페이로드 (우주선)
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1. 개요
페이로드는 수송 수단이 운반하는 화물, 인원, 장비 등을 의미하며, 항공, 우주, 군사 등 다양한 분야에서 사용된다. 항공 분야에서는 수송되는 화물의 가반량을, 우주 분야에서는 로켓에 의해 발사되는 우주선, 실험 장치, 물품, 그리고 그 질량을, 군사 분야에서는 미사일의 탄두를 페이로드라고 한다. 페이로드와 연료의 무게 비율을 페이로드비, 로켓의 총 질량과 추진제 질량의 비율을 질량비라고 한다. 페이로드는 발사 및 운송 시스템의 제약 조건과 외부 환경에 따라 손상될 수 있으며, 이에 대응하기 위해 페이로드 자체와 운송 시스템이 설계된다.
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| 페이로드 (우주선) | |
|---|---|
| 페이로드 | |
| 정의 | 운송 수단이 운송하는 화물 또는 탑재물 |
| 설명 | 특정 운송 수단(항공기, 우주선, 로켓, 선박, 차량 등)이 운송하는 승객, 화물, 폭탄, 과학 기기 등과 같은 유용한 적재물을 의미함 |
| 항공 분야 | 항공기 페이로드는 승객, 수하물, 화물을 포함함 |
| 우주 분야 | 우주 발사체의 페이로드는 인공위성, 우주 탐사선 또는 우주 정거장 모듈일 수 있음 |
| 컴퓨터 네트워킹 | |
| 정의 | 전송되는 실제 데이터 부분 |
| 설명 | 헤더 및 메타데이터가 제외된 부분 |
2. 페이로드의 정의 및 분류
페이로드는 일반적으로 무기인지 아닌지에 따라 분류된다. 미사일, 핵폭탄 등은 무기형 페이로드로, 화물, 군수품, 과학 장비 등은 비무기형 페이로드로 분류된다.[4]
항공기의 항속거리와 탑재량 사이에는 상충 관계가 존재한다. 탑재량-항속거리 다이어그램(일명 "엘보 차트")은 이러한 관계를 보여준다.
최대 탑재량은 항공기의 최대 연료 제외 중량(MZFW)에 의해 구조적으로 제한되며, 운용 공허 중량(OEW)과의 차이로 계산된다. 항속거리가 증가해도 최대 탑재량은 일정하게 유지되지만, 더 먼 거리를 비행하려면 더 많은 연료를 추가해야 한다.
최대 이륙 중량(MTOW)은 엔진의 최대 순 출력과 날개의 양력/항력비 조합에 의해 제한된다. 최대 탑재량 지점 이후에는 항속거리를 늘리기 위해 연료를 위해 탑재량을 희생해야 한다.
최대 연료 용량에 도달하는 지점 이후에는 항속거리가 더 적게 증가하더라도 탑재량을 더 줄여야 한다. 절대 항속거리는 탑재물 없이 최대 가능 연료로 항공기가 비행할 수 있는 항속거리이다.
발사 및 운송 시스템은 운송 가능한 페이로드뿐만 아니라 페이로드에 가해지는 스트레스 및 기타 요인에서도 차이가 있다. 페이로드는 목적지까지 안전하게 도착해야 하므로, 다양한 유형의 "충격"을 견딜 수 있도록 설계된다. 대부분의 로켓 페이로드는 페이로드 페어링 내부에 장착되어 동압으로부터 보호되고 공기역학을 개선한다. 항공기 페이로드는 동체 내에 탑재되며, 슈퍼 구피와 같이 특이한 비율의 동체가 필요할 수 있다.
페이로드에 가해지는 제약 조건은 물리적 손상과 전자적/화학적 구성을 손상시키는 것으로 분류할 수 있다. 물리적 손상의 예로는 가속도의 급격한 변화, 극심한 온도 변화, 압력 변화, 이온화, 방사선 노출 등이 있다.
