화산재(volcanic ash)와 항공기에 미치는 영향
🌋 1. 화산재(volcanic ash)란?
화산재는 화산 폭발로 생성된 작은 유리질 암석과 미세 광물 입자로 구성되어 있으며, 크기는 최대 2mm 정도입니다. 이 입자는 대류에 의해 고도 10,000m 이상까지 확산되며 수백~수천 킬로미터에 걸쳐 비산할 수 있습니다. 이러한 화산재는 일반 기상 레이더에는 거의 감지되지 않으며, 조종실 창문이나 자동화 시스템에도 일반 구름과 구분되지 않아 탐지 어려움이 가장 큰 위험 중 하나입니다.
🛫 2. 항공기에 미치는 치명적 위험 요소
① 엔진 손상 및 Flame‑Out (시동 정지)
화산재 입자가 엔진 내부 고온 구간(≥1,100°C)에서 녹아서 유리질로 응고됩니다.
응고된 유리질이 터빈 블레이드나 가이드 베인에 달라붙어 공기 흐름을 막고 효율을 저하시키며, 결국 엔진 정지나 압축기 서지를 유발합니다.
엔진 제어 시스템은 이를 stall로 감지하고 출력을 높이지만, 오히려 상황을 악화시키고 flame‑out으로 이어질 수 있습니다.
② Pitot‑Static, 센서 및 전자장비 오작동
Pitot 튜브가 막히면 IAS(지시속도)가 부정확해지고, GPS/GPS 고도계 등 항법 시스템도 이상 반응할 수 있습니다.
③ 외부 마모 및 가시성 저하
화산재의 입자들은 유리처럼 날카로워 조종실 창문, 날개 전방, 라이트 커버를 마모시키며 시야를 흐리게 합니다.
실내에도 미세한 재 입자가 유입되어 호흡기 증상이나 눈, 피부 자극을 일으킬 수 있습니다.
🔍 3. 실제 사례로 보는 위험성
British Airways Flight 009 (1982년, 인도네시아)
747기 종이 Mount Galunggung의 화산재 구름을 통과하면서 4개 엔진이 모두 정지. 고도 37,000ft에서 13,500ft까지 급강하 후, 엔진 재시동에 성공해 자카르타에 안전 착륙.
KLM Flight 867 (1989년, 알래스카)
Redoubt 화산 재폭발로 발생한 화산재를 통과한 이후 네 엔진 전부 정지. 약 4,250m 하강 후 재시동에 성공해 앵커리지로 비상착륙. 항공기에는 약 8,000만 달러 상당의 손상이 발생했음.
이들 사례는 엔진 flame‑out과 구조 붕괴 위험을 잘 보여주며, 화산재가 항공기에 얼마나 치명적인지를 입증합니다.
🧭 4. 화산재 대응 비행 절차 요령
STEP 1: 회피 설계
항로 계획 시 SIGMET, VAAC (Volcanic Ash Advisory Center) 경고를 참고해 화산재 구름을 사전 회피.
야간 비행 시에는 더욱 조심해서 예비 연료와 지연 여유를 포함한 경로를 계획.
STEP 2: 진입 시 조치
조종실 내에서 St. Elmo’s Fire 또는 고압 이온 방전 현상 감지, 황 냄새 또는 실내 먼지 느낌이 들면 즉각 조치.
가능한 한 즉시 Thrust를 Flight Idle로 낮춤으로써 엔진 내 온도를 화산재 녹는 온도 이하로 낮춤.
180° 선회 및 하강을 통해 오염 구역을 빠르게 탈출. 상승은 금지됨—오염 공기가 고도별로 고르게 퍼져있기 때문.
STEP 3: 엔진 고장 대비
여러 엔진 고장 가능성에 대비해 Bleed Air 흐름 확보 및 APU 전개 준비.
한두 개 엔진이 재시동되는 즉시, Main Generator 전환과 계기 패널 전환을 체크하며 전력 공급 안정성 유지.
STEP 4: 재시동 절차
퇴출한 후, 공기의 밀도와 고도를 고려해 표준 엔진 재시동 절차를 반복 시도.
일부 사례에서는 네 개 모두 shut‑down 된 후, 한두 엔진씩 재시동 성공하여 안전 착륙한 사례도 있음.
🛠️ 5. 예방과 시스템 개선 노력
Volcanic Ash Advisory Center (VAAC) 네트워크 운영을 통해 전 세계 화산재 구름을 실시간 감시 및 경고.
2010년 에이야피야르요쿨 화산 폭발 이후, 항공사와 기종 제조사들은 IR 기반 감지 시스템(예: AVOID) 개발.
안전 규제기관(EASA, ICAO 등)은 **허용 가능한 화산재 농도 기준(최대 4mg/m³)**을 제정하여 안전 운항 기준 설정.
✅ 결론
화산재는 눈에 보이지 않아 탐지가 어렵지만, 항공기에 즉각적이고 치명적인 손상을 줄 수 있는 매우 위험한 환경입니다.
화산재가 엔진 내부에서 녹아서 유리질로 응고되면, 공기 흐름이 막히고 엔진이 정지될 수 있습니다. 따라서 조종사는 사전 회피, 이상 증상 감지 후 즉시 Thrust 감소, 빠른 하강 및 선회, 엔진 재시동 준비까지 모든 절차를 숙지하고 있어야 합니다.