Unit Load Device
1. 개요
'''Unit Load Device (ULD)'''
'''항공화물 탑재용기'''
화물이나 짐을 다량으로 신속하게 항공기에 적재할 수 있도록 고안된 일종의 적재장치로서 크게 컨테이너와 파렛트로 구분할 수 있다. 컨테이너는 엄청난 무게를 지닌 화물을 견뎌내야 함은 물론이고 최대한 가벼워야 하기에 알루미늄을 사용하는게 일반적이지만, 더 가볍게 만들기 위해 폴리카보네이트 등의 재질을 사용하거나 화물을 보호하기 위해 내측에 케블라 섬유를 두르기도 한다.
동체의 하부 (Lower Deck : LD) 화물칸에 적재되는 컨테이너는 단면이 반원처럼 된 형태의 공간을 최대한으로 사용하기 위해 하부의 모서리가 꺾인 (Contoured) 형태로 제작되어 위 아래의 길이가 서로 다를 수 밖에 없는데, 마찬가지로 상부 (Main Deck : MD) 화물칸에 적재되는 화물기 전용 컨테이너는 거꾸로 윗부분의 모서리가 꺾여있다. 그런가 하면 그냥 직육면체의 형태를 지닌 모양도 있으며, 외관이 투명하거나 냉장/냉동전용, 소나 말 등을 수납할 수 있는 가축전용 컨테이너까지 존재한다.
한편 파렛트라고 불리는 평평한 금속제 깔판은 정형화된 모양의 화물이나 박스를 마치 벽돌을 쌓듯이 올려놓고 외부를 비닐과 스트랩으로 튼튼하게 마감한 후 기내에 적재하는 방식으로서 화물기에서는 컨테이너보다 이걸 사용하는 빈도가 더 높다. 차량이나 항공기 엔진 등의 무겁고 컨테이너에 수납하기 어려운 중화물은 모두 파렛트의 몫이다. 또한 특수하지만 여객시트 파렛트도 있다. 민간용으로는 화물기에서 여객기로 환장이 되는 컨버터블 사양에 쓰이고 군용으로 주로 많이 쓰이는데 C-130이나 C-17같은 군용 수송기, KC-767이나 A330-200F기반의 A330 MRTT같은 공중급유기에 쓰인다.[1]
지상에서 ULD에 화물을 다 때려넣으면 Cargo Loader라는 차량이 항공기의 화물칸 입구까지 올려주는데, 여기서부터는 화물칸 바닥에 있는 전동식 롤러를 작동시켜 원하는 곳에 위치시킨다. 물론 돌발상황이 생기거나 이래저래 여의치 않다 싶으면 인력을 동원해서 밀어붙여야 하겠고(...) ULD를 위치시킨 후 결속장치 (Latch)로 고정하는 등의 과정을 거치면 적재가 완료된다. LD에는 적용할 수 있는 ULD가 기껏해야 LD3나 PMC 파렛트 정도니까 별로 고민할게 없는데, MD에는 어떤 크기와 중량을 지닌 화물이 실릴 것인지를 판단해서 적절한 ULD를 선택한다. 그런데 항공기 각 기종마다 MD의 너비와 높이가 죄다 제각각이어서 짜투리 공간을 최소화하기 위해 별별놈의 ULD를 다 만들다보니 종류가 엄청나게 많아져 뭐가 뭔지 분간하기도 쉽지 않은 상황이 됐다. ULD의 명칭과 규격은 1990년대 초반 IATA에서 제정한 것으로 이게 컨테이너 or 파렛트인지, 크기가 각각 어떻게 되는지에 따라 암호처럼 매우 복잡한 명칭을 설정했다.[2] 그런데 이걸 또 미국항공운송협회 (ATA : Air Transport Association of America)[3]가 IATA에서 제정한 규격을 바탕으로 개명을 해놨는데, 마치 러시아의 무기체계 명칭을 NATO 코드명으로 바꿔놓은 것처럼 오히려 이게 더 알아먹기가 쉬운 편이다.
