이물 파손

Foreign object damage
Bell 222의 Honeywell LTS101turboshaft 엔진의 컴프레서 블레이드에 이물질이 손상되어 작은 볼트가 보호 입구 스크린을 통과하여 발생합니다.
Bell 412에 설치된 PT6T의 FOD 편향 시스템.공기는 우측 상단에서 유입되고 순수한 공기는 곡선 램프를 따라 컴프레서 입구(스크린으로도 덮여 있음)까지 내려갑니다.빨려들어가는 파편들은 충분히 탄력이 있어 그렇게 급커브하지 않고 왼쪽 상단에 있는 스크린에 부딪혀 왼쪽으로 날아가 버립니다.
미국 항공모함 F/A-18 호넷의 휠 웰에서 발견된 잠재적 이물질 잔해(이 경우 스콥스 올빼미)

항공 및 항공우주학에서 이물질 손상(FOD)은 잠재적으로 [1]손상을 일으킬 수 있는 항공기나 시스템에 이질적인 입자 또는 물질을 말한다.

외부 FOD 위험에는 조류 충돌, 우박, 얼음, 모래 폭풍, 화산재 구름 또는 활주로에 남겨진 물체가 포함된다.내부 FOD 위험에는 조종석에 남아 제어 케이블, 이동 부품 걸림 또는 전기 단락 연결부에 얽혀 비행 안전을 방해하는 품목이 포함됩니다.

FOD라는 용어는 이물질 자체와 이물질로 인한 손상을 모두 설명하기 위해 사용됩니다.

제트 엔진 설계 및 FOD

현대의 제트 엔진은 작은 물체조차 엔진으로 빨려 들어가 큰 피해를 입을 수 있다.연방항공청(FAA)은 모든 엔진 타입이 소형 대포에서 작동 중인 제트 엔진으로 신선한 닭을 발사하는 테스트를 통과해야 합니다.엔진은 시험 후 기능을 유지할 필요는 없지만 나머지 항공기에 심각한 손상을 입히지 않아야 한다.따라서 새의 충돌로 인해 "날개"가 날아간다면(부품들이 고속으로 날아가는 방식으로 부서진 경우) 항공기를 잃지 않아야 [2]한다.

FOD를 회피하는 엔진 및 기체 설계

일부 군용 비행사들은[citation needed][which?] FOD가 엔진을 손상시키는 것을 막기 위해 독특한 디자인을 적용했다.이 설계에는 에어플로우가 S자 모양으로 구부러져 있어 흡기구에 공기가 들어가 비행기 앞쪽을 향해 뒤로 구부러졌다가 다시 엔진 안으로 들어가기 전에 뒤쪽을 향해 구부러졌다.첫 번째 커브 뒤쪽에서 강한 스프링이 문을 닫았다.취수구에 날아든 이물질은 날아와 문을 치고 열고 통과해 비행기에서 빠져나왔다.따라서 공기에 휩쓸린 작은 물체만 엔진에 들어갈 수 있었다.이 설계는 FOD 문제를 방지하지는 못했지만, 기류의 굴곡에 의해 유발되는 수축과 항력으로 인해 엔진의 유효 출력이 감소하여 설계가 반복되지 않았다.

Mi-24와 같은 터보샤프트 동력으로 움직이는 많은 헬리콥터에서도 유사한 접근방식이 사용됩니다. Mi-24는 "vortex-type" 또는 "centrifugal" 흡입구를 사용합니다. 이 흡입구는 공기가 엔진으로 들어가기 전에 나선형 경로를 통해 흐르게 하고 무거운 먼지 및 기타 이물질은 엔진 흡입구로 들어가기 전에 공기 흐름에서 분리됩니다.

러시아의 미코얀 미그-29와 수호이 Su-27 전투기는 거친 비행장에서 이륙할 때 FOD를 섭취하는 것을 방지하기 위해 특별한 흡기 설계를 가지고 있다.주요 공기 흡입구는 메쉬 문과 흡입구 상단의 특수 흡입구로 일시적으로 닫힐 수 있습니다.이렇게 하면 이륙을 위해 엔진으로 충분한 공기 흐름을 허용하지만 엔진이 지면에서 물체를 빨아들일 가능성은 줄어듭니다.

FOD의 위험을 최소화하는 또 다른 흥미로운 디자인은 엔진의 위치가 매우 높은 Antonov An-74입니다.

보잉사는 매우 낮은 엔진에도 불구하고 개선되지 않은 자갈 활주로와 자갈 활주로에서 비행기를 사용할 수 있는 자갈 활주로 키트를 제공했습니다.이 키트에는 착륙 기어의 자갈 디플렉터, 비행기 바닥의 접이식 조명, 그리고 기어가 연장될 때 열린 휠웰로 들어가는 자갈이 중요한 부품에 부딪히는 것을 방지하는 스크린이 포함되었습니다.또한 이 키트에는 보텍스 소멸기(vortex dispaidator)가 포함되어 있어 자갈을 섭취할 가능성을 줄이기 위해 아래에서 엔진으로 유입되는 기류를 감소시킵니다.

