알래스카 항공 261편 추락사고
Alaska Airlines Flight 261
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사고 발생 3개월 전 실제 사고 기체 사진
1. 개요
2000년 1월 31일 태평양 상공 캘리포니아 주 벤추라 카운티 Anacapa섬 인근에서 발생한 항공사고. 기종은 맥도넬 더글라스의 MD-83. 이 사고로 탑승한 승객과 승무원 포함 총 88명이 전원 사망했다. 경로는 멕시코 푸에르토 바야르타(Puerto Vallarta) Gustavo Díaz Ordaz 국제공항을 1시 35분에 출발해 샌프란시스코 국제공항을 거쳐 시애틀 타코마 국제공항으로 갈 예정이었다. 그러나 샌프란시스코 국제공항에 미치지 못하고 결국 태평양 해상에 추락하고 말았다.
2. 사고 진행
당시 CVR 기록
158편이라는 편명으로 푸에르토 바야르타에 착륙한 사고기는 사고 당일 새 편명인 261편을 부여받고 승무원도 교체하였다.
새 조종사인 기장 테드 톰슨과 부기장 빌 탠스키는 둘 다 MD-80 기종을 4000시간 넘게 조종한 베테랑이었다. 특히나 부기장은 MD-80만 8000시간을 넘겼다.
Gustavo Díaz Ordaz 국제공항을 이륙해 샌프란시스코 국제공항으로 FL310(9448.8m)에서 순항도중, 조종사들은 워싱턴주 SeaTac에 있는 알래스카 항공의 신속대응 및 유지보수 시설에 연락을 취하였다. 해당 무전은 LAX의 운항 및 유지보수 시설에서도 들을 수 있었는데, 수평 꼬리날개가 멈춰서 작동하지 않으니 로스앤젤레스 국제공항으로 회항할 것을 의논하는 것이었다. 이때 고장난 수평 꼬리날개로 인해 Trim 시스템이 동작하지 않아 조종사들은 고도유지를 위해 4.5kgf(44N, 10lbf)의 힘으로 조종간을 계속 잡아당기며 비행하고 있었다.
사내 교신으로 조종사들은 LAX로 회항할 것을 원했지만 항공사는 스케줄을 염려하여 조종사로 하여금 기존 계획대로 샌프란시스코 국제공항으로 계속 비행하도록 영향을 주려 했고, 이 와중에 '''첫 번째 급강하'''가 일어난다. 첫번째 급강하가 일어난 것은 16시 09분으로, 당시 조종사들은 Trim 시스템으로 수평 꼬리날개의 작동에 성공했으나 수평꼬리날개는 곧바로 급격하게 기수가 내려간 채로 (Nose-down position) 꺾였다. 이로 인해 261편은 80초만에 FL310에서 FL240(7315.2m)까지 급강하하게 된다. 조종사들은 급강하하는 비행기를 바로잡기 위해 60kgf(130~140lbf)의 힘으로 조종간을 잡아당겨야 했다.
겨우 급강하를 멈추고 비행기를 안정시켰을 때 고도는 24400ft(7437.1m) 정도였으며, 이때 조종사들은 관제소에 문제점을 보고하며 LAX로 회항하려고 했다. LAX로 회항하기 위해 고도를 낮추던 와중, 16시 19분, 최소 4번의 '쿵'소리와 함께 잭스크류와 꼬리날개를 고정하는 너트는 완전히 분리되어 버렸다. 두 번째이자 마지막 급강하가 시작되자 261편 주변의 항공기들은 -63도로 급강하하는 261편에 대해 관제소에 계속 보고하였고, 부기장의 16시 19분의 'Mayday' 외침을 끝으로 261편으로부터 더 이상의 교신은 없었고, 결국 16시 19분 56초에 추락하고 만다.
충돌 직전 9G에 도달한 것으로 추정되기 때문에 충돌 직전 승객들과 조종사는 기절했을 것으로 추정된다.
당시 기장은 배면비행으로 급강하를 막아보려고 시도했었으나[1] 소용이 없었고 81초 동안 18,000ft(5486.4m)를 급강하하며 약 400km/h의 속도로 뒤집힌 상태로 태평양에 추락한다.
사고 공청회에서 NTSB 관계자들은 사고 당시 조종사들은 인구 밀집지역 위를 비행하지 않으려 한 것으로 보인다고 밝혔다. CVR(조종실 음성 녹음 장치)에서 기장이 '가능하다면 바다 위로 비행하고 싶다'라고 관제탑에 말을 한 것이 밝혀졌기 때문이다.
3. 사고 원인
이 사고에선 MD-83 자체에 존재하는 설계 결함과 당시의 저가 항공사들이 그렇듯 제대로 된 정비를 받지 못한 것이 주 원인으로 나타났다.
영문 영상이지만 그림을 보고 이해하는데 문제가 없을 것이다.
고정익기의 경우 속도와 고도에 따라 양력 발생과 그 중심이 미묘하게 변화하고, 항공기 자체도 연료량과 내부 탑승객과 화물에 따라서 무게중심이 달라지기 때문에 직선비행, 고도유지를 위해서는 조종면을 계속해서 맞춰나가야 한다. 하지만 이를 조종사가 조종간으로 계속 유지하면서 맞추는 것은 엄청나게 피곤한 작업이며 그러한 부담은 안전상으로도 위협이 되는 사항이기 때문에 대부분의 항공기는 트림이라는 기능을 갖추고 있다. 총기로 비유하자면 영점조정과 같은 기능으로 현재 비행상황에서 기울지 않고 직선비행을 할 수 있도록 롤을 담당하는 에일러론,[2] 요우를 담당하는 러더,[3] 피치를 담당하는 엘리베이터[4] 모두에 각각 설치되어 이를 조종간 중립 시에도 똑바로 유지하도록 조금씩 조정이 가능하게 되어있다.
