아래 내용은 미국 샌프란시스코 국제공항(KSFO)에서 발생한 아시아나 214편의 불시착 사고에관한 http://flyingprofessors.net/what-happened-to-asiana-airlines-flight-214-2/ 의 칼럼을 일부 발췌하였습니다.
7월6일 11:28분, 샌프란시스코 국제공항(KSFO)의 28L 활주로에 접근하던 아시아나항공 214편이 추락하였습니다. 아직까지 정확하고 객관적인 사고원인이 나오진 않았지만 현재까지 드러난 사실만으로도 일부 사고의 원인을 추론하기에는 충분할 수 있습니다. 최신의 글래스 콕핏 여객기들은 모든 시스템의 상태, 비행기의 자세등이 실시간으로 모니터링 되고 있고 이러한 정보는 조종석 뿐 아니라 멀리 항공사의 운항 관리실(Operating Center) 그리고 심지어는 인터넷을 통해서도 일부 내용을 확인할 수 있습니다. 아래 정보들은 바로 이러한 정보들로부터 유추된 사실입니다.
모든 항공관련 사고에서 가장 중요한 요인중에 하나인 날씨를 살펴보면 일단 당시 KSFO의 상태는 거의 완벽해 보입니다. 사고 32분전의 항공기상정보(METAR)를 보면
KSFO 061756Z 21006KT 10SM FEW016 18/10 A2982 RMK AO2 SLP097
T01780100 10183 20128 51005
즉, 6노트의 바람이 210 방향에서 불어오고 있고 시정이 10 Statue Mile(경사거리). 구름이 1600feet 상공에 약간, 어떠한 윈드시어 경보도 없습니다.
사고 20분 후의 METAR정보 역시
KSFO 061856Z 21007KT 170V240 10SM FEW016 18/10 A2982 RMK AO2
SLP098 T01830100
약간의 측풍이 있지만 착륙에 크게 영향을 줄 정도의 바람은 아닙니다. 참고로 777여객기의 측풍 한계는 38노트인데 자동조종시 한계는 25노트입니다. 따라서 날씨는 사고에 큰 영향을 주지 않았다고 볼 수 있습니다.
자동착륙을 유도하는 시스템인 ILS가 작동하지 않았다고 보고되었지만 28L의 PAPI(정밀접근 유도장치)는 작동하고 있었다고 합니다.
FlightAware 에서 제공하는 레이더 데이터를 가지고 아시아나 214편과 10분전에 똑같은 곳으로 정상 착륙한 유나이티드항공 UAL852편을 비교해보았습니다. 비록 유나이티드 852편은 런던 히드로 공항을 출발해서 오긴 했지만 둘다 장거리 비행이고 승객은 비슷하게 만석이었으므로 접근 당시의 연료량은 거의 동일하게 남아있을것으로 추정되므로 둘다 비슷한 접근 참조 속도 Vref를 가졌을 것입니다.
아래 첫번째 그래프는 두 항공기의 활주로 터치다운존으로부터 거리와 고도를 나타낸 표입니다.
유나이티드852편은 검정, 아시아나 214는 빨간색입니다.
유나이티드852편의 경우 거의 일정한 3.2도 강하율을 나타내고있습니다. 활주로 28L의 PAPI는 보통 2.85도 강하율에 맞추어져 있습니다.
반면에 아시아나214편은 터치다운존 4마일 전까지 Glide slope에 비해 약 500피트 정도 높은 고도를 유지하고 있습니다. 3마일 전에도 여전히 약간 높으며 대략 4.48도 강하율인데 이는 통상적인 수준에서 약 50%정도 높은 상태입니다. 이 시점부터 항공기는 접근률을 맞추기 위해 다소 급하게 고도를 낮추고 있습니다. 약 1.5마일 전에 항공기는 글라이드슬롭에 일치했다가 계속 내려갑니다.
마지막으로 유효한 레이더 고도에서 항공기는 100피트 고도에 있는데 이는 글라이드슬롭에 100피트 낮은 고도입니다. 다만 레이더 고도는 100피트 단위로 끊어지므로 정밀한 고도를 의미하지는 않습니다. 어쨌든 숏파이널에서 강하율이 매우 높음을 확인할 수 있습니다.
그런데 속도를 비교하면 더욱 확연한 차이를 느낄 수 있습니다.
