 해당 아카데미 산하 기술 회사와 협력하여 개발했습니다.

과학기술일보 에 따르면 , 이 혁신 기술은 이미 중국건축자재연합회로부터 혁신 부문 2등을 수상했습니다.

이 소재의 특별한 점은 밀도가 매우 낮다는 것입니다. 1세제곱미터당 200kg(12.5lb/ft³)에 불과합니다. 이는 일반 콘크리트 무게의 약 10분의 1에 해당합니다. 견고한 외관에도 불구하고, 충격을 받으면 제어된 방식으로 눌려 100톤 항공기의 속도를 늦추도록 설계되었습니다.

CBMA 연구개발 엔지니어인 방준(Fang Jun)은 "견고해 보이지만 충격을 받으면 부서지면서 비행기가 부드럽게 감속합니다."라고 설명했습니다.

기존 활주로 종단 구역에 대한 보다 안전한 대안

이륙과 착륙은 비행 중 가장 중요한 순간입니다. 항공기 사고는 이 단계에서 자주 발생하므로, 신뢰할 수 있는 예비 안전 시스템을 갖추는 것이 매우 중요합니다.

활주로 끝에서 발생하는 사고 위험을 줄이기 위해 국제민간항공기구(ICAO)는 모든 공항에 실제 활주로에서 최소 90m(295피트) 떨어진 곳에 활주로 끝 안전 구역(RESA)을 마련하도록 요구합니다.

과거에는 많은 공항에서 모래, 흙, 초원, 또는 물웅덩이를 이러한 목적으로 사용했습니다. 하지만 이러한 것들에는 각각 한계가 있습니다. 팡은 "예를 들어, 물웅덩이는 겨울에 얼어붙어 동물을 유인하는 경향이 있고, 토양 표면은 주변 습도와 온도에 매우 민감하고 기계적 특성이 불안정합니다."라고 말했습니다.

폼 콘크리트는 더욱 안정적이고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 하지만 보잉 747과 같은 항공기를 안전하게 정지시킬 수 있도록 예측 가능한 방식으로 파쇄되도록 설계하는 것이 과제였습니다 .

개발 엔지니어는 폼의 강도가 0.30~0.35 메가파스칼의 좁은 범위 내에서 유지되어야 한다고 지적했습니다. 너무 강하면 제대로 붕괴되지 않고, 너무 약하면 비행기 속도를 효과적으로 늦추지 못할 수 있습니다.

"일반 폼 콘크리트의 경우 일반적으로 강도가 높을수록 좋습니다. 하지만 저희 소재는 낮은 강도 요건에도 적합하며, 변동 폭도 매우 좁습니다." 라고 팡은 말했습니다 .

혁신적인 화학 및 장기 내구성

발포 공정은 콘크리트 생산에 있어 가장 큰 난관 중 하나였습니다. 연구팀은 이 과정을 콘크리트 혼합물에 "거품을 불어넣는 것"이라고 설명했습니다. 이 거품은 비행기의 추진력을 흡수하는 데 필요한 부드럽고 부서지기 쉬운 질감을 만드는 데 필수적입니다.

이러한 기포를 강화하기 위해 연구진은 말레산염 송진으로 만든 특수 공기 연행제를 첨가했습니다. 이렇게 하면 각 기포 주변에 보호 "갑옷"이 형성되어, 재료가 필요하기 전에 붕괴되는 것을 방지합니다.

연구팀은 또한 폼 콘크리트가 환경적 마모와 손상을 견뎌낼 수 있도록 돕는 2단계 강도 조절 시스템을 개발했습니다 . 이 시스템은 폼 콘크리트가 외부 환경에 따라 강도를 서서히 조절할 수 있도록 하는데, 이는 혹독한 기후에 위치한 공항에 필수적인 요소입니다.

많은 국제 시스템에서는 빠르게 경화되는 칼슘 설포알루미네이트 시멘트를 사용합니다. 하지만 이 시멘트는 비용이 많이 들고 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있습니다. 팡은 중국 팀이 일반 시멘트를 사용하여 더 저렴하고 내구성이 뛰어난 대안을 목표로 하고 있으며, 이는 예산이 부족한 소규모 공항에 도움이 될 수 있다고 설명했습니다.