어쨌든 화물을 그냥 선입선출식으로 대충 이판사판 싣고 내리는게 아니라 반드시 항공기의 무게중심을 감안해야 함과 아울러 화물이 적재된 ULD 각각의 무게도 꼭 점검해서 적재해야 한다.[4] 특히 DC-10이나 MD-11같은 트라이젯 항공기는 수직미익의 엔진 무게때문에 난감한 일이 생기기 쉬운데, 과거 시드니 국제공항에서 대한항공의 MD-11F가 콴타스 소속 로드마스터의 실수로 엉덩방아를 찧는 정말 보기드문 장면을 연출하기도 했었다(...) 비단 삼발기 뿐만 아니라 어떤 화물기라도 꼬리 부분을 받쳐주는 지지대를 세우든지 아니면 앞바퀴를 지면에 꽁꽁 묶어두는 (Tie Down)[5] 등의 조치가 필요하다.
보잉이나 에어버스나 최초 항공기를 설계할 때 ULD 각각의 규격 (Base Size)[6]에 맞게끔 LD와 MD의 면적을 설정하고 있으며, 서술했듯이 ULD 역시 항공기 각각의 사이즈에 맞게끔 다양한 규격이 존재하고 있다. 그런데 A330이나 B777과 같은 광동체 여객기에는 얼마든지 탑재할 수 있지만, A320 계열을 제외한 B737이나 B757 같은 협동체 여객기는 화물이 적재될 LD의 사이즈에 맞는 ULD도 없을 뿐더러 그 안에서 이동할 수 있는 설비도 없어서 적재가 불가능하다. 그러나 협동체라도 화물기의 경우에는 MD에 적재가 가능하긴 한데 애초 동체의 폭이 좁은데다가 높이에서 걸리는 부분도 있고 화물전용 도어의 크기도 영향을 주기 때문에 사용할 수 있는 ULD의 종류가 매우 제한적이다. B767의 경우 일반 광동체 여객기보다 좁은 동체때문에 LD2와 LD8이라는 새로운 규격의 ULD를 필요로 했으며 적재능력에 있어서도 뭔가 좀 나사가 빠진듯한 모습을 보여주고 있는데, 그래서 B787의 설계 과정에서는 가장 널리 사용되는 LD3, LD6 규격의 컨테이너 적재시 짜투리 공간이 생기지 않도록 몹시 신경썼다고 한다.[7] 한편 그냥 협동체 여객기는 가방이 하나하나씩 컨베이어 (Belt Loader)를 타고 올라오면 사람이 쌩으로 LD에 기어들어가서 차곡차곡 집어넣고 고정시켜야 하는 애로사항이 있는데, 항공사의 화물담당 직원들이 이륙시간에 쫓겨 서두르거나 일이 너무 빡센 나머지 화물을 휙휙 집어던져 파손되는 사고도 간간히 나타난다.[8]
2. ULD의 종류
2.1. LD 컨테이너
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화물기 뿐만 아니라 특히 여객기에 반드시 필수적인 ULD로서 LD3 컨테이너가 B767을 제외한 모든 광동체 항공기에 가장 대중적으로 사용된다. 대부분 승객들의 여행용 캐리어가 실리지만 부피가 좀 나가는 화물이 있을 때는 파렛트도 같이 적재되며, 모든 광동체 여객기의 LD는 64 in (162.6 cm) 높이의 ULD를 수용할 수 있게끔 설계됐다. LD1은 B747 계열에서만 사용하는 컨테이너로서 윗부분의 길이는 LD3보다 약간 길지만 최대적재중량은 동일하게 설정되어 있다. LD29와 LD39 역시 오로지 B747에서만 사용이 가능해서 범용성이 좀 떨어지고 있는데, 다 떨어져서 못쓰게 되거나 분실(...)했을 경우에는 새로 장만하지 않고 그냥 널리고 널린 LD3나 LD6를 줏어다가 사용한다. 게다가 ULD 생산업체들도 근래에는 LD1을 거의 제작하지 않고 LD3와 같은 잘 팔리는 물건에만 많은 역량을 집중하고 있는데, "Feather Weight"라는 기발한 이름을 붙이거나 꼴랑 55 kg에 불과한 초경량 LD3를 내놓는 등의 신제품 개발에 주력하고 있다.
