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블랙박스는 어떻게 사고 원인을 해명할까




수많은 승객을 태우고 비행하는 여객기에는 거의 예외 없이 기체 조작이나 실제 움직임을 기록하는 블랙박스가 탑재되어 있다. 블랙박스는 기체 상태를 항상 기록하며 만일 사고가 발생하면 이전에 기체가 어떤 상황이었는지 알 수 있게 해준다.

지난 2001년 11월 12일 미국 뉴욕 존F케네디 국제공항을 이륙한 직후 아메리칸항공 587편, 에어버스 A200 기종이 뉴욕 교외에 위치한 퀸즈 지역에 추락하는 사고가 발생했다.

이 사건은 뉴욕 무역센터에 여객기 2대가 충돌한 911 테러가 발생한지 2개월 뒤에 발생해 항공기 테러 사건이 일어난 것 아니냐며 미국 국내를 발칵 뒤집었다. 사고 후 추락한 기체에서 떨어진 수직 꼬리가 바다에서 발견됐는데 이는 사고 원인을 밝혀낼 힌트가 됐다.

공항을 이륙한 아메리칸항공 587편은 왼쪽으로 선회해 고도를 올리려 했지만 도중에 기체 제어를 잃고 퀸즈 지역 주택가에 추락했다. 하지만 수직 꼬리 날개는 그 앞에 있는 곳에 떨어졌다. 이로 인해 기체와 수직꼬리 날개는 땅에 떨어지기 전에 분리된 게 아니냐는 의구심이 나왔다.

이 사고로 승객과 승무원 260명 전원이 사망했고 추락 현장에 있던 주민 5명이 사망, 1명이 부상을 입었다. 사고 후 원인을 규명하기 위해 미국국가교통안전위원회 NRSB가 조사를 진행해 보고서를 정리했다. 물론 여기에서 큰 역할을 한 건 블랙박스에 담겨 있던 수많은 데이터다.

이 항공기에 탑재된 블랙박스는 크게 장비 2개로 이뤄져 있다. 또 블랙박스라는 이름과는 달리 실제로는 선명한 오렌지색으로 칠해져 있다. 이는 사고가 발생하면 현장에서 발견하기 쉬운 색상을 선택한 것. 블랙박스라는 명칭은 엄격하게 보호, 봉인되어 외부로부터 접근이 거의 불가능한 상태라는 이유로 명명한 것이다.

블랙박스를 이용하게 된 계기는 영국이 세계에서 처음으로 만든 드 하빌랜드 코멧(de Havilland DH.106 Comet)이 일으킨 추락 때문이다. 당시 이 비행기는 운용 개시 후 2년 사이 연속으로 5번 공중분해되는 추락 사고를 일으켜 항공업계에 큰 충격을 줬다.





이 연속 추락사고 당시에는 아직 고려되지 않았던 금속 피로도가 원인이 된 것이다. 그리고 조사에서 사고가 발생할 당시 기체가 어떻게 움직이고 있었는지 기록할 장치의 필요성이 제기됐다. 그 결과 비행 상황을 기록할 블랙박스가 개발된 것이다.

블랙박스는 이후 진화를 거듭해왔다. 초기 블랙박스는 금속으로 이뤄진 얇은 띠 모양을 한 시트에 여러 정보를 기록했다. 이후 등장한 건 테이프를 이용한 기록 방식이지만 현재 주류는 반도체 메모리를 이용한 데이터 저장 방식이다.

블랙박스는 조종석 음성 기록 장치 CVR(Cockpit Voice Recorder)과 비행 데이터 리코더 FDR(Flight Data Recorder)로 이뤄져 있다. 이 중 CVR는 기내의 주요 음성을 기록하는 장치다. 현재 널리 쓰이는 CVR는 사고 발생 2시간 전까지의 음성을 기록할 수 있다. CVR은 조종사 2명이 말하는 내용과 운전석 실내 음성 등 4개 채널을 기록한다. 나중에 개별적으로 재생해 사태를 파악할 수 있게 해준다.

