(3) Basic Safety Concepts

Basic Safety Concepts

 

General

 

비행기 손상을 피할 수 없는 지형에 비상 착륙을 해야 하는 조종사는 충돌로 인한 부상을 피하기 위해 다음을 명심해야 한다: (1) 제동 도중 발생하는 충격을 흡수하기 위해 불필요한 구조물(즉, 날개, 착륙 장치, 동체 하부)을 사용해서 중요한 구조물(객실)을 비교적 온전하게 유지한다. (2) 내부 구조와의 강한 신체 충돌을 피한다. 내부 구조와의 강한 충돌을 피하기 위해선 신체가 좌석에 고정되어 있어야 한다. 탑승자가 주변 구조물과 동일한 속도로 감속하지 않는다면 중요한 구조물을 상대적으로 온전하게 유지한 이점이 실현되지 않는다. 탑승자는 2차 충돌의 형태로 강하게 정지한다.

 

불필요한 구조물을 희생시키는 것의 이점은 고속도로에서 증명된다. 시속 20마일(mph)의 속도로 나무에 정면충돌하는 차량은 운전석 문에 충돌하는 차량보다 덜 위험하다. 탑승자와 비행기의 충돌 지점 사이에 놓인 구조물의 규모는 탑승자에게 전달되는 충돌력의 강도와 직접적인 관련이 있으며 따라서 생존성에 직접적인 영향을 미친다.

 

식물, 나무, 그리고 심지어 인공 구조물도 에너지 흡수를 위해 사용될 수 있다. 농작물(예를 들어 옥수수와 곡물)이 빽빽한 경작지에서는 수리가 가능할 정도의 손상이 발생하며 이는 활주로의 emergency arresting device만큼 제동에 효과적이다. [그림 18-1] 덤불이 우거진 땅과 작은 나무들은 비행기를 파괴하지 않으면서도 상당한 완충효과와 제동효과를 제공한다. 불필요한 비행기 구조물보다 더 단단한 자연 및 인공 장애물을 다루는 경우에는 감속 과정에서 불필요한 비행기 구조물만 사용되도록 착륙을 계획해야 한다.

감속 과정의 강도는 속도(groundspeed)와 제동 거리에 의해 결정된다. 가장 중요한 것은 속도이다. groundspeed가 두 배로 증가하면 총 파괴 에너지가 네 배로 증가한다(그 반대도 마찬가지이다). 착륙 시 바람이나 조종 기술로 인한 groundspeed의 작은 변화조차도 충격에 영향을 미친다. 비상 착륙 시 모든 공기역학적 장치를 사용해서 실제 착륙이 minimum controllable airspeed에서 이루어져야 한다.

 

대부분의 조종사들은 비상 착륙을 위해 본능적으로 가장 크고, 평평하고, 개방된 지역을 찾는다. 사실 속도가 균일하게 분산될 수 있다면(즉, 이용 가능한 거리에 걸쳐 감속도가 고르게 분산될 수 있다면) 매우 적은 제동 거리만이 필요하게 된다. 이러한 개념이 항공모함의 arresting gear에 적용되며 항공기에 arresting gear가 연결된 순간부터 거의 일정한 제동력이 제공된다.

 

(출처: youtube/HotRod)

 

보통 소형 비행기는 전방으로 향하는 9배의 중력 가속도(9G)로부터 탑승자를 보호하도록 설계된다. 50mph에서 9G 감속이 균일하게 이루어질 때 필요한 제동거리는 약 9.4ft이다. 반면 100mph에서는 제동거리가 37.6ft로 약 4배이다. [그림 18-2] 비록 이러한 수치는 이상적인 감속을 기초로하긴 하지만 짧은 제동거리가 효과적으로 사용되었을 때 어떤 결과가 발생할 수 있는지를 주목해야 한다. 균일한 감속의 필요성을 이해하면 조종사는 짧은 거리 내에서 불필요한 구조물을 통해 착륙하는 상황을 선택할 수 있으며 이를 통해 객실의 최대 감속도를 줄일 수 있다.

Attitude and Sink Rate Control

 

비상 착륙의 계획 및 수행 도중 발생할 수 있는 가장 중대한 실수는 착륙 시 비행기의 자세와 침하율에 대한 주도권을 상실하는 것이다. 평평하고 개방된 지형에 착륙할 때 과도한 nose-low pitch attitude가 만들어지면 지상에 기수가 박힐 위험이 발생한다. 또한 착륙 직전에는 가파른 bank angles를 피해야 한다. 왜냐하면 이는 실속 속도와 wingtip strike 가능성을 증가시키기 때문이다.

