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항공 무기체계 국내/외 장기 보관 절차 소개

2024. 04. 25

국방기술품질원 항공센터 항공3팀 이광은 선임연구원

국방기술품질원 항공센터 항공3팀 구정모 연구원

항공 무기체계는 원자재부터 부품 조립, 비행시험을 통해 최종 완성품으로 만들어지는 고가의 무기체계이다. 2020년 COVID-19의 영향으로 다년간 항공기가 운용되지 못하고 보관되어야 했으며, 항공사들은 저장 공간 부족 등으로 어려움을 겪게 되었다. 항공기는 보관 상태에 따라 충분히 재사용이 가능하며, 장기보관에 대한 국내/외 절차를 비교하여 소개한다.

서론

2020년 COVID-19의 영향으로 국가 간 이동이 제한되고 관광산업이 큰 타격을 입어, 항공기가 비행 없이 장기간 보관되어야 하는 상황에 직면했다. 이러한 유례없는 사태로 민간 항공사들은 약 75% 항공기의 저장 공간을 찾지 못하여 큰 어려움을 겪었다.

항공 무기체계의 일반적인 수명은 30년으로 알려져 있으며, 퇴역 후에 수출과 전쟁의 발생 등으로 재사용이 필요한 경우가 발생한다. 또한, 국가 간 항공기 수출 계약을 맺을 경우, 항공기의 납품 시기와 형상 등에 따라 장기보관이 필요한 상황이 생길 수 있다.

항공기는 원자재, 부품, 구성품, 조립단계를 거쳐 최종 완성품이 제작되는데, 적게는 몇십억에서 많게는 몇백억 단위의 비용이 들어간다. 이러한 대형 무기체계를 보관 방법과 장소를 적절히 하여 재사용할 수 있다면, 사기업의 경우 이윤을 창출할 수 있고 군수품의 경우 국가 차원에서 긍정적인 영향을 줄 것이다.

항공 무기체계는 임무 수행을 위해 다양한 구성품이 장착되며, 알루미늄 합금, 복합재 등 다양한 자재가 사용되는데 그 중 일부는 보관 중 부식에 취약할 수 있다. 또한, 보관 기간에 따라 단기 보관, 중기 보관, 장기 보관 등 보관 절차를 분리하여 관리할 필요가 있다.

미국에서는 1991년 AMARC(Aircraft Located at the aerospace Maintenance and Regeneration Center)를 설립하여, 퇴역한 항공기를 보존하는 업무를 수행하고 있으며 4,000대가 넘는 비행기가 보관되어 있다. 국내 항공기 보존절차와 미군 절차를 비교하여 소개한다.

국내 항공기 보관 절차

개요

국내 절차는 회전익 항공기 교범을 소개하고자 한다. 교범에서는 ‘항공기 저장’ 이라는 타이틀로, 항공기의 저장 및 저장 후 운용을 위한 절차에 대해 수록했다. 저장을 세 종류로 분류하였는데, 단기 저장, 중기 저장, 장기 저장으로 나누어 분류하였으며 기간에 따라 필요한 검사를 수행하여야 한다.

일반 사항

저장 기간에 대한 분류는 표 1과 같이 가장 짧은 기간은 45일 이내, 가장 긴 경우 2년을 기준으로 분류되어 있다.

저장 레벨 기간
단기 저장 1 ~ 45 days
중기 저장 46 ~ 180 days
장기 저장 181 ~ 2 years

표 1. 기간에 따른 저장

저장은 기간에 따라 다음 단계로 전환할 수 있고, 저장 중 검사에 대한 항목은 표 2와 같다. 항공기 저장이 가능한 온도가 규제되어 있고, 항공기 저장 시 부식 관리의 중요성을 언급하고 있다.

검사의 종류 Term
내부 온도 측정 수시
계류 장비 상태 14 days
접지 상태 14 days
보호덮개 상태 14 days
전자장비 점검 14 days
타이어 압력/회전 14 days
연료 누출 14 days
로터 회전 30 days

표 2. 저장 중 검사

기간에 따른 세부사항

단기 저장

단기 저장의 경우 45일 이내 저장이며, 항공기가 즉시 운용 가능한 상태로 유지하는 것을 목표로 한다. 각종 주입구에 대한 밀봉을 기본으로 하며, 오일류에 대한 관리와 주요 구성품의 보관 상태를 규제하고 있다. 상세 내용은 표3과 같다.

분류 관리 방안
기어박스 보존유 작업
오일 주입구 밀봉 필요
연료탱크 충전 상태 유지
배터리 탈거 후 실내 보관
착륙장치 부식 방지
벤트장치 밀봉 처리
보호 덮개 수분, 먼지 유입 방지

표 3. 단기 저장절차 세부내용

항공기 보호 덮개는 그림 1과 같은 형상이다. 단기 저장 해제 시는 저장절차의 역순으로 해제를 진행한다.

