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낙하산의 단점 - 경량항공기의 낙하산을 살펴보자.
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경량항공
항공기에 장착하는 비상낙하산

 
2018. 3. 21. 19:02  


항공기용 비상낙하산의 이해

항공기를 타고 비행 중 비상상황이 발생하면 어떻게 하여야 하나.
대부분의 사람들은 쉽게 떠올리는 것이 조종사가 착용한 낙하산을 떠올릴 것입니다.
그러나 일반적으로 테스트 파일럿을 제외하고 민간용 경비행기나 경량항공기 조종사가 배낭형태 또는 엉덩이 밑에 깔고 앉는 낙하산을 착용하는 경우는 많지 않을 것입니다.

이번에는 항공기 비상 상황시 항공기 자체에 설치되어 있는 낙하산을 펼쳐서 항공기를 통채로 안전하게 착지시켜주는 항공기용 비상낙하산(Emergency Rescue System) 에 대하여 알아 보겠습니다.

항공기에 설치하는 비상 낙하산은 보통 BRS System 이라고 하는데 이는 미국의 BRS 란 회사에서 생산되기 때문에 BRS 시스템이라고 하며 이외에도 체코의 Galaxy GRS 란 회사에서도 생산되고 있습니다.

BRS 홈페이지 : http://www.brsaerospace.com/index.html
GRS 홈페이지 : http://www.galaxysky.cz

먼저 아래의 실제 사례들을 촬영한 동영상을 보시기 바랍니다.
동영상의 앞부분은 Sirrus SR20 이란 4인승 경비행기로 하와이에서 출발하여 캘리포니아 까지 4000 Km 를 비행하다 연료가 바닥이 나서 비상 낙하산을 전개하여 구조되는 상황을 미국 해안경비대에서 촬영한 영상입니다.

뒷부분의 영상은 미국의 월마트 회장이 Sirrus 사의 SR22 로 보이는 경비행기로 비행중 문제가 생겨 비상낙하산을 펼쳐 착지하는 모습을 촬영한 영상입니다.














위의 영상에서 보듯이 만약에 비상낙하산이 없었다면 공중에서 지상으로(또는 해상으로) 곤두박질하여 중상 아니면 사망사고로 이어질 수 있었던 상황이었습니다만 두 건 모두 큰 부상없이 안전하게 착지하였습니다.
아래의 사진들은 비상낙하산을 이용하여 안전하게 내려오는 모습들입니다.

Sirrus SR-20














Rans, 곡예비행 중 한쪽 날개가 부러져 비상낙하 하는 모습.













이 비상낙하산의 기본 원리는 비상 상황하에서 조종사가 레버를 잡아 당기면 내장되어 있는 작은 로켓이 폭발하여 밖으로 세게 튀어 나가며 이때 로켓에 낙하산 줄이 연결되어 펼쳐지도록 한 원리입니다.

아래 그림은 BRS 사의 비상낙하산 시스템의 외형 모습입니다.
하얀통 (Container) 내부에 낙하산이 들어가 있고 검은색 둥그런 씰린더 같이 생긴 부분이  로켓입니다.














아래 사진도 위의 비상낙하산과 유사한 모양인데 배낭 같은 부분이 낙하산이 들어있는 Container이고 Danger라고 쓰여진 하얀 씰린더 모양이 로켓입니다













아래 사진은 BRS 사의 제품으로서 비상시 방출 레버를 당긴 후 작동되는 모습을 그림으로 나타낸 것입니다














아래 그림은 체코의 Galaxy GRS 사의 비상낙하산 설명도 입니다. 양사 모두 비슷한 원리입니다














아래의 그림은 비상낙하산을 Legend 600 이란 기체에 설치한 모습입니다.
이 기체의 경우는 좌석 뒤의 공간에 설치하여 레버를 당기면 천정의 유리창을 깨고 외부로 방출되는 형식입니다.




