일부 제품들은 몸체가 금속제라도 뚜껑은 경량화와 간편함을 위해 직물을 사용하는데, 금속처럼 찌그러질 일도 없고 보수하는 비용도 싸게 먹혀서 많은 양이 사용되고 있다. 이 ULD를 제작하는 회사도 굉장히 많은데 대부분 찢어져 터졌을 때를 대비해서 나일론 재질의 배리어가 겉을 감싸는 형태로 만들고 있다. 한편 F1 머신들 가운데 상당수는 차량의 높이가 낮기 때문에 파렛트가 아닌 LD36 컨테이너를 통해서도 적재가 가능하며, 설령 일반 승용차라 하더라도 차량의 높이와 화물칸 도어의 크기만 허용된다면 어떻게든 비비고 비벼서 집어넣을 수가 있다.
2.2. MD 컨테이너
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순수 화물기나 콤비 여객기의 MD에 적재되는 것으로 일반 여객기에는 전혀 사용될 일이 없으며 MD용 컨테이너는 아예 보유하지도 않은 항공사도 많다. Base Size와 높이가 서로 똑같은 것들이 많지만 윗 부분이 둥근 동체의 특성상 꺾여진 각도와 형상에 있어서 각각의 차이점을 지니고 있는데, 높이가 MD의 꼭대기까지 도달하는 컨테이너를 사용하면 이론적으로 용적을 100% 활용할 수 있는 장점이 있다. 가장 작은 크기의 AYY는 "Demi"라고 불리며 B737이나 B757 등 협동체 화물기의 가장자리 짜투리 공간을 활용하기 위해 사용되듯이 모든 ULD는 다 서로서로 연관되는 Base Size를 지니고 있다. 그러나 LD나 MD를 막론하고 특히 꼬리쪽은 폭이 확 줄어들기 때문에 가장 작은 ULD라도 적재할 여건이 안되는데, 여기는 그냥 Bulk Cargo Space라고 해서 가방이나 자잘한 물건 외에는 적재할 수 없다. 한편 MD에 컨테이너나 파렛트를 적재하면 조종실 바로 뒷편에 Crash Barrier라 불리는 일종의 바리케이드 장애물을 설치하여 화물을 적재한 상태에서 동체착륙이나 큰 충격을 받았을 때 조종실이 화물에 깔아뭉개지는 참사[11]를 막는 완충재 노릇을 시킨다. 그러나 이게 여의치 않을 경우 9G Container라는 아주 튼튼한 ULD를 조종실 바로 뒷편에 위치시켜서 뭔가 안좋은 일이 생겼을 때 스스로 몸빵을 하게 만들지만 그래도 잘못되면 그건 뭐 지 팔자가 그러려니 해야겠고(...)
한편 특별한 명칭없이 통칭 30 ft, 40 ft라고 부르는 B747 화물기 전용 초대형 컨테이너도 있는데, 콤비나 일반 여객기를 개조한 SF (Special Freighter) 등은 위로 제껴지는 기수부 화물 도어가 없어 적재가 불가능하고 오로지 B747-200F와 같은 순정 화물기만 각각 7개와 5개씩 집어넣을 수 있다. 이게 위로 제껴졌을 때 가로/세로 약 2.7 x 2.5 m 정도의 공간이 나와 이 컨테이너들이 거의 간신히 들어갈 정도가 된다. 참고로 후술할 파렛트의 높이가 96 in (243.8 cm)를 초과하면 동체의 측면에 있는 도어를 사용해야 하는데 B747-400F의 경우 134 x 123 in (340 x 312 cm), B777F는 146.5 x 124 in (372 x 315 cm)의 높이가 나와서 파렛트의 최대 높이인 118 in (299.7 cm)라도 적재가 가능하다.