"페이로드"라는 용어는 육상 및 수상 수송에서는 거의 사용되지 않으며, 민간 항공 분야에서는 여객이나 화물을, 군사 분야에서는 인원, 수송 물자, 군용기의 무장, 미사일의 탄두 등을 의미한다. 관측 로켓에서는 관측 장비, 우주 로켓에서는 우주선 등이 페이로드에 해당한다. 다단식 발사체에서는 아래 단에서 보면 윗 단이 페이로드가 된다. 항공 분야에서는 중량, 우주 분야에서는 질량이 중요하다.
유인 우주 비행에서는 우주 비행사가 우주에 가는 것 자체가 목적의 일부이므로 페이로드에 포함된다.
총 중량과 페이로드의 비율을 '''페이로드비'''라고 하며, 페이로드와 연료의 무게를 동일하게 간주할 경우 실질 적재비라는 값을 사용한다.
로켓의 '''질량비'''는 초기 상태의 전체 질량 대 분사로 손실되는 추진제 질량의 비율을 의미하며, 치올코프스키의 로켓 방정식에 따라 가능한 증속도를 결정한다.
정보 처리 분야에서 "페이로드"는 통신 등에서 패킷 중 헤더를 제외한, 목적하는 데이터 본체를 의미한다. (페이로드 (컴퓨터) 문서 참조)
2. 1. 항공 분야
항공 분야에서 '''페이로드(payload)'''는 수송되는 화물의 적재 가능량을 의미하는 경우가 많다. 페이로드와 항속거리는 위 그림과 같은 상대적인 관계를 가진다.
항공기 구조상, 동체 부분의 무게는 어느 정도 제한되어 있으며, 최대 무연료 중량이 항공기 수송의 한계가 된다. 최대 무연료 중량과 운용 공허 중량의 차이가 최대 페이로드가 된다. 한편, 주익 내부 연료 탱크의 질량은 동체 무게에 비해 날개와 동체 접합부의 굽힘 모멘트에 크게 기여하지 않으므로, 항공기는 날개가 지탱할 수 있는 최대 페이로드를 적재해도 상당한 연료를 실을 수 있다. 그림의 가로선은 항속거리 증가와 관련 없이 최대 페이로드가 일정함을 나타내며, 더 긴 항속거리가 필요한 경우 더 많은 연료가 필요하다.
세로선은 최대 페이로드 상태에서의 항속거리를 나타내며, 최대 무연료 중량까지 페이로드를 탑재하고, 최대 최대 이륙 중량과의 차이만큼 연료를 탑재한 상태를 의미한다. 최대 이륙 중량은 엔진의 최대 정격 출력과 날개의 양항비 조합에 의해 결정된다. 민간 항공기(특히 화물기)는 대부분 이 최대 페이로드 상태로 운항되는 경우가 많다.
최대 페이로드 시 항속거리 선보다 오른쪽은 페이로드를 줄이고, 그 무게만큼 연료를 탑재했을 때의 항속거리를 나타낸다. 연료를 많이 탑재하면 비행 중 연료 소비로 인해 무게가 감소하므로 항속거리가 늘어난다.
다음 굴절부는 연료를 주익 내 탱크 용량만큼 가득 채우고, 최대 이륙 중량까지 페이로드를 탑재한 상태(최대 항속 거리)를 나타낸다. 이 지점보다 오른쪽은 연료는 그대로 두고 페이로드를 감소시켰을 때의 항속거리를 나타낸다. 페이로드는 비행해도 무게 감소가 없으므로, 항속거리 증가는 미미하다. 최종적으로 연료가 가득 차고 페이로드가 없는 상태에서 항속거리가 최대가 된다.
군용 수송기나 전투기 등에서 페이로드는 주요 능력치 중 하나이며, 카탈로그 스펙 중 하나로 취급된다. 민간 항공기의 경우 페이로드는 주로 여객 (및 수하물), 유상 화물, 우편물 등이다.