설치하는 방식은 여러가지가 있으며 위의 사진과 같이 좌석 뒷부분에 설치하거나 기체 후방부 Air frame 속에 설치하여 기체 옆으로 낙하산이 방출되도록 하는 경우도 있습니다.
이같은 비상낙하산은 처음에는 고정익기 위주로 개발되어 많은 항공기들에 장착되어 졌으나 최근에는 체코의 GRS System 사에서 회전익기에도 사용할 수 있는 시스템이 생산되어 판매되고 있습니다.

아래 동영상은 GRS System 사의 회전익기용 비상낙하산 개요입니다.
이같은 회전익기용 비상낙하산은 헬리콥터, 쟈이로콥터, 등 모든 회전익기에 적용이 가능합니다














아래 사진은 미국의 Mosquito 헬리콥터에 장착하여 비상낙하하는 모습입니다














이같은 비상낙하산의 설치는 새 기체를 구입시에는 옵션으로 선택하면 비행기 제작사에서 알아서 설치를 해주며 (대략 500 - 600만원 정도) 중고 기체에 설치시에는 BRS 사나 GRS 사에서 구매를 하여 설치매뉴얼을 보아가며 직접 설치하는 방법이 있겠습니다.

중고 기체를 구입시에는 반드시 비상낙하산이 설치되어 있는지 확인이 필요하겠습니다.
비용이 부담스럽겠지만 취미로 타는 비행에서 약간의 비용을 더 투자하면 특별한 경우가 아닌 한 사망사고나 중상을 입지는 않는다 라는 심적인 안정을 갖는 것도 대단히 중요하다 생각됩니다.  

아래 부터는 BRS 홈페이지에 나와있는 FAQ 를 제가 번역한것입니다.
가장 궁금한 부분들에 대한 답이 있으니 필요하신 분께서는 읽어보시면 도움이 되겠습니다.
 
BRS - FAQs  
원문출처 : http://www.brsaerospace.com/FAQ.html

BRS 시스템의 이해 (번역)
  
Q. BRS 는 어떠한 경우에 사용하는가?
A.  • 공중 충돌시
     • 파일럿이 조종을 못하게 되었을 경우
     • 착륙 접근시 실속 / 스핀의 경우
     •  기체에 구조적인 문제가 발생하였을 경우
     • 조종 불능/ 착빙(Icing) 의 경우 (장비의 결함, 착빙의 발생, 조종사의 실수 등의 경우)
     • 지형이 나쁜 곳에서의 엔진 정지시.
   
Q. BRS 시스템의 핸들을 당겼을 때 나타나는 현상은 무엇인가?
A.  처음 0.1 초 이내에 로켓이 초당 150 피트 (100mph 이상)로 가속하며 다시 1 초 이내에 로켓은 낙하산을 방출하여 파라슈트 줄과 기체의 하네스 부착 장치를 단단히 잡아 당깁니다. 매우 짧은 순간에 (항공기의 전진 속도에 따라) 낙하산의 캐노피가 완전히 펼쳐지고 항공기가 감속하게 되고 항공기는 낙하산의 캐노피 아래에서 아주 빠르게 안정화됩니다.
   
Q. 낙하산 캐노피가 전개되어진 후 낙하산 캐노피를 잘라낼 수 있습니까?
A.  아닙니다. 조종석 안에서 그냥 타고 있으면 됩니다.
   
Q. 파라슈트가 하드랜딩 시 폭발(작동) 될 수 있습니까?
A.  아닙니다.
핸들을 잡아 당기지 않으면 로켓은 작동할 수 없습니다. 당신이 로켓을 치거나, 떨어 뜨리거나, 가열하거나 (이유 내에서) 또는 다른 행동으로 로켓을 작동시킬 수는 없으며 오직 손잡이를 당겨야만 발사됩니다. 시스템은 "저절로 터질 수가 없습니다” 조종사가 의도적인 두 단계 조치를 취할 때까지는 작동되지 않습니다.
   