그림 1. 항공기 보호덮개 형상

중기 저장

중기 저장의 경우 180일 이내 저장이며, 기본적인 절차는 단기 저장과 동일하다. 추가된 내용은 엔진 보존 절차가 있으며, 별도의 교범을 통해 관리된다.

장기 저장

장기 저장의 경우 2년 이내 저장이며, 그 기간이 상당히 길기 때문에 보관 장소를 실내로 규제하고 있다. 또한, 기간이 1년을 초과할 경우 기어박스를 탈거하여 보관하도록 명시한다. 연료탱크의 경우 고무 재질을 사용하므로, 180일이 초과하여 연료 보관 시 별도의 검사를 필요로 한다. 각각의 층에서 기포와 갈라짐을 확인하고, 플랜지 부위의 부식을 점검한다. 해당 내용은 표5와 같이 정리할 수 있다.

분류 관리 방안
엔진 탈거 및 보존처리
기어박스 탈거 및 14일 주기 검사
연료탱크 내/외부 표면 검사
튜브 및 호스 밀봉 필요
탈거 구성품 부식 방지

표 4. 장기 저장절차 세부내용

요약

국내의 항공기 보관 절차를 살펴본 결과, 항공기의 보관 기간에 따라 단기, 중기, 장기로 나눌수 있고 2년이 넘어가는 초장기 보관에 대한 적용 절차가 없는 것을 알 수 있다. 항공기에는 동력전달계통을 제외하고도 전기, 통신 등 다양한 계통이 존재하는데, 해당 보존절차는 몇 가지 구성품(엔진, 기어박스 등) 보관절차가 주를 이루고 있음을 알 수 있다. 보관 절차가 누락된 계통은 재사용 시 검사, 세척 등 추가 비용이 발생 할 것으로 예상된다. 또한, 해당 교범의 경우 회전익 항공기 저장 절차로, 고정익 항공기의 경우 장기 보관 시 차이점이 존재 할 수 있다.

해외 항공기 보관 절차

개요

해외 절차는 미 해군 항공 교범을 소개하고자 한다. 해당 교범은 ‘Preservation’을 목적으로 항공기의 주요 손상과 해당 처리절차를 설명하고, LEVEL에 따라 1단계, 2단계, 3단계로 나누어 세부 체계별 보존절차, 항공기 방호 시스템 등을 제시한다.

세부 내용

미군 교범에서 주요하게 다루는 내용은 부식 방지의 방법, 계통별 보관, 방호 시스템 적용 방법이며 각각의 내용을 기간에 따라 나누어 적용하도록 구분한다.

Level에 따른 분류

해당 교범에서는 각 레벨별로 방호 시스템을 연계하여 표 5와 같이 보관 기간을 규제하고 있다. 방호 시스템이 항공기 보관에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.

LEVEL TIME LIMIT Barrier System
Ⅰ - T & B 90 days* Tape and Barrier
Ⅱ - T & B 1 year* Tape and Barrier
Ⅱ - TOP 1 year* Top Cover
Ⅱ - STRP 60 days Strippable Coating
Ⅲ - RIG Indefinite** Rigid Shelter
Ⅲ - BAG Indefinite** Conformable Bag
Ⅲ - SHRD Indefinite** Drop Shroud

표 5. 보관 단계별 기간

해당 LEVEL Ⅰ보존은 90일 이하의 짧은 기간에 해당한다. 이 레벨은 항공기 정비 기간, 부품 입고 대기기간 등에 적용되며 항공기 상태가 즉시 운용 가능한 상태로 유지된다. 유압유와 연료를 가득 채운 상태를 유지한다. LEVEL Ⅱ 보존은 일부 선택된 계통을 제거하여 보관장소에 저장한다. 기한은 최대 1년이다. 무장과 연료 제거, 배관의 세척이 주요한 내용이다. LEVEL Ⅲ 보존은 가장 높은 단계의 항공기 및 항공기 계통 보존방식이다. 이 보존방식은 기한이 없는 보존에도 적용될 수 있다. 처리비용은 가장 높게 들지만, 보존 기간이 길어질수록 경제적인 방법이 될 수 있다. 이 레벨에서는 항공기 모든 체계/구성품을 제거하여 온/습도를 관리한다.

