(19) Oxygen Systems

Oxygen Systems

 

승무원과 승객들은 저산소증을 방지하기 위하여 여압 시스템과 산소 시스템을 함께 사용한다. 규정에 따르면 최소한 승무원은 12,500ft ~ 14,000ft 사이의 cabin pressure altitude에서 30분간 노출된 이후 보조 산소를 사용해야 한다. 14,000ft 이상의 cabin pressure altitude에 노출되었다면 즉시 보조 산소를 사용해야 한다. 15,000ft 이상의 cabin pressure altitude에서는 모든 항공기 탑승자가 보조 산소를 사용해야 한다. 그러나 사람의 신체적 특징과 상태에 따라 훨씬 더 낮은 고도에서도 산소 부족의 영향을 느낄 수 있다. 일부 사람들은 주간에 10,000ft 이상을 비행할 때 산소 부족으로 인하여 방향감각상실을 경험할 수 있다. 야간에는 이러한 영향이 5,000ft까지 낮아질 수 있다(특히 피곤할 경우). 따라서 주간에는 10,000ft cabin altitude 이상일 때, 그리고 야간에는 5,000ft cabin altitude 이상일 때 보조 산소를 사용하는 것이 좋다.

 

대부분의 고고도 항공기는 고정식 산소 장치를 갖추고 있다. 만약 항공기에 고정식 장치가 없다면 휴대용 산소 장비를 비행 도중 쉽게 사용할 수 있어야 한다. 휴대용 장비는 일반적으로 container, regulator, mask outlet, 그리고 pressure gauge로 구성된다. 산소는 일반적으로 1,800 ~ 2,200 psi의 고압 시스템 container에 저장된다. 산소 용기를 둘러싼 주변 온도가 감소하면 용기 내의 압력이 감소한다. 왜냐하면 기체의 부피가 일정하게 유지될 때 압력은 온도에 따라 직접적으로 변화하기 때문이다. 보조 산소 용기에서 표시되는 압력이 감소하는 것은 실제 산소가 고갈되기보다는 container가 항공기의 차가운 곳에 보관되어 있기 때문일 수 있다. 고압의 산소 containers에는 psi 한계(즉, 1,800 psi)가 표시되어야 한다. container에는 SAE AS8010, Aviator’s Breathing Oxygen Purity Standard 이상의 산소를 공급해야 한다. 안전을 보장하기 위해 산소 시스템의 정기 검사 및 정비가 수행되어야 한다.

 

산소 시스템은 mask(혹은 cannula), 그리고 regulator(cabin altitude에 따라 산소 흐름을 공급하는 장치)로 구성된다. 40,000ft까지 사용되도록 승인된 대부분의 regulators는 8,000ft 이하의 cabin altitude에서 0%의 실린더 산소와 100%의 객실 공기를 제공하도록 설계되어 있다. 이 비율은 대략 34,000ft의 cabin altitude에서 100%의 산소, 그리고 0%의 객실 공기로 변경된다. 45,000ft까지 사용되도록 승인된 대부분의 regulators는 낮은 고도에서 40%의 실린더 산소와 60%의 객실 공기를 제공하도록 설계되어 있다. 이 비율은 고도가 높아짐에 따라 100%로 변경된다.

조종사는 산소를 이용할 경우 화재의 위험을 알아 차려야 한다. 일반적인 공기에서는 거의 불연성인 물질들이 산소의 연소에는 취약할 수 있다. 오일과 그리스는 산소에 노출될 경우 발화될 수 있다. 따라서 산소 장비의 밸브나 이음쇠를 봉하는데 이를 사용할 수 없다. 모든 종류의 산소 장비 사용 도중 흡연을 금지해야 한다. 매 비행 전에 조종사는 모든 산소 장비를 철저히 점검 및 테스트해야 한다. 이용 가능한 비축량, 시스템의 작동 체크, 그리고 보조 산소를 손쉽게 이용할 수 있는지에 대한 여부가 철저히 점검되어야 한다. 이러한 점검은 깨끗한 손으로 수행되어야 한다. 또한 마스크/튜브의 찢김∙균열∙노후화, regulator 밸브/레버의 상태 및 position, 산소의 양, oxygen pressure gauge∙flow indicators∙connections의 위치 및 기능을 육안 점검해야 한다. mask를 착용한 다음 시스템을 테스트해야 한다. 산소를 사용한 후에는 모든 구성 요소들과 밸브가 차단되었는지 확인한다.