Q. 낙하산은 얼마나 낮은 고도에서 작용할 수 있습니까.?
A. 필요한 고도는 고도 보다는 스피드에 달려있습니다.
FAA 승인테스트에서 최대 낙하산 전개는 지상고도 260 – 290 피트 이하 일 수도 있습니다.

Q. 항공기에는 얼마나 손상을 입습니까?
A. 공항 이외에서의 착륙시와 마찬가지로 착륙장소의 실제 지형에 의하여 다르기는 하지만 BRS 의 사용은 기체의 가격보다는 비상사태를 염두에 두어야 합니다. 대부분의 손상은 에어프레임에 설치되어 있는 장비들, 시트와 에어프레임에 있으며 수리가 가능한 정도로 나타났습니다.

Q. 지상 착지 후 부상을 입을 수 있습니까?
A. 2005 년 봄까지 설치된 BRS의 사용으로 177 명이 목숨을 구하였으며 생명을 위협하는 부상은 없었습니다.
Cessna 150,172,182, Symphony 160 및 Cirrus SR20, SR22 SRV 및 SRG-2 시스템은 탑승자 보호에 대한 모든 FAA 기준을 성공적으로 충족했습니다 (FAA의 "인체 노출 위험 기준"참조).  

Q. 낙하산이 전개되면 항공기는 어떻게 강하됩니까? 어떠한 자세로?
A. 로켓이 작동되면 항공기의 기수가 위로 향하게(Pitch-Up) 되도록 설계되었습니다.
이렇게 하면 항공기의 날개와 동체를 사용하여 전진 운동을 늦추는데 도움이 되며 또한 기체와 낙하산 캐노피에 가해지는 하중을 줄여 줍니다.  
매우 짧은 시간 내에 항공기는 Swing 현상을 멈추고 완전히 펼쳐진 낙하산의 캐노피에 의해 전진 방향으로의 속도가 제로인 상태에서 안정화됩니다.
기체가 일단 안정이 되면, 항공기는 기수가 꼬리보다 약간 낮은 수평비행 자세로 하강하게 되며 지상에 도달하면 일반적으로 앞 바퀴가 먼저 지상에 닿습니다.
   
Q. 강하율이란 무엇인가요?
A. 캐노피에 허용되어진 중량 이내에서 운용이 되고 캐노피가 펼쳐진 상태에서 안정된 상태로 강하한다면 강하율은 밀도고도 5000피트에서 초당 15 - 28피트 (16km/h – 30km/h)로 강하합니다.

Q. 항공기는 어떻게 강하가 되나요? 어떤 고도에서?
A. 매우 짧은 시간 내에 항공기는 Swing 현상을 멈추고 완전히 펼쳐진 낙하산의 캐노피에 의해 전진 방향으로의 속도가 제로인 상태에서 안정화됩니다
기체가 일단 안정이 되면, 항공기는 기수가 꼬리보다 약간 낮은 수평비행 자세로 하강하게 되며 지상에 도달하면 일반적으로 전륜(Nose Wheel)이 먼저 지상에 닿습니다.
해발고도 5000 피트에서의 강하율은 초당 25피트 (시속 27Km/h)입니다.
좀더 쉽게 설명하자면 7피트 높이에서 뛰어내리는 (초당 21피트) 강하율과 비슷합니다.
Symphony와 Cessna의 경우에는 랜딩기어와 시트가 대부분의 충격을 흡수합니다.
   
Q. BRS-172의 사용시 강하율이란 무었인가요?
A.  캐노피가 전개되고 강하가 안정적으로 된다면 강하율은 표준대기상태의 해발고도에서 초당 21피트입니다.
지상 7피트에서 뛰어내리는 정도의 충격입니다.

Q. 시스템은 어떻게 작동합니까?
A.  단순하게 천천히 세게 당기십시요. 일반적으로 항공기 비행매뉴얼에 아래와 같이 되어 있습니다.
1) 연료혼합콘트롤(Fuel Mixture Control)을 아이들로 놓는다.
2) 핸들 카바를 벗겨낸다.
3) 핸들을 당긴다 (두손으로 잡아당긴다)
4) 연료셀렉터 스위치를 끈다.(Fuel Selector Switch off)
5) 마스터 스위치를 끈다. (Master Switch: off)
6) 안전벨트를 꽉 조여 맨다
7) 비상착륙시 신체의 위치를 잘 잡는다.

