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물리

사조위에서 말하는 제주항공 사고조사 현황 공식 발표 내용 분석과 충격량 분석

by 생활 과학 콘서트 2025. 1. 28.
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제주항공 사고조사위원회 (사조위)가 사고조사 현황을 공식 발표했습니다. 내용을 자세히 볼 필요성이 있습니다. 세상 살이가 팍팍하여 이 조사위 내용을 보면서 2026학년도 수학능력시험 에서 나올 수 있는 물리적 현황을 생각할 수 있어야 합니다.

 

제주항공 사고조사위 공식 발표 내용 분석 (1/25 토 무안공항에서 발표 내용 기반)

□ 항공·철도사고조사위원회(이하 '사조위')는 '12.29. 제주항공 여객기 참사'와 관련하여 초기 현장 조사를 마치고, 1월 25일(토) 13시 무안공항에서 유가족을 대상으로 사고 조사 진행 현황과 향후 계획에 대한 설명회를 가졌습니다.

  • 이 설명회는 국제민간항공협약 부속서 13에 따라 예비 보고서*를 사고 발생 30일째인 1월 27일까지 국제민간항공기구(ICAO)와 관계국**(미국, 프랑스, 태국)에 송부하고 사조위 홈페이지에도 공개해야 하기 때문에 반드시 진행해야 하는 것입니다. 미국과 프랑스는 항공기 설계 및 제작, 엔진 제작 국가이며, 태국은 사고기에 탑승한 자국민이 있었기 때문에 관계국에 포함되었습니다.
  • 사고 기종은 B737-800 기종(등록번호 HL8088)으로, 미국 보잉에서 제작되어 2009년 9월 4일 유럽 저비용항공사(LCC)인 라이언에어에서 처음 인도받아 운항하다가 2017년 2월 3일 제주항공에서 리스로 도입해 운영해 왔습니다.
    • (예비 보고서) 조사 초기 확보한 사실 정보(항공기 정보, 인적·물적 피해 현황, 현장에서 확인된 정보 등)를 신속히 ICAO 등에게 전파하기 위해 사용되는 보고서
    ** 국제민간항공기구, 등록국 또는 사고 발생국, 운영국, 설계국, 제작국
  • ※ 국제 규정에 따라 항공기 설계 및 제작국인 미국(NTSB)과 항공기 엔진 제작국인 프랑스(BEA)가 신임 대표 자격으로 사고 조사에 참여

□ 사조위는 사고 직후 현장에 출동해 항공기 잔해 조사, 주요 부품·기체와 엔진 조사, 드론 촬영을 통한 잔해 분포도 작성, 시료 채취 및 운항·정비 자료 확보 등에 집중해 왔으며, 미국 교통안전위원회(NTSB, 2024.12.31.~)와 프랑스 사고 조사 당국(BEA, 2025.1.14.~)과 협력하여 합동으로 사고 조사를 진행 중입니다.

ㅇ 현장 조사가 마무리되는 시점에서 동체, 날개 등 모든 잔해물은 사고 현장에서 무안공항 격납고 등으로 분산 이동(1.17.)되었습니다.

  • 무안공항 운영자(한국공항공사)의 요청으로 시설물 복구 관련 4월 18일까지 공항이 폐쇄된 상황입니다.
  • 1월 20일부로 초기 현장 조사를 종료하였으며, 정밀한 분석이 필요한 잔해를 사조위 시험 분석 센터(김포공항)로 운송(1.21.)하였고, 필요시 무안공항을 오가며 조사를 지속할 예정입니다.

ㅇ 사고기의 운항 상황 및 외부 영향, 기체·엔진 이상 유무 등을 파악하기 위해 블랙박스(비행자료기록장치(FDR), 조종실 음성기록장치(CVR)) 및 관제 교신 기록 등 자료를 시간대별로 동기화하고 분석 중이며, 이는 수개월의 세부 분석과 검증이 필요할 것으로 예상됩니다.

  • 사고기 사고 원인은 항공기 제작사, 엔진 제작사, 운항 항공사, 운영사 등 많은 항공 관련자들의 책임 소재를 파악해야 하기 때문에 매우 고통스럽고 긴 시간이 소요될 수 있습니다.
    • 현재까지 파악한 바는 항공기가 방위각 시설에 충돌하기 4분 7초 전부터 블랙박스 자료의 기록이 중단되었고, 중단 전후의 상황은 아래와 같습니다.
    ① 08:54:43(시:분:초) : 항공기는 무안 관제탑과 착륙 접근을 위한 최초 교신 → 관제탑은 활주로 01로 착륙 허가③ 08:58:11 : 조종사들은 항공기 아래 방향에 조류가 있다고 대화
    • (기록 중단 당시) 속도: 161kts(노트) / 고도 498ft(피트)
    ⑤ 08:58:56(CVR 기록으로 계산한 시간) : 항공기 복행 중 조종사는 관제탑에 조류 충돌로 인한 비상 선언('Mayday') 실시
    • (당시 정시 기상 관측 정보) 바람 110° 방향에서 2kts / 시정 9,000m / 구름은 4,500ft에 구름이 조금 있는 상태 / 온도 2℃ / 해면 기압 1028(hPa), 특별한 기상 변화 없음
    ⑥ 약 4분간 : 활주로 좌측 상공으로 비행하다가 활주로 19로 착륙하기 위해 우측으로 선회 후 활주로에 정대하여 접근 → 랜딩기어가 내려오지 않은 상태로 동체 착륙 후 활주※ 최종 사고 조사 결과에 따라 해당 내용 및 시간은 일부 수정될 수 있음
  • ⑦ 09:02:57 : 활주로를 초과하여 방위각 시설물과 충돌
  • ④ 08:58:50 : FDR 및 CVR 기록 동시 중단
  • ② 08:57:50 : 관제탑은 항공기에게 조류 활동 주의 정보 발부

ㅇ 사조위는 항공기 복행 중 조류와 접촉하는 장면을 공항 감시 카메라(CCTV) 영상에서 확인하였고 엔진 조사 중 양쪽 엔진에서 깃털과 혈흔을 발견하였습니다. 국내 전문 기관에 유전자 분석을 의뢰한 결과, '가창오리'의 깃털과 혈흔으로 파악되었습니다.