 

비행기의 수직 양력 성분은 착륙 시 바로 0으로 감소하므로 이를 잘 제어해야 한다. 특히 저익기로 gear-up landings를 수행할 때 단단한 표면에 높은 침하율(500fpm 초과)로 착륙하면 객실이 파괴되지 않고도 부상이 발생할 수 있으며 단단한 바닥 구조가 구조적 변형으로 인해 충분한 완충을 제공하지 못할 수 있다. 고익기에서 이와 유사한 상황이 발생하면 상부 구조물이 구조적으로 손상될 수 있다. 부드러운 표면에 높은 침하율로 착륙하는 경우에는 기수쪽 하부 구조가 지면에 파고들어서 심한 감속이 발생할 수 있다.

 

Terrain Selection

 

비상 착륙지 선택은 다음에 의해 결정된다:

 

∙ 비행 전 계획 도중 선정해둔 경로

 

∙ 비상 상황이 발생하였을 때의 고도

 

∙ 초과 속도(초과 속도는 거리 및/혹은 고도로 변환될 수 있음)

 

이륙 도중에는 고도가 낮고 속도가 느려서 조종사에게 매우 제한적인 선택지가 남는다. 허나 설령 이러한 상황이라 하더라도 충돌 방향을 몇 도만 바꿀 수 있다면 생존이 보장될 수 있다.

 

적절한 지형으로 향하는 활공 거리가 부족한 경우에는 에너지 흡수가 가능한 지형을 판단해야 한다. 만약 비상 상황이 높은 고도에서 발생하였다면 특정 지점 보다는 전반적으로 훌륭한 지형을 선택하는데 신경을 써야 한다. 높은 고도에서 바라본 지형의 모습은 오해의 소지가 있을 수 있으며 최적의 지점을 찾기까지 상당한 고도가 손실될 수 있다. 때문에 조종사는 더 나은 계획을 위해 기존 계획을 버릴 수 있어야 한다. 허나 일반적으로 두 번 이상 마음을 바꾸지는 않아야 한다. 열악한 지형에서 제대로 수행된 착륙이 확실한 지형에서 제대로 수행되지 못한 착륙보다 덜 위험할 수 있다.

 

Airplane Configuration

 

플랩은 저속에서 기동성을 향상시키며 실속 속도를 낮춘다. 따라서 최종 접근 도중 시간과 상황이 허락한다면 이를 사용하는 것이 권장된다. 그러나 항력 증가 및 활공 거리 감소 때문에 플랩을 사용할 시기와 플랩을 사용하는 양에 주의를 기울여야 한다. 플랩을 너무 일찍 사용해서 고도가 손실되면 계획이 위태로워질 수 있다.

 

retractable landing gear를 올릴지 내릴지에 대해 반드시 지켜야할 규칙은 제공될 수 없다. 바위투성이의 지형 및 나무에 착륙하는 경우, 혹은 높은 침하율로 착륙하는 경우에는 gear를 사용해야 객실이 보호된다. 허나 이러한 장점은 gear 붕괴로 인한 부작용(예를 들어 연료 탱크 파열) 가능성과 비교되어야 한다. 언제나 그렇듯 AFM/POH에 명시된 제조업체의 권장 사항을 따라야 한다.

 

평평하고 부드러운 지형이나 경작지에서 정상 착륙이 보장되며 충분한 제동 거리가 있다면 gear-up landing이 gear-down landing보다 비행기 손상을 덜 발생시킬 수 있다. [그림 18-13] 착륙 전에 비행기의 전기 계통을 끄는 것은 추락 후 화재의 가능성을 감소시킨다.

허나 전력을 사용하는 중요한 비행기 시스템이 더 이상 필요 없어지기 전까지는 battery master switch를 끄지 않는다. 접근의 마지막 부분에서는 비행기 제어가 다른 요소들(비행기 외장과 체크리스트 업무 포함)보다 우선된다. 조종사는 불규칙하게 작동하는 엔진의 출력을 최대한 활용해야 한다. 허나 착륙 직전에는 보통 엔진과 연료를 끄는 것이 좋다. 이는 조종사가 상황에 대한 주도권을 가질 수 있게 만들 뿐만 아니라 화재의 위험도 줄어들게 만든다.

 

Approach

 

기동을 위한 시간이 있다면 접근 계획이 다음 세 가지 요소에 의해 좌우되어야 한다:

 

∙ 풍속 및 풍향

 

∙ 선택한 지형의 면적 및 경사

 

∙ 최종 접근 경로에 놓인 장애물

 

이 세 가지 요소들은 거의 양립되지 않는다. 만약 절충이 이루어져야 한다면 조종사는 판단이나 비행 기술의 오차에 대한 여유를 허용하는 바람/장애물/지형 조합을 목표로 해야 한다. 활공 거리를 과대평가하는 조종사는 접근 경로의 장애물들을 가로질러서 활공을 연장하려는 유혹을 받을 수 있다. 때문에 풍향에 상관없이 장애물이 없는 지역으로 접근을 계획하는 것이 더 나은 경우도 있다. 착륙 지점에 도달하기 전에 비행 속도로 장애물과 충돌하는 것보다 지상 활주 끝 지점에서 장애물과 충돌하는 것이 훨씬 덜 위험하다.