세스나 같은 소형기는 일반적으로 조종면 끝에 탭을 달아서 그 탭이 조종면에 힘을 가해서 일정한 각도로 유지하도록 하는 형태이지만 MD-80와 같이 대형의 기체인 제트 여객기는 엘리베이터를 변위시키는 것이 아니라 수평안정익 자체의 각도를 잭스크류로 맞추는 형태로 구성되어 있다.[5] 쉽게 생각해서 수평안정익이라는 판에 볼트와 모터를 달고, 기체에 고정된 너트로 그 각도를 고정시키고 스크류 봉 위아래에 페어링을 만들어 한계 범위 밖으로 움직여 봉이 너트에서 빠지지 않게 막아놓는 구조라 볼 수 있는데, 이 방식은 모터로 트림면 자체가 직접 기체에 힘을 가하는 형태라[6] 명확한 각도부여가 가능해 오토파일럿에 적용하기 용이한 반면 매우 큰 위험요소를 안고 있었다. 움직이도록 만든 승강타 내부에 다시 추가로 가동부분으로 들어가긴 해도 조그마한 탭의 각도를 변화시키는 다른 트림 시스템에 비해 승강타보다 크고 무거운 수평안정익 전체를 가동하는 방식이라 훨씬 큰 힘이 걸리게 되어 있는 데다, 스크류와 너트 원리는 넓은 면에서 강한 힘으로 접점을 만들어 마찰력을 통해 고정하는지라 윤활유를 넣어주지 않으면 엄청난 마찰력으로 마모되게 된다.
그럼에도 점검 기간을 13배나 늘려서 정비를 제대로 하지 않아 윤활유가 말라버려 제 기능을 못 하게 되고 피치다운에서 고정되어 버렸다. 이때 첫 번째 급강하를 하게 되고, 속도가 증가하면 양력이 증가하기에 다시 평형상태를 회복한다. 문제는 이때 스크류가 빠지지 않게 막아주는 페어링은 가동한계 범위 밖으로 막아주는 용도이긴 하지만 모터의 가동으로 인한 힘을 막기 위해서지 수평미익이 받는 공기역학적인 힘을 견디도록 설계된 것이 아니었기에 과한 힘으로 탈락되어 버리며 때문에 스크류 봉이 아예 너트에서 빠져버리면서 기체 외피까지 찢어버리면서 솟아올라 승강타로 보상할 수 없을 정도로 크게 수평안정익의 각도를 틀어버리고[7] 결국 10분 후에 2번째 급강하를 하게 된다.
조종사들은 기체를 살리기 위해 마지막으로 배면비행을 시도했으나, 전투기도 아닌 그것도 조종장치가 망가진 여객기가 위기를 탈출하기엔 역부족이었다.
4. 기타
항공 사고 수사대 시즌1에서 '방심의 대가(Cutting Corners)'라는 제목으로 해당 사고를 다루었다.
영화 플라이트의 줄거리는 이 사고를 어느 정도 모티브로 하여 제작되었다. 정확히는 초반의 비행기 비상착륙 장면.
[1] 무게중심을 완전히 반대방향으로 돌려버리면 기존의 비행기 상태와 똑같아지긴 하기 때문에 일시적인 완화책으로 사용한 것으로 보이나, 여객기는 배면비행을 위해 설계되어 있지 않고 비행기 자체도 하술되어 있듯 막장으로 치닫은 상태였기 때문에 소용이 없었다.[2] 우리말로는 흔히 보조날개라고 칭한다. 롤은 양력방향을 회전할 방향으로 향해주기 위해 기체를 옆으로 구르게 만드는 움직임이며 자전거로 커브를 돌때 전체적으로 커브 방향으로 기울어지는 동작을 생각하면 된다.[3] 수직꼬리 날개의 가동면. 보통 방향타라고 번역한다. 요우는 기수를 원하는 방위로 향하게 하는 동작으로 자동차 핸들을 꺽는것과 유사하다.[4] 수평안정익(수평꼬리날개)나 카나드의 가동면으로 주로 설치된다. 보통 승강타라고 번역한다. 피치는 기수를 들고 내리는 동작.[5] 기체가 크고 따라서 속도별 피치변위 변동 폭과 필요한 힘이 훨씬 크며 트림 외에도 오토파일럿이나 기타 비행 상황에 맞춰 필요한 탭 기능이 필요한지라 대형기체는 이렇게 하는 것이 합리적이다. MD-80의 경우도 엘리베이터에 3종류의 탭이 별도로 구성되어 있다.[6] 소형기체에 일반적인 트림탭은 트림탭이 타면에 힘을 가해 각도를 변화시키고 그렇게 변화한 타면이 기체를 보정하는 2단 구성이 된다.[7] 사실 윤활유 문제로 고정만 된 상태면 트림은 약간의 보정을 해주는 기능이기 때문에 MD-80계열은 피치다운 기준으로 2도 가량(피치업 방향으론 좀 더 커서 12도 가량 된다.)의 한계 가동범위를 갖고 있었고 이는 불편하고 반대방향으로의 반응이 다소 무겁게 느껴지긴해도 피치다운 트림 한계치 정도는 승강타 조작으로 커버가 가능하다. 하지만 스크류가 부러지면서 가동범위를 제한해주는 너트 위치 이상으로 기울어져 버리면서 승강타로도 보상할 수 없을 정도로 기울어져 버린 것.