비행기 속도는 대기속도와 대지속도로 측정되는데 레이더에서는 대지속도를 기준으로 합니다. 하지만 당시의 바람이 거의 없었던 점을 감안하면 큰 차이는 없을것으로 보아도 무방합니다. 사실 두 항공기의 정확한 중량을 알 수 없기때문에 목표 접근속도(Vref)가 얼마인지는 알 수 없으나 터치다운존으로부터 6마일 전부터 유나이티드 852편은 190노트에서 약 145노트로 감속하고 있음을 확인할 수 있습니다. 통상적으로 만석의 연료가 거의 남지 않은 777의 Vref는 145노트라고 알려져 있으므로 어느정도 벗어나지 않습니다. 따라서 유나이티드 852편은 12마일전부터 3마일 전까지 적절한 Vref 속도로 감속하면서 안정된 접근을 하고 있습니다.
반면에 아시아나 214편은 전혀 안정된 접근을 하고있지 않습니다. 터치다운 직전 30초까지 높고 빠른 상태를 유지합니다. 고작 3마일을 남겨놓았을때도 여전히 20~25노트 정도 빠르고 500피트정도 높습니다. 그 결과 조종사는 당연스럽게도 글라이드슬롭을 맞추기 위해 파워를 줄였습니다. 1.5마일을 남겨놓고(약 40초 정도 남은 시점) 마침내 접근속도 Vref에 도달합니다만 낮은 출력에서 높은 강하율을 유지하고 있습니다. 만약 이때 출력을 조금만 더 올렸더라면 강하율을 낮출 수 있었을 것입니다.
이 상황을 좀더 면밀하게 항공기의 전체 에너지 관점에서 분석해보면 즉, 항공기의 모든 에너지는 고도에 따른 에너지와 속도로 인해 갖는 운동에너지의 합으로 정리할 수 있습니다. 전체 에너지는 다음과 같이
표현되는데 여기서 m은 비행기의 중량, g는 중력가속도, h는 고도, 그리고 v는 속도입니다. 비행기의 중량은 알 수 없으므로 mg로 나누어서 표현하면 다음과 같이 에너지 고도로 표현할 수 있으며
아래와 같은 그래프로 표현할 수 있습니다.
유나이티드852편의 에너지가 일정한 정률을 유지하다가 6마일 이후로 속도를 줄이면서 감소율이 증가하는 것을 확인할 수 있습니다. 3.5마일에서는 감소율이 더 감소하는데 이는 목표 속도를 찍고나서는 더이상 속도를 줄이지 않기 때문입니다.
아시아나 214편은 다소 상이한 궤도를 그리고 있습니다. 3마일 전 이후로 에너지 감소율이 보다 다소 많이 증가하는데 이는 고도가 너무 높고 빨랐기 때문입니다. 그 결과로 파워를 급격하게 줄이게 되었는데 아마도 거의 아이들 상태까지 갔을 겁니다. 1.5마일 전부터는 올바른 고도와 속도를 회복했지만 에너지는 여전히 감소하고 있습니다. 만약 이 시점에서 조종사가 출력을 증가시켰다면 안전한 착륙이 보장되었을 수 있습니다. 하지만 엔진이 출력을 만드는데는 약간의 시간이 필요한데 조종사들이 충분한 추력을 설정하지 않았거나 더 빨리 반응하지 않았으므로 고도와 속도가 계속해서 감소했습니다. 그 결과 마지막 레이더 반사에서 아시아나 214편은 아마도 거의 스톨에 진입했고 회복할 수 없었을 것입니다.
이 데이터들은 실제 비행기가 목격된 상황과 거의 일치합니다.
조종사들이 목표로했던 접근 프로파일이 무었이었든간에 해당 비행기가 안정된 접근을 유지하지 못했다는것은 명백해 보입니다.
FAA에서는 접근에 대해서
1000피트 HAT(Height above touchdown)으로부터 터치다운 존까지 다음 상황을 만족시켰을 때에 안정된 접근이라 할 수 있다.
. 항공기가 올바른 트랙에 있을것
. 항공기가 적절한 착륙 자세를 가질것
. 글라이드패스를 교차하거나, FAF를 지나거나, derived fly-off point(젭슨)를 지난 후 조종사가 비행기의 올바른 트랙과 접근각을 유지하기 위해 과도한 조작을 필요로 하지않을 때. HAT 1000피트 이하에서의 레벨 오프는 권장하지 않음
. 강하율이 1000fpm을 넘지 않을 것.