상승률 (rate of climb)
쉽게 풀면
상승률은 비행기가 1분 동안 얼마나 높이 올라갈 수 있는지를 나타내는 값입니다. 흔히 분당 몇 피트, 또는 초당 몇 미터로 표시됩니다. 상승률은 엔진이 낼 수 있는 힘 중에서 항력을 이기고 남는 여분의 힘(잉여동력)이 클수록, 그리고 비행기가 가벼울수록 커집니다. 고도가 높아질수록 공기가 희박해져 엔진 출력이 줄어들기 때문에 상승률은 고도가 올라갈수록 점점 작아지는 경향이 있습니다.
왜 중요한가
상승률은 이륙 후 장애물 회피와 엔진 고장 시 상승 능력을 규정하는 기준이므로, 다발기 인증에서 한 엔진 정지 상태의 최소 상승 성능 요건이 최대이륙중량을 제한하는 경우가 많습니다. 연구에서는 잉여동력 모델을 통해 추력중량비와 양항비가 상승 성능에 미치는 영향을 분석합니다. 쌍발기 인증에서는 한 엔진이 정지한 상태로도 특정 최소 상승률을 규정된 형상(플랩·착륙장치 위치)에서 확보해야 하며, 이 요건이 실제 최대이륙중량을 구조적 한계보다 낮게 제한하는 경우가 흔합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
낮은 고도에서는 빠르게 상승할 수 있었지만, 높은 고도로 갈수록 상승 속도가 눈에 띄게 느려졌다는 성능 측정 결과입니다.
상승률은 추력이 항력을 초과하는 잉여동력과 항공기 무게의 비율로 결정되며, 항공기 성능을 비교하는 대표적 지표 중 하나로 다루어진다.
조금 더 깊게 보면
최대 상승률을 내는 속도와 최대 상승각을 내는 속도는 다르며, 장애물이 가까울 때는 시간당 고도가 아니라 거리당 고도를 최대화하는 상승각 속도를 써야 합니다. 상승률은 고도가 높아질수록 추력 감소로 줄어들므로, 비행 계획에서는 특정 고도까지의 상승 시간과 연료를 상승률의 적분으로 계산해야 합니다. 상승률이 0이 되는 고도는 절대상승한계이고, 실용상승한계는 상승률이 관습적 기준(보통 분당 100피트)으로 떨어지는 고도로 정의되므로, 실용상승한계 위에서도 느리게나마 더 올라갈 수는 있습니다.
주의할 점
상승률이 0이 되는 고도를 실용상승한계라고 부르며, 이는 항공기가 물리적으로 절대 넘을 수 없는 한계 고도가 아니라 그 이상에서는 상승 속도가 매우 느려져 실용적이지 않다는 관습적 정의라는 점에 유의해야 합니다.