2. 2. 우주 분야
우주 개발 분야에서 페이로드는 로켓에 의해 발사되는 다양한 우주선이나, 그 우주선에 실리는 각종 기구, 물품, 그리고 그 질량을 의미한다. 인공위성, 탐사선, 유인 우주선, 또는 실험 장치 외에도 ISS과 같은 우주 정거장으로 운송되는 식품이나 물도 페이로드에 포함된다. 우주선 자체를 가리키는 경우도 있으며, 예를 들어 H-IIA 8호기에 실린 다이치는 H-IIA 8호기의 페이로드이다.[8]로켓이 페이로드를 발사하는 (그리고 어떤 궤도에 투입할 수 있는) 능력을 발사 능력이라고 한다. 발사 능력은 로켓의 추력 등의 성능과, 유도 등의 능력과 같은 스펙으로 결정된다. 발사 능력이 낮은 로켓의 경우, 발사할 수 있는 질량은 작고, 투입할 수 있는 궤도가 제한되어 그에 맞는 것만 발사할 수 있다. 반면, 발사 능력이 높은 로켓은 대질량의 위성 등을 발사할 수 있으며, 더 어려운 궤도에 투입할 수 있다.
발사 능력이 높은 로켓에 가벼운 페이로드를 실은 경우에는 능력이 남는 경우도 있다. 그 잉여분의 조절용 등으로 실리는 페이로드를 '''피기백 페이로드'''라고 부르며, 이것으로 운반되는 위성을 피기백 위성(동반 위성)이라고 한다. 매우 소형의 위성을 다수 동시에 발사하는 경우도 있다. 일반적인 발사와 비교하여 파격적인 저가로 발사할 수 있기 때문에, 비용 면에서 특히 아마추어 위성은 피기백 페이로드로 발사되는 경우가 많다.
발사 능력이 높더라도, 페이로드가 너무 작을 경우에는 낭비가 커지므로, 효율적인 발사에는 페이로드에 맞는 로켓이 필요하다. 또한 발사 시스템으로서 일반적으로, 역학적인 이유로 낮은 궤도에는 더 많은 질량을 보낼 수 있으며, 높은 궤도에는 적은 질량밖에 보낼 수 없다.
우주 왕복선(오비터)의 동체에는 실험 시설이나 위성 등을 탑재할 수 있는 구획이 있으며, 이는 페이로드 베이 또는 카고 베이라고 불렸다.
2. 3. 군사 분야
군사 분야에서 페이로드는 무기인지 아닌지에 따라 나뉜다. 미사일, 핵폭탄 등은 무기형 페이로드로, 화물, 군수품, 과학 장비 등은 비무기형 페이로드로 분류된다.[4]페이로드 용량의 예시는 다음과 같다.
| 운송 수단 | 페이로드 용량 |
|---|---|
| 드 하빌랜드 모스키토 B Mk.IV 시리즈 2 | 920 kg[4] |
| 보잉 B-17 플라잉 포트리스 | 1,800 kg (전형적인 장거리 임무), 3,600 kg 이상 (단거리 임무)[5] |
| 페틀랴코프 Pe-8 | 4,990 kg (내부)[6] |
| B-52H 스트래토포트리스 | 31,500 kg[7] |
| 안토노프 An-225 Mriya | 250,000 kg |
| 새턴 V | |
| 우주왕복선 | |
| 트라이던트 (미사일) | 2,800 kg 투하 중량 |
| 자동 이송 우주선 | 7,667 kg[8] |
군용기의 무장이나 미사일의 탄두도 페이로드라고 부른다. 로켓 기술이 활용되는 미사일 등에서는 탄두가 페이로드이다. 일정 시간 내에 특정 영역으로 운반할 수 있는 폭약, 폭탄의 총량을 가리켜 투사 질량이라고 부르기도 한다.