에어버스 엔지니어들은 FOD를 줄이기 위한 새로운 접근법을 연구하고 있다.이스라엘 항공우주산업과 협력하여 조종사가 조종하는 트랙터인 택시봇을 개발함으로써 항공기는 활주 중에 제트 엔진을 사용할 필요가 없어지므로 앞치마나 [3]유도로에서 FOD에 취약하지 않게 된다.

FOD 손상 예시

차량 타이어 트랙인

비행장으로 들어오는 차량의 바퀴자국에 파편이 끼는 경우가 많다.차량 타이어에 끼인 이물질의 유형에는 바위, 진흙, 돌, 느슨한 하드웨어(나사, 와셔, 볼트 등) 및 기타 다양한 형태의 작은 물질이 포함될 수 있습니다.여기에는 승무원 및 연료 트럭, 유지보수 차량 및 비행선 주변에 부주의로 파편을 가져와 퇴적시키는 다른 많은 것들이 포함될 수 있습니다.이러한 유형의 FOD는 일단 비행장에 도입되면 추적 및 관리가 매우 어렵다.그런 다음 제트 엔진 흡기, 엔진 블라스트 및 프로펠러/로터 드래프트를 통해 이물질을 쉽게 줍을 수 있습니다.이 소재는 운용 중인 항공기 주변에 느슨해지면 인명 부상 및 장비/재산 손상을 포함한 심각한 안전상의 문제로 이어질 수 있다.

활주로 잔해

2000년 7월 25일 파리 인근 샤를 드골 공항에서 발생한 콩코드 에어프랑스 4590편 추락 사고는 FOD에 의한 것이었다.이 경우 활주로 상의 티타늄 파편이 약 4분 전 콘티넨탈 항공 맥도넬 더글라스 DC-10에서 추락한 추력 역전기의 일부였다.사고 여객기에 타고 있던 승객 100명과 승무원 9명, 지상에 있던 4명이 모두 사망했다.

2007년 3월 26일, 등록 번호 N527PA인 게이츠 리어젯 36A가 버지니아 뉴포트 뉴스/윌리엄스버그 국제공항에서 이륙하고 있을 때 승무원들이 "펑"하는 큰 소리를 들었다.이륙을 중단하고, 승무원들은 "낚싯줄"을 조종하고 드로그 낙하산을 작동시키려 했다.낙하산이 작동하지 않았고 리어젯은 타이어가 터진 채 활주로를 이탈했다.공항 직원들은 사고 후 활주로에서 바위와 금속 조각을 발견했다고 보고했다.미국 교통안전위원회는 활주로에서 발생한 FOD에 의한 사고라고 밝혔다.드로그 낙하산의 실패가 사고의 [4]한 원인이었다.

화산재

1982년 6월 24일 호주 퍼스로 가던 브리티시 에어웨이즈 9편이 인도양 상공의 화산재 구름 속으로 날아갔다.보잉 747-200B는 4개의 엔진 모두에서 엔진 서지를 겪다가 모두 고장났다.승객들과 승무원들은 세인트루이스로 알려진 현상을 볼 수 있었다. 비행기 주변에 엘모의 불이 났어요9편은 구름 밖으로 나올 때까지 하강하여 공기 중의 화산재가 엔진을 청소한 후 재가동되었다.조종석 앞 유리가 화산재 입자에 의해 심하게 패여 있었지만 항공기는 안전하게 착륙했다.

1989년 12월 15일, 도쿄 나리타 국제공항으로 향하던 KLM 867편이 전날 분화한 레두브트 화산에서 짙은 화산재 구름을 뚫고 날아갔다.보잉 747-400의 엔진 4개가 폭발했다.14,000피트 이상 하강한 후, 승무원들은 엔진을 재시동했고 앵커리지 국제공항에 안전하게 착륙했다.

항공기에서 분사된 품목

1981년 9월 28일 체서피크 만 상공에서 FOD의 특이한 사례가 발생했다.F/A-18 호넷의 비행 시험 중, 미 해군 항공 시험 센터는 호넷에서 폭탄 선반 투하 시험을 촬영하기 위해 더글러스 TA-4J 스카이호크를 추적기로 사용하고 있었다.폭탄 선반은 스카이호크의 오른쪽 날개를 타격하여 날개의 거의 절반을 절단했다.Skyhawk는 충돌한 지 몇 초 만에 불이 붙었고, 탑승한 두 사람은 [5][6]탈출했다.