부식 방지

해당 교범에서는 부식 방지제를 두가지로 나누어 적용하도록 구분한다. 종류는 Water Displacing CPCs와 Non-Water Displacing CPCs로 나뉜다. 수분 부식방지제는 표면의 크랙, 틈, 구멍 등에 침투할 수 있으며 얇은 막을 형성하여 실외의 경우 5일 내외, 실내는 30일 내외의 효과를 가진다. 비수분 부식방지제는 건조한 표면 또는 수분 부식방지처리 이후 사용된다. 점성이 높으며 실외에는 90일 내외, 실내에는 1년까지 효과를 가진다.

방호 시스템

방호 시스템의 경우 온습도 관리를 위해 중요한 사항으로, Rigid Shelter, Top Cover 등 다양한 방식이 있다. 전체를 차단하는 경우와 일부 차단하는 경우, 각의 보존 기간을 별도로 관리한다. 그림 2는 단단한 철골 구조물에 해당하고, 그림 3은 항공기 상단을 차단하는 방식이다.

그림 2. 철제 방호 시스템
그림 3. 상단 방호 시스템

계통별 보관

해당 교범에서는 각 계통의 특성에 따라 세척, 검사, 부식제거 및 방지 방법, 계통의 보존 LEVEL 별 보호 방법, 그리고 정비 주기 등에 대한 자세한 설명을 포함한다. 계통 별 처리방법은 Airframe부터 Water System까지 12가지 세부계통을 분류한다. 이 중 몇 가지를 소개하면, 항공기 동체 프레임의 경우 표면을 세척, 표면의 부식 및 페인트 손상점검, 부식방지제를 적용하고 LEVEL에 따른 코팅제를 적용한다. 전기계통의 경우에는 LEVEL Ⅰ의 경우 작동상태로 유지, LEVEL Ⅱ,Ⅲ의 경우에는 전력 공급을 차단하며 배선장치를 분리한다. 접촉기와 회로차단기를 제외한 부품 중 부식 가능성이 높은 부위에 부식방지제를 적용하여야 한다.

요약

해외 항공기 보관 절차는 미 해군 교범을 참고하였고, 항공기의 보관 기간에 따라 LEVEL Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ로 나눌수 있으며, 무한 보관까지 취급한다. 항공기 계통에 따라 12가지 세부계통을 분류하여 상세한 보관 방법을 언급하고 있으며, 부식 방지와 방호 시스템을 항공기 보관에서 중요한 인자로 분류한다. 교범은 약 300페이지로 이루어져 있어, 계통별 관리의 세부적인 내용까지 다루고 있다.

맺음말

본 고에서는 국방 분야에서 활용되고 있는 국내/외 항공기 보관에 대한 절차를 기술하였으며, 국내의 경우 회전익 항공기 교범, 해외는 미국 해군 교범을 참고하였다. 항공 무기체계 보관은 기본적으로 기간에 대한 구분을 해야하고, 해당 기간별로 부식 방지의 방법, 계통별 구성품 탈/부착 방안, 유압유와 연료 등 유체에 대한 관리 등이 포함된다. 국내 교범은 최대 2년까지의 보관, 해외 교범은 무한 보관을 고려할 수 있음을 언급한다. 항공기 보관의 궁극적인 목적은 해당 항공기의 재사용이므로, 비용 측면을 필연적으로 고려해야 할 것이다. 비용에서 큰 영향을 주는 요소는 방호 시스템으로, 초반 투자 비용과 기간별 절감 비용을 고려하여 항공기 보관을 결정해야 할 것이다. 국내 절차가 해외 대비 미흡한 것이 사실이다. 해외 선진국의 보관 절차를 참고하여, 항공기 특성별로 국내 절차를 개선할 필요가 있다. 2020년 갑작스럽게 찾아온 코로나 사태가 추가적으로 발생할 가능성은 언제나 열려있다. 또한, 퇴역항공기의 재사용과 수출 등 항공기 장기보관의 중요성이 이미 수면 위로 떠오른 상황이다. 항공기를 재사용하는 방안을 연구하여 항공기 보관 절차를 보완하고 재정립한다면, 국방과 민간 모두의 발전에 도움이 될 것이다.

참고문헌
  • 1. Serrano, Francisco, and Antonín Kazda, “COVID-19 Grounded Aircraft-Parking and Storing.” Communications-Scientific letters of the University of Zilina 23.2 (2021): A103-A115.
  • 2. Ignatovich, S., S. Yutskevych, and I. Makarov. "Features of aircraft structures corrosion damage during storage under COVID-19 restrictions." Procedia Structural Integrity 36 (2022): 66-70.
  • 3. Ackert, Shannon P. "Basics of aircraft maintenance programs for financiers." Evaluation & insights of commercial aircraft maintenance programs 10 (2010).
  • 4. Adrienne, Nena, Lucy Budd, and Stephen Ison. "Grounded aircraft: An airfield operations perspective of the challenges of resuming flights post COVID." Journal of Air Transport Management 89 (2020): 101921.