2. 4. 기타 분야
"페이로드"라는 용어는 육상 수송이나 수상 수송에서는 거의 사용되지 않지만, 민간 항공 분야에서는 여객이나 화물을, 군사 분야에서는 인원, 수송 물자, 군용기의 무장, 미사일의 탄두를 가리킨다. 관측 로켓에서는 관측 장비, 우주 로켓에서는 우주선 등이 페이로드에 해당한다. 시스템 관점에서 다단식 발사체의 경우, 아래 단에서 보면 윗 단이 페이로드가 된다. 항공 분야에서는 중량, 우주 분야에서는 질량이 중요하다.유인 우주 비행에서는 우주 비행사가 우주에 가는 것 자체가 목적의 일부이므로 페이로드에 포함된다.
총 중량과 페이로드의 비율은 '''페이로드비'''라고 하며, 페이로드와 연료의 무게를 동일하게 간주할 경우 실질 적재비라는 값을 사용한다.
로켓의 '''질량비'''는 초기 상태의 전체 질량 대 분사로 손실되는 추진제 질량의 비율을 의미하며, 이 값과 분사 속도를 통해 치올코프스키의 로켓 방정식에 따라 가능한 증속도를 결정할 수 있다.
정보 처리 분야에서 "페이로드"는 통신 등에서 패킷 중 송신처 등의 데이터를 포함하는 헤더를 제외한, 목적하는 데이터 본체를 의미한다. (페이로드 (컴퓨터) 문서 참조)
로켓 기술이 활용되는 미사일 등에서는 탄두가 페이로드이며, 일정 시간 내에 특정 영역으로 운반할 수 있는 폭약, 폭탄의 총량을 투사 질량이라고 부르기도 한다. 이는 전함 등에서 일정 시간 내에 목표로 발사할 수 있는 포탄 질량 합계를 나타내는 개념과 유사하다.
3. 페이로드 관련 비율
페이로드 관련 비율에는 유상 하중비, 추진제 질량비, 질량비 등이 있다.
항공기의 경우 항속거리와 탑재량 사이에는 상충 관계가 존재한다. 이를 보여주는 것이 탑재량-항속거리 다이어그램, 일명 "엘보 차트"이다. 이 차트에서 상단 가로선은 최대 탑재량을 나타내며, 이는 항공기의 최대 연료 제외 중량에 의해 구조적으로 제한된다. 세로선은 항공기, 최대 탑재량, 필요한 연료를 합한 무게가 항공기의 최대 이륙 중량에 도달하는 항속거리를 나타낸다. 최대 이륙 중량은 엔진의 최대 순 출력과 날개의 양력/항력비에 따라 결정된다. 대각선은 최대 이륙 중량으로 이륙할 때 탑재량을 줄이면 연료와 항속거리를 늘릴 수 있음을 보여준다. 곡선의 두 번째 꺾임은 최대 연료 용량에 도달하는 지점을 나타내며, 그보다 더 멀리 비행하려면 항속거리가 더 적게 증가하더라도 탑재량을 더 줄여야 한다. 절대 항속거리는 탑재물 없이 최대 연료로 비행할 수 있는 거리이다.
3. 1. 유상 하중비
페이로드에는 중요한 변수로 로켓의 총 중량을 페이로드의 중량으로 나눈 유상 하중비가 있다. 유상 하중비는 매우 중요하며, 이 비율에 맞지 않는 페이로드를 발사할 경우 로켓에 과부하가 걸리거나 폭발, 내려앉음 등이 발생한다.항공기의 경우, 페이로드와 항속거리는 위의 그림과 같은 상대적인 관계를 가진다. 항공기 구조상 최대 무연료 중량과 운용 공허 중량의 차이가 최대 페이로드가 된다. 주익 내부의 연료 탱크 질량은 동체 무게에 비해 날개 동체 접합부에 대한 굽힘 모멘트로서 크게 기여하지 않으므로, 항공기는 날개가 지탱할 수 있는 최대 페이로드를 적재해도 상당한 연료량을 실을 수 있다. 최고값의 수평선은 이러한 이유로 항속거리 증가와 관련이 없는 불변의 최대 페이로드를 나타내며, 더 긴 항속거리가 필요한 경우 더 많은 연료가 필요하다.
