항공기의 무게 중심이 중요한 이유는 항공기의 조종성(Controllability)과 안정성(Stability)에 큰 영향을 주기 때문입니다. 그리고 순항 속도와 연료 효율에도 영향을 줍니다. 자세한 내용은 지난번 글을 참고하시면 됩니다.
항공기의 무게중심이 중요한 이유는? Foward CG VS AFT CG
오늘은 항공기의 무게 중심(CG, Center of Gravity)과 중량 배분에 대해 글을 써볼까 합니다. 그림처럼 시소를 탄다고 생각해 봅시다. 시소의 한쪽에 같은 무게의 무거운 물체가 위치해 있고 사람이 반
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따라서 항공기 무게 중심의 위치가 규정된 범위 내에 존재해야 합니다. 각 항공기마다 무게 중심이 위치할 범위를 매뉴얼에 표기해 두었습니다.
항공기의 각 단계별 CG가 Tolerence Envelop이라고 불리는 허용 한계 내에 위치해야 항공기 조종 성능에 장애가 없습니다. 그러려면 항공기의 중량 배분(Weight and Balance)이 중요합니다. 항공기의 승객과 화물을 무게에 따라 적절한 위치에 배치해야 무게중심을 알맞게 위치시킬 수 있습니다. 항공기의 중량 배분을 계산해서 화물을 적당하게 적재하는 역할을 하는 사람을 로드마스터(Load Master)라고 합니다.
항공기의 무게중심을 어떻게 측정할 수 있을까?
항공기의 무게중심을 구하는 방법은 두가지가 있습니다. 첫 번째는 실제로 측정하는 방법입니다. 항공기의 Landing Gear에 실리는 각각의 하중을 측정하여 무게중심의 위치를 측정합니다. 가장 정확한 방법입니다. 그래서 항공기를 처음 제작하여 항공당국에 승인을 받을 때는 이 방법을 사용합니다.
두번째 방법은 계산을 통해 구하는 방법입니다. 연료와 화물, 승객이 얼마나 그리고 어떤 위치에 있는지 안다면 값을 계산을 통해 구할 수 있습니다. 그래서 매 비행의 시작단계에 연료, 화물, 승객들이 모두 탑승, 탑재가 완료되면 비행기의 무게 중심을 산출합니다. 이렇게 이륙 전 항공기의 무게와 무게중심을 구하는 작업을 Weight & Balance (W&B)라고 합니다. 그러나 엄밀히 따지자면 첫 번째 방법에 비해 두 번째 방법은 실제로 측정한 무게중심이 아니기 때문에 어느 정도의 오차가 있을 수 있습니다. 그래서 이런 오차까지 고려하여 CG Limit을 정합니다. 예를 들어 승객 한 사람의 무게는 200lb(200파운드, 약 90kg)로 추산합니다. 승객들이 탑승할 때 따로 무게를 측정하지 않지만 이 정도 추산은 범위 내라고 할 수 있습니다.
Last Minute Change ,LMC
모든 출발 준비가 끝나면 항공사 직원이 W&B를 통해 조종사에게 오늘의 항공기 무게와 무게중심 위치를 알려줍니다. 이때 LMC(Last Minute Change)라고 해서 항공기 탑승 종료 직전에 승객수, 화물량의 변화가 일어날 경우가 있습니다. 손님의 개인 사정이나 피치 못할 상황으로 비행기에서 내리는 경우가 발생하기도 합니다. 그러면 기장은 새로운 정보를 업데이트해서 새 무게와 무게중심을 구해야 합니다. 하지만 변화량이 작으면 새롭게 W&B를 계산하지 않고 운항을 할 수도 있습니다. 비행기 기종에 따라 이때 허용되는 승객, 화물 중량이 정해져 있습니다. 즉, 승객 한두 명 차이로는 새 W&B를 계산하지 않아도 됩니다. 물론 이때도 기장의 요청에 따라 새로운 W&B를 계산할 수도 있습니다.
National Air 102 사고와 화물 적재, W&B
화물 적재에서 W&B는 정말 중요합니다. 항공기의 조종성과 직접적인 관련이 있기 때문입니다. 그래서 로드마스터는 자격을 취득한 자만 할 수 있고 규정에 따라 화물을 적재해야만 합니다. 아프가니스탄에서 추락한 내셔널 에어 102편(National Air 102)도 이런 화물 적재에 실패한 예입니다.
2013년 4월 29일 현지시각 오후 3시 30분, 아프가니스탄 파르완에서 이륙한 내셔널에어 102편(B747-400F) 화물기는 이륙 직후 컨트롤을 잃고 기수를 높이 올리다가 실속 하고 추락하게 됩니다.
당시 이 화물기에는 장갑차와 지뢰제거차 등 총 5대의 전쟁 물자가 실렸으며 이 차들의 총중량만 80톤에 달했습니다. 문제는 이 화물 항공사는 이전에 장갑차들을 탑재한 경험이 없었으며 다른 항공사들의 매뉴얼을 짜깁기 하여 만든 자체 매뉴얼로 장갑차들을 결박하여 실었습니다. 사고 조사결과 로드마스터가 장갑차의 결박을 수행함에 있어 많은 허술함이 발견되었습니다. 화물 적재를 규정된 방식이 아닌 경험에 의한 방식으로 결박하였던 것입니다.
사고 당시, 이 화물기에 실렸던 무거운 장갑차들 중 하나의 고박이 풀렸고 이륙 중 기수를 높이던 항공기 꼬리날개를 친 것으로 밝혀졌습니다. 조종사는 기수를 내릴 수가 없었고 그나마 결박된 다른 장갑차들마저 결박이 풀리면서 사고가 난 것입니다.
이처럼 항공기의 화물 적재와 W&B는 항공기의 안전에 직결됩니다. 안전에 대한 조금의 방심이 이런 사고를 만든 게 아닐까 생각하게 됩니다. 규정을 제대로 만들고 절차에 따라 업무를 수행해 같은 사고가 반복되지 않기를 바라봅니다.
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