2.3. 파렛트
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LD와 MD에 공통적으로 적재될 수 있는 ULD로서 PMC 규격의 파렛트 2개가 LD3 컨테이너 약 6개 가량의 면적을 차지한다고 보면 된다. 화물을 판떼기에 차곡차곡 쌓아나가는 방식이기에 높이는 비교적 자유롭게 설정할 수 있겠으나 LD에는 반드시 64 in (162.6 cm) 미만이어야 하고 MD에 적재할 때도 윗부분으로 갈수록 동체가 좁아지는 것을 감안해야 한다. 그래서 만약 B777F에 PMC를 2열 종대로 적재할 경우와 그냥 1열로 주루룩 놓았을 때의 높이가 다를 수 밖에 없고, 중량과 체적을 감안하여 어떻게 조합해야 최대로 때려넣을 수 있는지를 잘 판단해야 하는데 이게 로드마스터의 머리를 몹시 아프게 하고 있다. 더군다나 각 기종별로 천차만별의 변수를 지니고 있는터라..
PAG와 PMC 파렛트에 규정된 적재높이는 64 in (162.6 cm), 96 in (243.8 cm), 118 in (299.7 cm) 이렇게 3가지인데 일반적인 경우라면 그냥 96 in 까지만 적재하는 것이 보통이다. 대형 파렛트인 PRA와 PGA는 오로지 B747과 B777 화물기에만 탑재가 가능한데, B777F의 경우 동체 측면의 도어로 집어넣고 테트리스를 하듯이 파렛트를 1/4 바퀴 돌려가면서 각각 17개, 11개를 탑재할 수 있다. 1개씩 더 들어갈 면적이 있기는 하지만 파렛트를 빙빙 돌릴 공간이 안나오니 거기는 그냥 다른 ULD를 채워넣으면 된다.
3. 항공기별 적용
위의 내용들은 단지 각 항공기 제작사에서 예시하는 이른바 레퍼런스와 같은 적재형태에 불과하며, 또한 최대로 적재할 수 있는 ULD 갯수의 조합을 나타낸 것일 뿐이지 각 항공기의 최대이륙중량 (MTOW : Maximum Takeoff Weight)을 고려한 수치가 절대 아니다. 만약 각각의 ULD마다 최대적재중량까지 미친듯이 때려넣고 저 숫자를 다 실어 날아가려 한다면 활주로에서 자빠지거나 설사 이륙했다 하더라도 기체가 골병이 드는 등 몹시 우울한 상황이 연출될 가능성이 높다. 어쨌든 화물의 크기와 이런저런 상황에 따라 얼마든지 다양한 방법으로 적재가 가능한데, B767의 경우 동체의 협소함 때문에 MD에 PMC를 적재하면 좌우로 공간이 좀 남고 PAG로 집어넣어야 기체 면적을 제대로 채우긴 하지만 지붕은 위로 갈수록 곡면으로 이루어져 있기에 최대로 쌓을 수 있는 높이가 각각 달라진다. 이런 부분은 다른 항공기도 다 마찬가지로서 동체의 단면이 네모가 아닌 이상 어쩔 수 없는 부분이다.