최대 페이로드 시 항속거리는 페이로드를 최대 무연료 중량까지 탑재하고, 이것과 최대 이륙 중량의 차이만큼 연료를 탑재한 상태를 나타낸다. 최대 이륙 중량은 엔진의 최대 정격 출력과 날개의 양항비 조합에 의해 결정된다. 민간 항공기 (특히 화물기)는 대부분 이 최대 페이로드 상태로 운항되는 경우가 많다.
최대 페이로드 시 항속거리 선보다 오른쪽은 페이로드를 줄이고, 그 무게만큼 연료를 탑재했을 경우의 항속거리를 나타낸다. 연료를 많이 탑재하면, 비행하면서 소비에 의해 무게가 감소하므로 항속거리가 늘어난다.
연료를 주익 내 탱크 용량 가득 채우고, 거기에 최대 이륙 중량까지 페이로드를 탑재한 상태는 최대 항속 거리를 나타낸다. 이 점보다 오른쪽은 연료는 그대로 페이로드를 감소시켰을 때의 항속거리를 나타낸다. 페이로드는 비행해도 무게 감소가 없으므로, 항속거리 증가는 미미하다. 최종적으로 연료가 만재, 페이로드 없음 상태에서 항속거리가 최대가 된다.
3. 2. 추진제 질량비
추진제 질량비는 발사체가 목표로 한 궤도에 도달할 때까지 발사체가 도달하지 못하는 질량의 비율이다. 로켓에서 사용되는 '''질량비'''라는 값은 초기 상태에서의 전체 질량 대 분사로 손실되는 추진제의 질량이라는 값으로, 그 값과 분사 속도로부터 치올코프스키의 로켓 방정식에 의해 가능한 증속도가 결정된다.3. 3. 질량비
질량비는 로켓 엔진 점화 시 로켓 질량과 연소 종료 시 질량의 비율이다. 로켓에서 사용되는 질량비는 초기 상태의 전체 질량 대비 분사로 손실되는 추진제 질량의 비율을 의미한다. 이 값과 분사 속도를 통해 치올코프스키의 로켓 방정식에 따라 가능한 증속도를 결정할 수 있다.4. 페이로드 제약 조건
페이로드는 발사 및 수송 시스템의 차이뿐만 아니라 바람 등 외부 압력과 같은 다른 요소도 관련된다. 페이로드는 목표 지점으로 발사될 뿐만 아니라, 지구의 특정 지점이나 궤도에 무사히 도착해야 한다. 그러나 이러한 과정에서 공중이나 우주 공간 수송으로 인한 다양한 문제점이 발생한다.
페이로드 손상은 크게 물리적인 것과 과학적인 것으로 나눌 수 있다. 구체적인 예시는 하위 문단을 참고하라. 이러한 문제에 대응하기 위해, 로켓류에서는 페이로드 자체가 일정량의 흔들림이나 압력 등을 견딜 수 있도록 설계한다. 또한, 항공기나 로켓 자체도 페이로드 손상을 줄이도록 제작된다.
4. 1. 물리적 제약
항공기나 로켓 등 발사 및 운송 시스템은 운송 가능한 페이로드뿐만 아니라, 페이로드에 가해지는 압력 등 외부 요인에도 영향을 받는다. 페이로드는 단순히 목표 지점까지 운반되는 것 외에도, 지구 표면의 특정 위치나 궤도에 안전하게 도달해야 한다. 이를 위해 탄두나 인공위성 같은 페이로드는 목적지까지 이동하는 동안 다양한 종류의 충격을 견딜 수 있도록 설계된다.대부분의 로켓 페이로드는 페이로드 페어링 내부에 장착되는데, 이는 대기 중 고속 이동 시 발생하는 동압으로부터 페이로드를 보호하고 발사체의 전반적인 공기역학을 개선하기 위함이다. 대부분의 항공기 페이로드는 동체 내부에 탑재되는데, 이는 로켓과 유사한 이유 때문이다. 대형 화물의 경우 슈퍼 구피와 같이 특이한 형태의 동체가 필요할 수 있다.
