항공기에 얼음이 생기면 안되는 이유 : 동결방지계통

목차

• 얼음에 의한 위험
• 동결 방지 계통의 작동시기
• 얼음에 가장 치명적인 부품

얼음에 의한 위험

지표면으로부터 약 1km 상공에 항공기가 운행하다보면 낮은 기온으로 인한 여러 문제가 발생 할 수 있습니다. 특히 추운겨울 얼음에 의한 결함들을 주목해야 합니다. 아주 작은 얼음조각이라고 할 지라도, 빠르게 회전하는 엔진 내부로 들어가면 무시할 수 없게 됩니다. 또한 오일이나 연료 속 수분등이 얼게되면, 그 얼음 조각들이 오일, 연료계통을 순환하며 부품을 손상시킬 위험도 있습니다. 따라서 이번 포스팅에서는 항공기가 어떻게 얼음에 대한 예방을 하고 있는지, 어떤 조치를 취하는지 알아보도록 하겠습니다.

앞서 말했다시피 방빙장치는 anti-ice라고 불립니다. 결빙 조건에 들어가기 전 작동되어 얼음이 형성되는 것을 방지하는 것으로 보통 엔진의 열을 이용합니다. 또한 제빙장치도 있습니다. 방빙장치와는 다르게, 이미 결빙되어 형성된 얼음을 제거하는 장치로, 주로 날개 앞전에 장착됩니다. 엔진의 뜨거운 열을 이용하거나, 화약약품을 이용하거나, 공기를 이용하거나, 기계적인 방법으로 얼음에 대처합니다.

동결 방지 계통의 작동시기

얼음이 가장 생기기 쉬운 곳은 날개 앞전입니다. 공기가 날개에 처음으로 접촉하는 부분이기 때문입니다. 날개 방빙계통은 날개골 및 카울 결빙 탐지계통 컴퓨터에 의해 제어됩니다. 컴퓨터가 낮은 온도를 감지해서 결빙이 우려된다고 판단하면, 날개 앞전의 방빙제어장치에 달린 좌,우측 밸브는 동등하게 양쪽 날개를 가열시키기 위해 동작합니다. 양쪽 밸브가 열리면 엔진 압축기의 뜨거운 공기를 날개 앞전으로 흘려보내 온도를 높여 얼지 않도록 합니다. 이렇게 밸브가 열리는 조건은 복잡한 시스템에 의해 제어됩니다. On, OFF, AUTO로 구성된 제어장치가 조종석에 있으며, ON모드에 있으면 밸브가 열리고, OFF에 있으면 닫힙니다. AUTO 모드에서는 밸브 작동이 까다로운데, 비행기가 지상에 있거나, 기체온도가 10도 이상이거나, 이륙한지 5분이 되지 않았으면 알고리즘에 의하여 밸브작동이 제한됩니다. 

얼음에 가장 치명적인 부품

얼음에 의한 영향이 빈번하며, 가장 예민한 부품은 무엇일까요? 바로 항공기 앞쪽에 달려있는 피토-스태틱 튜브입니다. 이는 항공기 외부로 돌출되어 있는 조그마한 관으로, 그곳으로 외부 공기가 들어가면 그것을 바탕으로 현재 고도와 속도를 계산하는 수감부입니다. 비행 중 고도와 속도는 작은 오차도 허용되서는 안되는 중요한 데이터이기 때문에, 이 피토-스태틱 튜브가 얼음에 의해 제대로 작동하지 않는다면, 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 이것을 막기위해 튜브 내부에 열을 전달할 수있는 장치가 장착되어 있고, 조종석의 스위치로 전원을 공급할 수 있습니다. 이렇게 조종사가 판단하여 적절히 가열하여 얼음이 생기지 않도록 방지하고 있지만 주의해야 할 점이 있습니다. 얼음이 생길 조건이 아닌데도 계속 작동해서 과열되면, 열전달 장치가 파손되거나, 정비사가 점검할 때 화상을 입을 수도 있기 때문에 오랫동안 작동시키지 않아야 합니다.

또한 윈드실드라 불리는 항공기 유리창이 얼음에 치명적인 부품입니다. 버드스트라이크를 들어보신 적 있으신가요? 말 그대로 새와 충돌하는 것입니다. 이는 종종 발생하는 사고인데, 만약 얼어붙은 윈드실드와 새가 충돌한다면 더 큰 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 윈드실드 내부에 전열소자를 장착하여 전기를 통해 가열시켜 창문의 얼음형성을 방지해 줍니다.