  • 현재 발견된 시료로는 조류 개체 수나 다른 종류의 조류 포함 여부를 알 수 없으며, 엔진 상태 확인 및 추가 시료 채취를 위하여 엔진 분해 검사를 위한 계획을 수립 중입니다.

ㅇ 사조위는 잔해 정밀 조사, 블랙박스 분석, 비행 기록 문서 확인, 증인 인터뷰 등 항공기 운항 전반에 대해 지속적으로 분석을 수행할 예정이며, 사고 조사 과정에서 긴급한 안전 조치가 필요한 경우 즉시 항공사 등에 안전 권고를 발행할 계획입니다.

  • 또한, 보다 전문적인 조사 및 분석이 필요한 로컬라이저 둔덕 및 조류 영향에 대한 부분은 별도의 용역을 통해 연구할 계획입니다.

□ 사조위 관계자는 이날 유가족에게 사고 조사 진행 상황을 가장 먼저 전달할 수 있도록 노력하며 공청회 등을 통해 의견 수렴을 지속하겠다고 했으며, 최선을 다할 것을 다짐했습니다.

 

무안공항 제주항공 사고기와 가창오리 100마리 충돌 시 충격량 분석

앞서 가창오리 한 마리와의 충돌을 분석했지만, 실제로는 여러 마리의 가창오리와 충돌했을 가능성이 높습니다. 이번에는 가창오리 100마리와의 충돌을 가정하여 충격량과 충격력을 분석해보겠습니다.

1. 가정 및 변수 설정

  • 항공기: (이전 분석과 동일)
    • 기종: B737-800
    • 중량 (m1): 79,010 kg
    • 속도 (v1): 83 m/s
  • 가창오리:
    • 개체 수: 100 마리
    • 각 개체의 중량 (m2): 0.6 kg
    • 각 개체의 속도 (v2): 17 m/s
  • 충돌:
    • 모든 가창오리가 동시에 정면 충돌하는 것으로 가정.
    • 충돌 시간 (Δt): 0.01초로 가정 (실제 충돌 시간은 훨씬 짧을 수 있음)
    • 반발 계수 (e): 0 (완전 비탄성 충돌)

2. 충격량 계산

  • 운동량:
    • 항공기: p1 = m1 * v1 = 79,010 kg * 83 m/s ≈ 6,557,830 kg·m/s
    • 가창오리 전체: p2 = 100 * m2 * v2 = 100 * 0.6 kg * 17 m/s ≈ 1,020 kg·m/s
  • 충격량:
    • 완전 비탄성 충돌이므로 충돌 후 항공기와 가창오리들은 함께 움직임.
    • 충돌 후 속도 (v'): 운동량 보존 법칙 이용 (m1v1 + p2 = (m1 + 100*m2)v')
      • v' ≈ 83 m/s (항공기 속도에 거의 변화 없음)
    • 가창오리 전체의 충격량: Δp2 = 100 * m2(v' - v2) = 100 * 0.6 kg * (83 m/s - (-17 m/s)) = 6,000 kg·m/s
    • 항공기의 충격량: Δp1 = m1(v' - v1) ≈ 0 (항공기 속도 변화 무시)

3. 충격력 계산

  • 평균 충격력: 충격량을 충돌 시간으로 나누어 계산
    • 가창오리들이 항공기에 가하는 평균 충격력: F = Δp2 / Δt = 6,000 kg·m/s / 0.01 s = 600,000 N

4. 분석 및 결론

  • 가창오리 100마리가 항공기에 가하는 충격력은 약 600,000 N으로, 이는 약 61,200 kgf (킬로그램힘)에 해당합니다. 이는 소형 자동차 약 86대의 무게에 해당하는 힘이 순간적으로 작용하는 것과 같습니다.
  • 이는 매우 큰 충격력이며, 항공기 엔진에 심각한 손상을 입히거나, 조종석 유리창 파손, 심지어 기체 구조에까지 영향을 미칠 수 있습니다.
  • 실제 충돌 상황에서는 가창오리들이 동시에 충돌하지 않고, 충돌 시간, 각도, 위치 등이 다르기 때문에 충격력은 계산 결과와 다를 수 있습니다.

5. 추가 고려 사항

  • 가창오리 떼의 규모, 충돌 속도, 충돌 부위 등에 따라 충격력은 크게 달라질 수 있습니다.
  • 항공기의 속도가 빠를수록 충격력은 더 커집니다.
  • 조류 충돌 방지 장치가 설계되어 있더라도, 다수의 조류와의 충돌은 항공기 안전에 심각한 위협이 될 수 있습니다.

6. 참고 자료

  • 이전 분석에서 사용한 자료와 동일

7. 결론

  • 가창오리 100마리와의 충돌은 항공기 안전에 매우 큰 위협이 될 수 있습니다.
  • 항공기 운항 시 조류 충돌 예방 및 대비가 매우 중요합니다.
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