발사 시스템에 가해지는 다양한 제약 조건은 크게 물리적 손상을 일으키는 요인과 전기적, 화학적 구성을 손상시킬 수 있는 요인으로 분류할 수 있다.
- 물리적 손상:
- 대기 난류 또는 진동으로 인한 단시간의 극심한 가속
- 로켓 추력 및 중력으로 인한 장시간의 극심한 가속
- 엔진 스로틀링 및 정지 속도 등에 의해 발생하는 가속도 크기 또는 방향의 급격한 변화
- 전기, 화학, 생물학적 페이로드 손상:
- 극심한 온도 (고온 또는 저온)
- 온도 또는 압력의 급격한 변화
- 이온화를 유발하는 고속 기류와의 접촉
- 우주선, 반 알렌대, 태양풍으로부터의 방사선 노출[1]
4. 2. 환경적 제약
발사 및 운송 시스템은 운송할 수 있는 페이로드뿐만 아니라 페이로드에 가해지는 압력 및 기타 요인에서도 차이가 있다. 페이로드는 목표 지점까지 올려져야 할 뿐만 아니라, 지구 표면의 다른 곳이든 특정 궤도이든 안전하게 도착해야 한다. 이를 위해 탄두 또는 인공위성과 같은 페이로드는 목적지로 가는 동안 다양한 유형의 "충격"을 견딜 수 있도록 설계되었다. 대부분의 로켓 페이로드는 대기 중을 고속으로 이동할 때 발생하는 동압으로부터 보호하고 발사체의 전반적인 공기역학을 개선하기 위해 페이로드 페어링 내부에 장착된다. 대부분의 항공기 페이로드는 유사한 이유로 동체 내에 탑재된다. 대형 화물의 경우 슈퍼 구피와 같이 특이한 비율의 동체가 필요할 수 있다.발사 시스템에 가해지는 다양한 제약 조건은 페이로드에 물리적 손상을 일으키는 것과 전자적 또는 화학적 구성을 손상시킬 수 있는 것으로 대략적으로 분류할 수 있다.
- 물리적 손상:
- 대기 난류 또는 진동으로 인한 단시간 동안의 극심한 가속
- 로켓 추력 및 중력으로 인한 장시간 동안의 극심한 가속
- 엔진의 스로틀링 및 종료 속도 등에 의해 발생하는 가속도의 크기 또는 방향의 급격한 변화
- 전기, 화학 또는 생물학적 페이로드 손상:
- 극심한 온도(고온 또는 저온)
- 온도 또는 압력의 급격한 변화
- 이온화를 유발하는 고속 기류와의 접촉
- 우주선, 반 알렌대, 또는 태양풍으로부터의 방사선 노출
이러한 문제점에 대응하기 위해, 로켓류에서는 페이로드의 안전을 위해 페이로드 자신이 일정량의 흔들림이나 압력과 같은 요건에 견딜 수 있도록 설계된다. 또한, 항공기나 로켓 자체도 페이로드에 대한 손상이 줄어들도록 제작된다.
5. 페이로드 예시
다음은 여러 분야에서 사용되는 페이로드의 예시이다.
- 우주 개발: 로켓에 의해 발사되는 우주선이나 그에 실리는 각종 기구, 물품 및 그 질량을 의미한다. 인공위성, 탐사선, 유인 우주선, 실험 장치, ISS으로 운송되는 식품 및 물 등이 포함된다. H-IIA 8호기에 실린 다이치처럼 우주선 자체를 가리키기도 한다.
