Boeing 737 Max , MCAS 결함 문제

오랜만에 항공이야기를 남깁니다.

 

사진은 최근 화제가 되고 있는 B737Max 입니다. 항공기 결함문제로 Lion Air(라이언에어) B737 max 이 사고가 있었고 여러 사고가 boeing 의 자체 결함이 있음이 밝혀졌습니다.

 

Boeing 737 max 의 경우 기존에 boeing 737시리즈 보다 가장 큰 엔진을 가지고 있습니다. LEAP 1B라는 엔진입니다.

 

"LEAP 엔진 한 개에는, 3D 프린팅으로 만든 연료 노즐(위 사진 참조) 19개와 4세대 탄소섬유 복합소재 블레이드, 내열 세라믹 매트릭스 복합재 (CMC) 부품들이 들어간다. 3D 프린팅 기술로 만든 노즐의 내구성은 기존 제품보다 5배나 좋다. 또한 용접 부위가 25곳에서 5분의 1 수준인 5곳으로 줄어, 훨씬 더 기능적이기도 하다.

 

세라믹 매트릭스 복합소재 부품은 무게와 내열성 부분에서 금속 부품을 능가한다. 기존 금속 부품과 비교할 때 무게는 3분의 2 정도로 줄고, 내열성은 20% 이상 늘어났다. GE항공의 생산담당 임원 마이클 커프먼 씨는 이렇게 말한다.

 

“설계를 할 때 무게를 줄이면 생각보다 훨씬 큰 효과를 볼 수 있어요. 가벼운 블레이드를 사용하게 되면 기존의 두꺼운 니켈 합금 터빈 디스크는 필요가 없어지죠. 원심력이 줄기 때문에 베어링이나 다른 부품도 가벼워질 수 있습니다. 물리학의 기초 원리 그대로죠.”

 

 

 

신기술 덕분에 LEAP 엔진은 기존의 금속제 엔진보다 수백 kg이나 가벼워졌고, 신소재로 인해 열효율과 엔진효율도 높아졌다. “소재 기술을 계속 연구 중입니다. 소재가 달라지면 더 가볍고, 더 효율성 높은 제트 엔진을 만들 수 있게 되죠. 그 결과 이 엔진을 사용하는 항공기는 더 효율적이고 저렴하게 움직이게 됩니다.” 커프먼 씨는 이렇게 덧붙인다.

 

첫 번째 LEAP 엔진은 이미 개발을 마치고 인증을 위한 테스트 과정에 들어갔다. 미국 오하이오·프랑스·캐나다 등지에서 엔진 시스템과 작동성 등을 테스트하기 위한 다양한 검사가 실시되고 있다. 지상 테스트와 비행 테스트를 받기 위해 LEAP 엔진은 60번의 분해-재조립과정을 거치게 된다. 엔진이 15년 간 운항한 수준에 이를 때까지 테스트는 2016년까지 계속 진행될 예정이다. CFM의 셰이커 셔루어(Chaker Chahrour) 부사장은 “우리는 가능한 모든 테스트 프로그램에서 엔진을 가동하며 실험을 하고 있습니다.”라고 밝혔다."  라고 전하고 있습니다.

 

이 엔진은 최신 엔진으로 가장 진보된 항공기 엔진으로 평가되고 있는 엔진입니다. 안전성까지 입증이 됐습니다.

하지만 B737max의 문제는 무엇이었을까요? b737시리즈 중 가장 큰 엔진을 가진 B737max. 항공기에는 엔진 출력을 올렸을때 항공기 노즈가 상승하게 되는데 이를 보정하기 위해 스태빌라이저(Stabilizer Trim - Elevator) (피치조정기) 조절기가 있습니다.

 

이는 항공기의 꼬리 수평날개를 움직여주는 장치입니다. 앞쪽에 달린 AOA센서에서 노즈의 상승 및 하강을 인식하고 스태빌라이저 조절장치가 스스로 항공기의 수평을 맞추게 됩니다. 이로써 조종사는 좀 더 편하게 항공기를 조종 할 수 있게 되지요.

 

문제는 이 AOA센서의 결함으로 알려진것같습니다. 노즈쪽에 하나 있는 AOA센서가 인식오류를 냄으로써 노즈가 상승해있다는 잘못된 신호를 보내고 스태빌라이저 조절 장치 그러니까 MCAS라고 불리는것같습니다. 이 MCAS가 스태빌라이저를 계속해서 내림으로써 항공기는 아래로 향하게 됩니다.

 

문제는 이 MCAS를 OFF하지 않으면 지속적으로 항공기의 피치(노즈가 위를 향하고나 아래로 향하는 것)를 아래로 향하게 함으로써 결국 사고로 이어지게 됩니다.