두 손으로 잡아 당길 때 위로 잡아 당기는 것과 같이 당겨줍니다.
로켓을 작동시키기 위하여는 작은 동작으로도 되지만 가능한 최대로 세게 당겨야 합니다.
로켓을 작동시키기 위하여는 35 - 40파운드(16Kg – 18kg) 정도의 힘이 필요하며 BRS는 대부분의 모든 사람이 작동시킬 수 있다는 것이 입증되었으나 어린이들에게는 잡아당기는 것이 어려울 수도 있습니다.
   
Q. 낙하산이 기체에서 어떻게 방출되나요?
A.  낙하산의 산줄과 캐노피는 각 항공기에 있는 특수 컨테이너에서 방출되어집니다.
외부 커버는 낙하산의 방출에 장애가 되지 않도록 하지만 콘테이너 내의 낙하산이 들어 있는 백(Bag)이 외부로 부터 보호하도록 되어 있습니다.  로켓은 조심스럽게 포장 된 낙하산을 밖으로 방출시켜 줍니다.
로켓이 깨지기 쉬운 덮개, 창 또는 패널을 통해 방출되면 낙하산과 산줄들이 조심스럽게 단계별로 이어 집니다.

설치에 대한 질문    
     
Q. BRS 는 공장에서 설치해줍니까?
A. 저희는 여러 센터 중 한 곳에서 설치를 협조(Arrange) 하여 드릴 수 있으며 IA가있는 A & P는 STC 제품을 설치할 수 있습니다. 다른 BRS 시스템은 공장(항공기공장)에서 설치됩니다. Cirrus와 Symphony는 공장에 설치된 두 회사입니다.
(번역자 주 : 최근에는 모든 경량항공기 회사에서 옵션으로 주문하면 설치되어 출고됩니다.
가격은 보통 우리 돈으로 MTOW 600Kg 기준 4백에서 6백만원선 입니다.
호주 Jabiru 사의 경우에는 제가 직접 문의를 하여 보니 설치를 안해 준다는군요.
인터넷을 보면 자비루 기종에도 설치되어 있는 것으로 보아 출고 후 직접 구매하여 설치한것으로 보입니다.
  
Q. 한번 사용되어진 BRS 낙하산은 다시 재사용이 가능합니까?
A.  형식승인이 되어진 항공기에 설치되어 있는 BRS 파라슈트는 재사용할 수 없습니다.
초경량의 경우에는 재사용이 가능할 수도 있습니다. BRS 는 다시 재사용이 가능한지 검사를 하여야 합니다.   

일반적인 질문
   
Q. BRS에는 어떠한 정비가 필요합니까?
A.  세가지 정비주기가 중요합니다.
첫째 : 항공기와 같이 정기적인 검사를 하여야 합니다.
둘째 : 파라슈트는 매 10년에 한번씩 재포장(Re-Packing) 하여야 하며 이는 BRS사에서 진행되어야 합니다.
(주로 캐노피의 기계적 압력포장이므로). 파라슈트와 모든 산줄은 교체되야 하며 전체적인 점검되어야 합니다.
세째 : 매 10년마다 로켓은 교체되어야 하며 대략 1000 USD 정도입니다.

만약 파라슈트 시스템이나 그 구성품들이 비정상적인 스트레스를 받았거나 노출되었을 경우에는 (물리적 충격이나 오염) 추가비용이 적용될 것입니다.  모든 가격은 대략적인 가격이며 사전 고지 없이 변경 되어질 수 있습니다.
   