5. 1. 항공기
항공 분야에서 페이로드(payload)는 수송되는 화물의 가반량을 의미하는 경우가 많다. 페이로드와 항속거리는 와 같은 상대적인 관계를 가진다.항공기 구조상 동체 부분의 무게는 어느 정도 제한되어 있으며, 최대 무연료 중량이 항공기 수송의 한계가 된다. 최대 무연료 중량과 운용 공허 중량의 차이가 최대 페이로드가 된다. 주익 내부의 연료 탱크 질량은 동체 무게에 비해 날개 동체 접합부에 대한 굽힘 모멘트로서 크게 기여하지 않으므로, 항공기는 날개가 지탱할 수 있는 최대 페이로드를 적재해도 상당한 연료량을 실을 수 있다. 최고값의 수평선은 항속거리 증가와 관련이 없는 불변의 최대 페이로드를 나타내며, 더 긴 항속거리가 필요한 경우 더 많은 연료가 필요하다.
세로선이 추가된 지점은 최대 페이로드 시 항속거리라고 불리며, 페이로드를 최대 무연료 중량까지 탑재하고, 이것과 최대 이륙 중량의 차이만큼 연료를 탑재한 상태를 나타낸다. 최대 이륙 중량은 엔진의 최대 정격 출력과 날개의 양항비 조합에 의해 결정된다. 민간 항공기 (특히 화물기)의 경우 대부분 이 최대 페이로드 상태로 운항되는 경우가 많다.
최대 페이로드 시 항속거리 선보다 오른쪽은 페이로드를 줄이고, 그 무게만큼 연료를 탑재했을 경우의 항속거리를 나타낸다. 연료를 많이 탑재하면, 비행하면서 소비에 의해 무게가 감소하므로 항속거리가 늘어난다.
다음 굴절부는 연료를 주익 내 탱크 용량 가득 채우고, 거기에 최대 이륙 중량까지 페이로드를 탑재한 상태(최대 항속 거리)를 나타낸다. 이 점보다 오른쪽은 연료는 그대로 페이로드를 감소시켰을 때의 항속거리를 나타낸다. 페이로드는 비행해도 무게 감소가 없으므로, 항속거리 증가는 미미하다. 최종적으로 연료가 만재, 페이로드 없음 상태에서 항속거리가 최대가 된다.
특히 군용 수송기나 전투기 등에서는 페이로드가 주요 능력치 중 하나이며, 카탈로그 스펙 중 하나로 취급된다. 한편 민간 항공기의 경우 페이로드는 주로 여객 (및 그 짐을 포함), 유상 화물, 우편물 등이다.
| 종류 | 기종 | 페이로드 (kg) |
|---|---|---|
| 헬리콥터 (기외 매달기) | Z-9 | 1600kg |
| UH-1 | 1800kg (J형) | |
| CH-46 | 2270kg (E형) | |
| UH-60 | 4050kg | |
| AW101 | 5440kg | |
| CH-47 | 12700kg | |
| CH-53E | 16330kg | |
| Ka-60 | 2000kg | |
| Mi-8 | 3000kg | |
| Mi-17 | 4000kg | |
| Mi-26 | 22000kg | |
| 수송기 | C-2 | 7700kg (함상 수송기) |
| C-1 | 8000kg (항공자위대) | |
| C-130H | 19050kg | |
| C-2 | 36000kg (항공자위대) | |
| Y-20 | 66000kg | |
| C-17 | 77000kg | |
| 수송기 | C-5 | 122000kg |
| 수송기 | An-225 | 250000kg |
| 폭격기 (폭탄 탑재량) | H-6 | 9000kg |
| B-29 | 9000kg | |
| B-2 | 18000kg | |
| B-52 | 27216kg | |
| Tu-160 | 40000kg | |
| 드 하빌랜드 모스키토 B Mk.IV 시리즈 2 | 920kg[4] | |
| 폭격기 (폭탄 탑재량) | 보잉 B-17 플라잉 포트리스 | 1800kg (전형적인 장거리 임무), 3600kg 이상 (단거리 임무)[5] |
| 폭격기 (폭탄 탑재량) | 페틀랴코프 Pe-8 | 4990kg (내부)[6] |
5. 2. 헬리콥터
| 헬리콥터 | 페이로드 |
|---|---|
| Z-9 | 1600kg |
| UH-1 (J형) | 1800kg |
| CH-46 (E형) | 2270kg |