4. 관련 링크
(영문 위키백과) Unit Load Device
5. 관련 문서
[1] 군용 수송기에 쓰는 여객시트 파렛트는 파렛트당 3-2배열로 15석이지만 공중급유기에 쓰이는 파렛트는 파렛트당 2-3-2배열로 21석, 아니면 2-2배열로 12석을 두줄로 설치해서 쓰인다.[2] 가장 널리 쓰이는 AKE (LD3) 컨테이너의 경우 A : Certified Aircraft Container, K : 밑면 (Base Size)이 60.4 x 61.5 in, E : LD에 적재되는 옆면 79 x 64 in의 크기라는 의미가 된다. 이게 만약 지게차가 들어올릴 수 있는 (Forkliftable) 구멍이 뚫려있다면 AKN이 되는데, 맨 뒷자리는 옆면의 크기 외에 ULD가 어떤 형상을 지니는지도 내포하고 있다.[3] 현재 이 단체는 A4A (Airlines for America)로 이름을 바꿨다.[4] 기사에 오류가 있는데 맨 위에 있는 대한항공의 747 화물기는 HL7475로 744F가 아닌 742F다. 그리고 인천공항에서 촬영되었다고 써져있는데 대한항공 글씨가 기울어져 있고 엔진 무도색, 스카이팀 로고가 없는 것으로 보아 90년대에 김포공항에서 촬영됐을 가능성이 높다.[5] 함재기를 항공모함 갑판에 뚫린 구멍에 쇠사슬로 묶어놓는 것과 비슷하다.[6] 말 그대로 기본적인 크기로서 기내에 맞닿는 ULD의 바닥 길이와 폭을 인치로 나타낸 수치이며 이 면적에 기반하여 적재가 가능 or 불가능한지의 여부와 최적의 적재공간을 산정할 수 있다. 어차피 여객기의 발달이 미국에서 주도한 것이라 환산하여 소숫점 팍팍 찍히는 미터법보다는 차라리 이게 분간하기가 편하다(...)[7] B767의 LD에는 LD2를 횡으로 2개씩 나란히 적재할 수 있는데, 여기에 LD6는 아예 들어가질 못하고 LD3 하나를 집어넣으면 약 2.55 m³의 낭비되는 공간이 생긴다. B787도 광동체로서는 살짝 불안한 크기를 지니고 있어서 LD의 너비에 LD3 2짝이나 LD6 하나가 제대로 들어맞게끔 제작했다. 참고로 B767은 4.72 m, B787은 5.49 m의 객실 너비를 지닌다.[8] 2009년 캐나다의 Dave Carroll이라는 컨트리 가수가 유나이티드 항공을 타고 네브래스카로 가면서 3,500 달러짜리 기타를 수하물로 맡겼다가 항공사 직원들의 거친 적재작업으로 기타가 박살나고 말았는데, 이것에 대한 보상 요구와 유나이티드 항공 불매운동을 하면서 큰 이슈가 되기도 했다. 어쨌든 시카고를 경유해서 네브래스카로 갔다고 하니 그 짧은 거리는 당연히 어떤 협동체 여객기로 운항했을 것이고..[9] A320 계열에 적용되는 컨테이너로서 협동체 여객기 가운데 거의 유일하게 LD에 적재된다. LD3 2개를 서로 등지고 붙여놓은 모양에서 위 아래의 길이와 높이를 줄여 제작됐는데 LD3를 기반으로 제작된 관계로 LD3-45 (45 in)로 불려지기도 한다. 이것도 하나의 경쟁력으로서 B737과의 경쟁에서 선전하는 결과가 되었으며 화물 운용의 효율성과 적재능력이 매우 향상됐다. 한편 B757에도 LD41이라는 최대적재중량 800 kg짜리 컨테이너가 존재하긴 하지만 LD에 ULD 운용을 위한 장치가 없기 때문에 사용하는 경우는 매우 드물다.[10] 그런데 A318에는 적재가 불가능하다. 바로 위 A319보다 덩치는 작은데 같은 CFM56 엔진을 사용하면서 동일한 Engine Clearance (엔진과 지상과의 간격)를 유지하려다 보니 기체의 전반적인 디자인이 좀 꼬이는 바람에 A319와 같은 크기의 화물 도어를 구현하는데 문제가 생긴다. 