초속 50m 태풍 아파트 유리창은 안전할까?

오늘 전화를 3번 받았습니다.

친구;물과 양초 준비해야하냐? -> 물은 아파트 옥상 저수조가 있으니 괜찮고, 양초와 부탄가스 2개쯤은 준비해라. 송전선 서너개가 쓰러지면 정전이다.

딸;아빠 어디야. 빨리 와

처;올때 청 태이프 가지고 오세요.

 

초속 50미터급의 태풍이 우리집 아파트를 지나가면 집은 안전할까를 계산해 봅니다.(완전 재미,  그냥 추정,  정량적이지는 않습니다^^)

 

1. 바람이 창문 정면으로 왔을때(풍압)

2.바람이 창문을 스치면서 지나갈때(베르느이 정리와 같은 유리창 내외의 압력차)

 

창문은 아들이 어릴때 권투연습을 하다가 이중 유리창을 손으로 쳐서 겹유리의 한장을 깬적이 있습니다.

유리창이 깨지는 힘이 대충 200kg 정도의 힘이라고 본다면(주먹이야 1kg도 안돼지만 빠른 속도로 돌진 했다고 보고,

유리창을 뉘워 놓고 50kg 추를 중앙에 놓으면 깨진다고 보고. 1.5m^2 의 면적의 전체를 감안한다고 그냥 감으로 봄),

 

1번에서 50m/sec의 공기의 1초동안 누적된 무게는 공기는 물의 1/1000쯤이니, 1/1000 x 1.5 x 100 x 50 = 7.5kg

유리창에 입사한 공기는 옆으로 밀려가니 1초이상 누적될리는 없을겁니다.

아파트 벽 모두가 같은 힘을 받으면 중앙에 위치한 집의 유리창은 위의 7.5kg 의 몇배는 더 힘을 받겠지만

10배는 안되겠지요,

 

2번의 계산의 다른 참고자료(전문적인 자료 말고)를 인용(아래)하면 보잉 747의 날개면적 511m^2,

이착륙중량 대충 300톤으로 잡고, 아래 날개로 흐르는 공기의 속도를 마하 0.95로 놓고,

위와 아래 날개 모양으로 날개의 위쪽 속도를 아래날개의 80%로 놓으면(윗날개 경로가 길음)

윗날개로 흐르는 공기의 속도는 0.95 x 0.8 = 마하 0.76..

날개의 위와 아래의 속도차이는 0.95-0.76=0.19 x 340m = 64.6m.sec

64.6m/sec 의 속도차이에서 250m^2 의 면적에서 발생하는 양력은 이착륙중량 300톤 이상을 발생하니까

64.6 x 511 x X(아직 이 변수 모름) > 300,000KG

= 33,010x X > 300,000

X > 9.1

50m/sec 의 바람이 1.5m^2 의 유리창(닫힌)를 옆으로 스쳐간다면,

그 힘은 50 x 1.5 x 9.1 = 682kg

날개의 위와 아래의 경로가 더 차이가 나서 60% 라고 해도 위의 682kg의 반인 341kg 의 힘이 되네요.

어 무서운데요 ??

창문을 열어야 되나? 닫아야 되나?

 

747 비행기 자료.

(출처 : http://cafe.naver.com/flighter.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=47

제작사:보잉 컴머셜 에어플레인 컴퍼니

엔진: 4 x 230 KN Pratt & Whitney PW4056

폭 : 64.5 m

길이: 70.7 m

높이: 19.3 m

날개면적: 511.2 ㎡

날개 뒤젖힘각:37.5˚

최대이륙중량: 396,830 kg

최대착륙중량: 285,710 kg

최대항속거리: 13,490 km

최대연료탑재량: 216,852 liters

최대순항속도: 507 kt

최대순항고도 35,000 ft