 

Oxygen Masks

 

산소마스크에는 다양한 유형과 디자인이 있다. 산소마스크에서 가장 중요한 요소는 마스크와 산소 시스템이 호환되는지 확인하는 것이다. 승무원의 마스크는 누출을 최소화하면서 사용자의 얼굴에 장착되며 일반적으로 마이크를 포함한다. 대부분의 마스크는 입과 코만 덮는 oronasal type이다.

 

승객용 마스크는 간단한 컵 모양의 고무 성형품일 수 있다. 이는 모두가 사용할 수 있을 정도로 충분히 유연하다. 이는 신축성이 좋은 간단한 머리끈을 가진 형식이거나, 혹은 승객이 직접 본인의 얼굴에 갖다 대야하는 형식일 수도 있다.

 

감염의 위험을 줄이기 위해, 그리고 사용 수명을 연장하기 위해선 산소마스크를 청결하게 유지해야 한다. 순한 비누와 물로 마스크를 씻은 후 맑은 물로 헹군다. 마이크가 설치된 경우 흐르는 물 대신 깨끗한 면봉을 사용하여 비눗물을 닦아낸다. 또한 마스크는 소독 되어야 한다. Merthiolate 수용액에 적신 거즈 패드를 사용하여 마스크를 닦을 수 있다. 이 용액에는 물 1쿼트 당 1/5 티스푼의 Merthiolate가 포함되어야 한다. 깨끗한 천으로 마스크를 닦고 공기 건조시킨다.

 

Cannula

 

cannula는 사용자에게 산소를 공급하기 위해 코 아래에서 흐르는 인체공학적 플라스틱 관이다. [그림 7-44] cannula는 일반적으로 마스크보다 편안하다. 허나 높은 고도를 운영할 경우 마스크만큼 안정적으로 산소를 제공하지 못할 수 있다. 오래된 규정에 따라 증명된 비행기에는 산소 시스템과 함께 cannula가 설치되어 있다. 허나 현재의 규정에서는 18,000ft 이상의 운영에 대해 증명 받은 항공기에 대해 cannula 대신 산소마스크를 장비하도록 요구하고 있다. 많은 cannula의 산소 공급 라인에는 flow meter가 있다. 이것이 장착된 경우 주기적으로 green flow detector를 점검해야 한다.

Diluter-Demand Oxygen Systems

 

diluter-demand oxygen system은 사용자가 마스크를 통해 흡입하는 경우에만 산소를 공급한다. automix lever를 사용하면 regulator가 자동으로 실내 공기와 산소를 혼합한다(혹은 고도에 따라 100% 산소를 공급). demand masks는 외부 공기와의 희석을 방지하기 위하여 얼굴과 단단히 봉인된다. 이는 40,000ft까지 안전하게 사용될 수 있다. 턱수염이나 콧수염이 있는 조종사는 산소마스크의 봉인을 방해하지 않도록 수염을 손질해야 한다. 턱수염이나 콧수염 주위로 마스크가 맞는지를 지상에서 확인해야 한다.

 

Pressure-Demand Oxygen Systems

 

pressure-demand oxygen system은 diluter demand oxygen 장비와 유사하다(단, 34,000ft 이상의 cabin altitudes에서 산소가 압력을 받아 마스크에 공급된다는 점 제외). pressure-demand regulators는 밀폐된 공간을 만든다. 또한 이는 마스크에 산소의 양압 작용을 제공한다. 이는 사용자의 폐가 산소로 가압될 수 있게 해준다. 이 기능 덕분에 40,000ft 이상의 고도에서도 안전하다. 일부 pressure demand mask에서는 regulator가 계기판, 혹은 조종실 내 그 외의 영역에 장착되지 않고 마스크에 직접 부착될 수 있다. mask-mounted regulator는 100% 산소가 마스크로 유입되기 전에 공기가 제거되어야 하는 긴 호스의 문제를 제거한다.