그러니까 결국은 문짝을 작게 만들 수 밖에 없어서 ULD 수납이 안되는 것인데 가로의 길이가 133 cm 밖에 안되어 LD45의 153.4 cm에 한참 모자란다. 어쨌든 그런 연유에서 기인한 것인지 전 세계에 퍼진 약 8,000대의 A320 계열 항공기 가운데 A318은 꼴랑 80대 정도에 불과하다(...)[11] 그래서 B747이나 C-5와 같은 항공기들은 아예 조종실이 2층에 위치하고 있고 C-17과 C-141도 기수부 화물 도어만 없을 뿐 같은 구조를 지니고 있다.[12] 미 공군에서 PBM과 똑같은 사이즈의 파렛트를 표준 규격으로 정해 HCU-6/E라는 제식명칭 혹은 463L이라고 부르며 사용하고 있다. 주로 C-17이나 C-130 등의 수송기를 통해 탄약, 보급품 등을 적재해서 낙하산으로 공수하는 방식으로 사용하고 있으며 CH-47에서도 운용이 가능하다. 화물기처럼 지상에서 얌전하게 올리고 내리는 것이 아니라 낙하산으로 땅바닥에 그냥 꼬라박는 것이기에 더 높은 강도를 지니고 있고 결속용 스트랩 등을 포함하면 자체중량이 약 160 kg에 이르는 등 훨씬 더 무겁다.[13] 컨버터블 (Convertible) 기종은 그냥 화물기로 취급하고 콤비 여객기는 좌석의 구성에 따라 하나하나 따지려면 너무 머리가 아파지니 제외(...)[14] B717은 협동체인데다가 화물기 파생형도 없어 그 어떤 ULD도 탑재할 수 없다. 하와이안 항공이 다니엘 K. 이노우에 국제공항에서 출발하는 주내선으로 B717을 운용하고 있는데 휴양지로 놀러오는 승객의 특성상 짐이 많을 확률이 높고 그 동네의 더운 날씨 등 애로사항도 크다보니, 2013년에 후계기종으로 LD45 컨테이너를 써먹을 수 있는 A321neo를 선택했다.[15] 그런데 B737 MAX는 아직까지 ULD를 적용시킬 계획이 없는 것으로 보인다. 설령 거기에 맞는 ULD를 만들었다 하더라도 롤러와 레일, 결속장치 등의 부수적인 설비들이 있어야 제대로 운용할 수 있는 것이기에 이 부분은 항공기 제작사의 의지가 있어야 한다.[16] LD 전면부에 약 3,200 갤런짜리 연료탱크가 증설되는 바람에 B747-400 대비 화물 탑재공간이 약간 줄었다.[17] 그러나 B747-400ER과는 달리 어떤 항공사도 추가 연료탱크를 선택하지 않아서 실질적인 공간은 B747-400F와 동일하지만, 항공기 자체의 최대이륙중량이 늘어나 약 10톤 가량의 무게가 더 허용된다.[18] 에어버스의 자회사인 EADS EFW에서 밀어붙이고 있는 노후 A330 여객기에 대한 화물기 개량 프로그램이다. ULD 자체는 A330-300P2F가 더 많은 갯수를 탑재할 수 있지만 최대이륙중량은 A330-200P2F와 서로 비슷한 수준이다. 2014년 10월 이집트 항공이 최초로 계약을 맺었고 A300 화물기를 대체할 예정이라고 한다.[19] 기내의 공간이야 대단히 크긴 한데 기체의 크기에 비해 그렇게까지 많은 양이 들어가는 것은 아니어서 큰 관심을 끌지는 못했다. 더군다나 B747 화물기가 지니고 있는 기수부 화물전용 도어가 없어서 대형 화물기로서는 뭔가 좀 모자란 모습을 보여준데다가, 결정적으로 MD의 윗층 (Upper Deck)에 적재하려면 그 높이까지 올라가는 이런저런 시설과 장비들을 새로 장만해야 해서 B747-8F나 B777F 대비 경쟁력을 완전히 상실하고 만다. 아니나 다를까 FedEx와 UPS 등은 A380의 인도지연을 핑계로 모든 주문을 취소시켰고, 2015년 에어버스 웹사이트에서는 A380F와 관련한 내용들이 아예 깨끗하게 사라져버렸다.