| UH-60 | 4050kg |
| AW101 | 5440kg |
| CH-47 | 12700kg |
| CH-53E | 16330kg |
| Ka-60 | 2000kg |
| Mi-8 | 3000kg |
| Mi-17 | 4000kg |
| Mi-26 | 22000kg |
5. 3. 로켓
로켓이 페이로드를 발사하는 능력을 발사 능력이라고 한다. 발사 능력은 로켓의 추력, 성능, 유도 능력 등 여러 요소에 의해 결정된다. 발사 능력이 낮은 로켓은 발사할 수 있는 질량이 작고, 투입할 수 있는 궤도가 제한된다. 반면, 발사 능력이 높은 로켓은 대질량의 위성 등을 발사할 수 있으며, 더 어려운 궤도에 투입할 수 있다.발사 능력이 높은 로켓에 가벼운 페이로드를 싣는 경우, 남는 잉여분을 조절하기 위해 피기백 페이로드를 싣기도 한다. 이 피기백 페이로드로 운반되는 위성을 피기백 위성(동반 위성)이라고 한다. 아마추어 위성은 비용 문제로 인해 피기백 페이로드로 발사되는 경우가 많다.
발사 능력이 높더라도 페이로드가 너무 작으면 낭비가 커지므로, 효율적인 발사를 위해서는 페이로드에 맞는 로켓이 필요하다. 또한, 낮은 궤도에는 더 많은 질량을 보낼 수 있으며, 높은 궤도에는 적은 질량만 보낼 수 있다.
다음은 여러 로켓의 페이로드 용량 예시이다.
| 로켓 | 페이로드 용량 |
|---|---|
| 새턴 V | 저궤도 140,000 kg, 달 궤도 47,000 kg[4] |
| 우주왕복선 | 저궤도 27,000 kg (110,000 kg의 유지 보수된 궤도선 제외), 정지 궤도 천이 궤도 3,810 kg (110,000 kg의 유지 보수된 궤도선 제외)[5] |
| 트라이던트 (미사일) | 2,800 kg 투하 중량[6] |
| 자동 이송 우주선 | 7,667 kg[8] |
5. 4. 미사일
로켓 기술이 활용되는 미사일에서 탄두는 페이로드에 해당한다. 일정 시간 내에 특정 영역으로 운반할 수 있는 폭약이나 폭탄의 총량을 가리켜 투사 질량이라고 부르기도 한다. 이는 전함 등과 같이 포를 공격 수단으로 사용하는 유닛의 능력, 즉 일정 시간 내에 목표로 발사할 수 있는 포탄의 질량 합계를 가리키는 것과 같은 개념이다.트라이던트 미사일의 경우 2800 kg의 투하 중량을 가진다.
참조
[1]
서적
A Dictionary of Aviation
Osprey
1973
[2]
웹사이트
Payload - Define Payload at Dictionary.com
http://dictionary.re[...]
[3]
서적
To Reach the High Frontier: A History of U.S. Launch Vehicles
Univ. Pr. of Kentucky
2002
[4]
서적
de Havilland Mosquito (Combat Legend)
Airlife Publishing Ltd.
2003
[5]
웹사이트
B-17 {{!}} Crew, Range, & Bomb Load {{!}} Britannica
https://www.britanni[...]
2024-04-04
[6]
웹사이트
Petlyakov Pe-8 (TB-7) Long-Range Strategic Heavy Bomber Aircraft Specifications and Pictures
https://www.military[...]
2024-04-04
[7]
웹사이트
B-52H Stratofortress
https://www.af.mil/A[...]
2024-04-04
[8]
웹사이트
Utilisation Relevant Data
https://esamultimedi[...]
2024-04-04
[9]
간행물
European Space Agency
https://esamultimedi[...]
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