결빙: Icing

△De-Icing(제빙) 작업 중인 AIR CHINA 항공기 모습.

"ICING문제는 풀었나?"

"??"

결빙/착빙(ICING)이란, 

공기중에 노출된 항공기의 표면에 과냉각 수증기 또는 물방울이 부착되어 얼어버리는 것을 말한다. 

결빙/착빙이 항공기에 발생할 경우, 비행기 무게는 점점 무거워지며 양력을 잃어버릴 수 있다.

이렇게.

착빙으로 인한 사고는 1997년 1월 9일, 컴에어 3272편 추락 사고가 있었다.

발생일: 1997년 1월 9일

발생위치: 미국 미시건주, 먼로시

탑승인원: 총 29명, 전원 사망

항공기 기종: EMB 120 Brasilia

항공사: 컴에어

△사고 기체와 같은 기종의 기체

정확한 원인은 눈보라 속 착빙 현상 발생으로 조종 불능상태에 빠진 것. 

(NTSB는 FAA(미국연방항공청)가 결빙이 시작되는 최저 속도를 정하지 못한 것이 사건의 이유라고 결론지었다)
=>FAA가 최저 속도를 어떻게 변경했는지는 차후 확인해 보겠다.

△위니(WNI) FOSTER-NEXTGEN에서 ICING을 확인한 모습. 0피트부터 53,000피트까지 설정하여 확인한 모습이다.

△AWC(Aviation Weather Center)에서 확인한 Icing Forecast.

 위와 같이 Icing의 강도는 Trace, Light, Moderate, Severe로 구분한다.

 해당 강도는 다음과 같이 구분한다.

Trace	Ice becomes perceptible. The rate of accretion is slightly greater than the rate of sublimation. It is not hazardous even though de-icing/anti-icing equipment is not utilized, unless encountered for an extended period of time( over 1 hour).
Light	The rate of accretion may create a problem if flight is prolonged in this environment (over 1 hour). Occasional use of de-icing/anti-icing equipment removes/prevents accretion. Light ice does not present a problem if the de-icing/anti-icing equipment is used.
Moderate	The rate of accretion is such that even short encounters become potentially hazardous and the use of de-icing/anti-icing equipment, or diversion, is necessary.
Severe	The rate of acceration is such that de-icing/anti-icing equipment falls to reduce or control the hazard. Immediate diversion is necessary.

착빙은 다음과 같은 종류가 있다.

1.맑은 착빙(Clear Icing)

 발생온도: -10℃~0℃

 발생원인: 고체강수 가능성 있는 구름 통과시 생성
 특징: 투명하나 강도는 튼튼함. 잘 떨어지지 않고, 떨어질 때 덩어리가 크기 때문에 위험

△ CLEAR ICING의 예시 이미지

 
2.거친 착빙(Rime Icing)

 발생온도: -20℃~-10℃
 발생원인: 과냉각 물방울, 항공기 기체가 충돌했을 때 생성. 안정된 공기층과 층운형 구름 속에서 자주 발생
 특징: 얼음 결정에 기포가 많아 거칠고 갈라지기 쉬움

△RIME ICING의 예시 이미지

3.혼합 착빙(Mixed Icing)

 발생온도: -10℃~-15℃
 발생원인: 적운형 구름에서 자주 발생
 특징: 맑은 착빙, 거친 착빙 혼합 형태

△MIXED ICING의 예시 이미지

착빙이 생기면 다음과 같은 일이 일어날 수 있다.

1.익면 착빙:

 공기흐름변화로 인한 양력 감소, 항력 증가로 인해 실속

2.프로펠러 착빙:

 프로펠러 효율 감소 및 속도 감소, 프로펠러 진동으로 파손 가능성 높아짐

3.연료보조탱크착빙:
 항력 증가

4.피토관/정압구 착빙:

 대기속도, 고도계 값 부정확해지면서 안전운항 어려워짐

 (하기 이미지 참조)

5.안테나착빙:

 통신 두절, 착빙 피하기 위해 관제팀에 연락해도 통신이 불가할 가능성이 많음

6.조종석 유리 착빙:

 시계(視界)장해 발생

7. 터빈엔진 착빙:

8. 기화기 착빙:

 기화기 내부에서 착빙 발생 가능성이 있음. 하기 이미지와 같이, 연료의 증방이 빙결을 일으켜

 기화기 흡입구가 막힐 수 있음

착빙이 생기면 항공사는 다음과 같은 장치를 사용한다.

1. 제빙장치: De-icing system

주로 항공기 출발 직전에 제빙 작업을 진행하는 경우가 많다. 눈을 쓸어내리고 방빙액 등

약품을 뿌려 눈, 결빙을 제거하는 작업을 제빙작업이라고 한다.

2. 방빙장치: Anti-icing system

이륙 후에도 결빙을 억제할 수 있는 방법은 아래와 같다.

-엔진에서 나오는 고온공기를 이용해 표면을 가열

-전기적인 열을 이용

-부츠(Boots)를 불어넣어 팽창, 수축을 통해 얼음이 깨지도록 함

-조종실 전면 방풍 유리창(Windshield Glass)

△WING VALVE를 오픈해서 ICING이 생기지 않도록 하는 방법을 파일럿이 선택할 수 있다.

아이언맨은 어떤 방법으로 ICING을 막았을까?

△ 예전에는 날개에 있는 결빙/착빙을 윗 사진과 같이 처리했다(!)

빗자루 쓸어서 눈을 제거하고 날개 각 부분이 정상적으로 작동하는지 확인하고

비행기를 띄웠다고 한다. (이런 것을 보면, 의외로 인간의 과학은 문명은 급격하게

발달했다.)

이번 겨울은 유난히 춥다. 낮은 온도에 따라 착빙이 발생할 가능성은 여름에 비해

당연히 높다. 다만, 항공기는 결빙/착빙을 막기 위해 많은 노력을 기울이고 있으며, 

최적의 안전 운항을 위해 모든 항공사는 오늘도 최선을 다하고 있다. 

by 곰돌이풉