 

Continuous-Flow Oxygen System

 

continuous-flow oxygen system은 일반적으로 승객을 위해 제공된다. 승객용 마스크는 일반적으로 reservoir bag을 가지고 있다. 이는 마스크 사용자가 숨을 내쉬는 동안 continuous-oxygen system으로부터 산소를 수집한다. reservoir bag에 모인 산소는 흡기 도중 더 높은 호흡량을 허용함으로써 공기의 희석량을 줄인다. reservoir bag의 산소 공급이 고갈된 이후에는 흡기 도중 외부 공기가 산소 공급에 추가된다. 호기된 공기는 객실로 방출된다. [그림 7-45]

Electrical Pulse-Demand Oxygen System

 

휴대용 electrical pulse-demand oxygen system은 개개인의 호흡 노력을 감지하여 흡기의 초기 단계에서 산소 흐름을 제공한다. pulse demand systems는 호흡 도중 산소를 낭비하지 않는다. 왜냐하면 흡기 도중에만 산소가 공급되기 때문이다. continuous-flow systems와 비교하였을 때 pulse-demand 방식은 필요한 산소의 양을 50 ~ 85%까지 줄일 수 있다. 대부분의 pulse-demand oxygen systems는 internal barometer를 포함한다. 이는 고도가 증가함에 따라 각 pulse에 대해 전달되는 산소의 양을 증가시킴으로써 고도 변화를 자동으로 보상한다. [그림 7-46]

Pulse Oximeters

 

pulse oximeter는 개개인의 혈액 속 산소량, 그리고 심장 박동 수를 측정하는 장치이다. 이 비침습 장치는 적혈구가 산소로 포화되었을 때 겪는 색 변화를 측정한다. pulse oximeter는 적혈구의 색을 평가하기 위해 손가락 끝에 특별한 빛을 내보낸다. 이는 직접 측정한 혈중 산소의 1% 이내에서 산소 포화도를 계산할 수 있다. pulse oximeter는 휴대성, 그리고 속도 덕분에 보조 산소를 필요로 하는 12,500ft 이상의 비여압 항공기를 운영하는 조종사에게 매우 유용하다. pulse oximeter는 항공기의 승무원, 그리고 승객들의 보조 산소에 대한 실제 필요성을 평가할 수 있게 해준다. [그림 7-47]

Servicing of Oxygen Systems

 

항공기에 산소를 공급하기 전에 특정 항공기의 취급 설명서를 참조한다. 이는 필요한 장비의 유형, 그리고 사용 절차를 결정하기 위함이다. 항공기 산소 시스템을 공급할 때에는 항상 특정 예방 조치를 준수해야 한다. 산소 시스템의 공급은 항공기가 격납고 밖에 있을 때에만 수행되어야 한다. 산소를 사용하여 작업할 때에는 청결과 자재 관리가 필수적이다. 압력이 가해진 산소는 석유 제품과 접촉할 때 자연 발화를 생성한다. 산소 공급 직원은 산소 장비 주변에서 작업하기 전에 손의 먼지, 오일, 그리고 그리스(입술크림과 헤어오일 포함)를 반드시 씻어야 한다. 또한 옷과 도구에 기름, 그리스, 그리고 먼지가 없어야 한다. 산소 탱크가 설치된 항공기에 산소를 공급하기 위해선 일반적으로 두 사람이 필요하다. 한 명은 산소를 공급하는 장비의 control valve에 있어야 한다. 그리고 다른 한 명은 항공기 시스템의 pressure gauge를 확인할 수 있는 곳에 있어야 한다. 항공기 급유 작업 도중, 혹은 점화원을 제공할 수 있는 그 외의 작업 도중에는 산소 시스템을 공급하지 않는 것이 좋다. 승객들이 항공기에 탑승한 동안 산소 시스템을 공급하는 것은 권장되지 않는다.