Q. 비행중의 시험은 어떠한 것을 실시하였습니까?
A.  비행중 낙하산 전개를 포함하여 다양한 항공기에서 35회 이상의 비행 시험을 실시 하였습니다.
* 엔진 정지 후 실속에서 저속으로.
* 각 방향으로의 최대 스핀.
* 정상 순항속도인 100 knots 에서.
* Maneuvering Speed 인 2-G에서의 회전시.
* Vne 초과속도에서.

Cirrus SR20 시스템은 8 번의 비행 테스트를 통과하였습니다. FAA 인증을 위한 비행 중 전개는;
* 엔진 정지시의 실속에서 저속으로.
* 스핀 직전 완전히 한 바퀴 회전 한 후
* Maneuvering speed (135 knots) 에서.

주 : Cirrus SR20 기체에 장착되어진 파라슈트는 135knots (155mph) 로 표시되어 있으나 기체 중량의 125 퍼센트인 최대중량에서 190 mph에서도 생존하였습니다.
   
Q. 다른 시험은 어떠한 것이 실행되어졌습니까?
A.  BRS-172의 다양한 구성 요소에 대한 제한 하중 및 최대하중을 결정하는 엔지니어링 연구와 설치를 위한 항공기의 개조가 실시 되었읍니다.  
메인 캐노피, "Slider” 및 모든 BRS 구성품의 재료 및 구조 강도를 입증하고 문서화하기 위해 수많은 연구가 수행되었습니다.

- 손잡이로 당기는 힘은 다양한 사람들에 의하여 확인되었습니다
-  좌석 및 제지 시스템은 파라슈트의 강하 및 터치 다운시의 요구에 적합하도록 평가되었습니다.
- 하드 랜딩이나 기타 비정상적인 상황이 발생해도 문제가 되지 않는다는 것을 입증하기 위해 연구 되었습니다.
- 적절한 수준의 탑승자 보호를 보장하기 위하여 여러 가지 테스트가 수행되었습니다.
- 이들 테스트는 신중하게 통제 된 테스트 환경에서 고속 카메라 앞에서 낙하시킨 "착륙 상태"에 대한 신중한 평가가 포함되었습니다.

- 추가적으로 항공기가 지상에 도달 한 후 항공기 및 탑승자의 “지상착지 후”의 상태에 관한 연구가 수행되어 졌습니다.
- 시스템 기능과 관련하여 또 다른 일련의 테스트 및 연구가 수행되어 졌습니다.
여기에는 핸들로 잡아당기는 것, 환경에 의한 노후화의 영향, 화재로 인한 위험 및 전반적인 시스템의 신뢰성에 대한 일반적인 검증이 포함되었습니다
   
Q. BRS 시스템에 특허가 있는 부분이 있습니까?
A. 예. “Slider” 가  #4,863,119 로 특허등록이 되어 있습니다..
슬라이더에 대한 전체적인 내용은  "속도 감지, 충격 감쇠, Dynamic reefing system” 입니다.
물리적으로 주 캐노피의 Suspension Line을 따라 미끄러져 내려가므로 Slider라고 이름을 줄였습니다.
필요한 속도와 기능을 감지하여 자동적으로 복잡한 문제에 대한 간단한 솔루션을 제공합니다.
슬라이더는 메인 캐노피와 조화를 이루며 작동하여 파라슈트가 고속으로 방출될 때의 손상을 방지하여 주며 동시에 저속에서 빠른 전개를 막지 못합니다.

Q. BRS 란 어떠한 회사입니까?
A. BRS는 미국 미네소타의 South St. Paul 공항을 기반으로 하는 공개 법인이며 주식상장 기호는 BRSI입니다. 1980 년대 초반부터 당사는 2 만 세트 이상을 판매하였습니다. (끝)

[출처] 항공기에 장착하는 비상낙하산|작성자 대운테크

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=zibago82&logNo=221234146212


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