아메리칸항공 587편에 기록되어 있는 조종석 내부 대화는 사고 직전에 “난기류 아니냐”고 기장이 말하는 장면이 남아 있다. 이 난기류는 이 여객기 직전에 이륙한 항공기에 기인한 후방 난기류다. 하지만 당시 직전 이륙한 항공기는 대형 기종인 보잉 747 점보였다. 또 이륙 속도가 낮았기 때문에 발생한 후방 난기류도 컸다. 하지만 이전에 이륙한 항공기가 일으킨 후방 난기류와 만나는 건 그리 드문 일은 아니다.

따라서 조사팀은 기체 각부 상태를 기록한 FDR로부터 얻은 정보에 주목했다. 추락 기종에 탑재되어 있던 FDR은 기체 자세와 장비 상태 등 88가지 종류에 달하는 과거 25시간 분량 데이터를 기록할 수 있게 설계되어 있었다.

사고조사위원회는 이런 데이터를 바탕으로 사고가 발생하면 기체 조작과 움직임을 컴퓨터로 재현하는 것이다. 이를 통해 기체에 무슨 일이 있었는지 파악하는 것.

이를 통해 JFK 공항을 이륙한 직후 추락할 때까지 데이터가 표시됐는데 사고 발생 직전 10초 동안 정상적이지 않은 작업이 있었던 게 판명됐다. 부조종사가 조작한 방향타의 경우 사고 직전에 좌우로 크게 움직인 것이다. 이는 후방 난기류를 만나면서 자세가 흐트러지자 기체를 바탕으로 되돌리려 조작한 것이다. 하지만 반대로 이 작업으로 인해 수직 꼬리 날개에 큰 부담을 견딜 수 없게 된 것이다. 결국 꼬리가 부러진 것. 이로 인해 아메리칸항공 587편은 제어력을 잃고 추락한 것이다.





이렇게 아메리칸항공 587편의 추락 원인은 정황 증거와 블랙박스 데이터에 의해 밝혀졌다. 만일 블랙박스 없이 기체 잔해만을 단서로 조사했다면 원인 규명은 어려웠을 것이다.

블랙박스는 보통 기체 후방 수직 꼬리 날개 관절마다 탑재되어 있다. 이는 실제 사고가 발생하면 직접 피해를 받을 확률이 낮고 기수에서 충돌했을 때 충격이 기체에 흡수되어 후방에 있는 블랙박스는 더 적은 충격이 가해지기 때문이다.

블랙박스 본체는 티타늄 등 튼튼한 금속으로 이뤄져 있다. 또 충격이나 사고가 발생해 화재가 발생해도 메모리 소자를 보호하기 위해 충격 흡수와 보온이 가능하다. 이렇게 여러 대책을 강구해 사고가 발생해도 많은 현장에서 블랙박스는 사고 원인을 규명하는 것이다.

또 블랙박스는 사고가 발생하면 자동으로 탐사 음파를 발신하는 기구도 갖추고 있다. 음파를 감지하는 수신기를 이용해 찾으면 해상에 추락해도 바다 바닥에 가라앉은 블랙박스를 발견할 수 있도록 하려는 것이다.

하지만 그럼에도 지난 2014년 3월 발생한 말레이시아항공 370편 실종사건처럼 전파 탐색이 어려운 심해에 블랙박스가 가라앉거나 본체 배터리를 소진하면 발견이 어려워진다. 따라서 지금은 블랙박스에 저장된 데이터를 인공위성을 통해 지상으로 항상 전송하는 방법의 필요성이 나오고 있다.

하지만 이 방법은 항상 지상에서 기체 위치가 노출되는 문제가 있다. 개인용 비행기의 경우 개인 정보가 노출된다는 반대 의견도 제기되고 있다. 사고 대응을 우선시할 것인지 아니면 개인 비밀이 우선시되어야 할지 앞으로 논쟁이 있을 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=VGzpv96AQKg

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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