새가 들이닥치다

주요 기사 : 버드 스트라이크

1975년 11월 20일 던스폴드 에어로드롬에서 이륙한 호커 시델리 HS.125는 활주로에서 이륙한 직후 북쪽 랩윙 무리를 통과하여 두 엔진의 동력을 잃었다.승무원들은 항공기를 활주로에 다시 착륙시켰지만, 그것은 종단을 넘어 도로를 건넜다.그 비행기는 도로에 있던 차를 들이받아 탑승자 6명이 사망했다.이어진 화재로 항공기가 소실됐지만 9명의 탑승자는 [7]사고에서 살아남았다.

1980년 11월 17일 영국 공군의 호커 시델리 님로드가 영국 공군 킨로스 기지를 이륙한 직후 추락했다.그것은 캐나다 거위 떼를 뚫고 날아갔고, 이로 인해 엔진 4개 중 3개가 고장 났다.조종사와 부조종사는 사망했고 이후 항공기 조종을 유지하고 18명의 승무원의 생명을 구한 공로로 공군 십자훈장을 받았다.77마리의 새의 유해가 활주로 [8][9]위나 근처에서 발견되었다.

2009년 1월 15일, US 에어웨이즈 1549편이 캐나다 거위 떼와 충돌하여 이중 엔진 고장을 겪었습니다.그 조종사는 비행기를 허드슨 강에 버리고 탑승자 모두를 구했다.

공항 근처의 야생동물 및 습지

새들의 보금자리였던 공항에서는 심각한 문제가 발생한다.울타리가 무스나 사슴이 활주로를 헤매는 것을 막을 수 있는 반면, 새들은 통제하기가 더 어렵다.종종 공항에서는 근처에 있을 수 있는 모든 새들을 쫓아버릴 수 있을 만큼 큰 소리를 내기 위해 프로판 위에서 작동하는 일종의 새 쫓는 사람을 고용한다.공항 관리자는 조류 개체 수를 줄이기 위해 훈련된 매뿐만 아니라 로버드 펄럭이는 매와 같은 드론을 포함하여 가능한 모든 수단을 사용합니다.조사 중인 또 다른 해결책은 활주로 근처에 인조잔디를 사용하는 것인데,[10] 이는 야생동물에게 음식, 은신처, 물을 제공하지 않기 때문이다.

회의

미국에서 FOD 전문가들의 가장 두드러진 모임은 매년 열리는 National Aerospace FOD Prevention Conference입니다.FOD 교육, 인식 및 예방에 중점을 둔 비영리 단체인 NAFPI(National Aerospace FOD Prevention, Inc.)에 의해 매년 다른 도시에서 개최됩니다.과거 회의의 프레젠테이션을 포함한 회의 정보는 NAFPI [11]웹사이트에서 확인할 수 있습니다.그러나 NAFPI는 도구 관리 및 제조 프로세스에 중점을 두고 있다는 비판을 받고 있으며, 업계의 다른 구성원들이 그 공백을 메우기 위해 나섰습니다.BAA는 2010년 [12]11월에 이 주제에 관한 세계 최초의 공항 주도의 회의를 개최했다.

검출 테크놀로지 및 FOD 방지

승객에게 FOD 알림을 남기지 마십시오.

비용이 높을 수 있고 책임 영역이 명확하지 않기 때문에 FOD 탐지 시스템에 대한 논란이 있다.그러나 한 공항에서는 FOD 탐지 시스템이 단일 항공기가 위험에 [13]처하기 전에 활주로에 있는 강철 케이블에 대한 경고를 받은 단일 사건에 대한 대가를 치렀을 수 있다고 주장한다.FAA는 FOD 검출 기술을 조사하여 다음 [14]카테고리에 대한 표준을 설정했습니다.

내손상성

FOD의 부정적인 영향은 제조 공정에서 중요한 피로 영역에 압축 잔류 응력을 부품에 도입함으로써 감소하거나 완전히 제거할 수 있습니다.이러한 유익한 응력은 피닝 프로세스(숏 피닝 또는 레이저 피닝)가 있는 부품을 냉간 가공하여 부품으로 유도됩니다.압축잔류응력이 깊을수록 피로수명과 손상내성이 향상된다.숏 피닝은 일반적으로 수 천분의 몇 인치 깊이의 압축 응력을 유발하며, 레이저 피닝은 일반적으로 0.040~0.100 인치 깊이의 압축 잔류 응력을 부여합니다.레이저 핀에 의한 압축 응력도 열에 대한 노출에 더 강합니다.

FOD 예방에 도움이 되는 기술, 정보 및 트레이닝 자료

  • 항공 우주 장비 제어 시스템
  • FOD 예방 프로그램 매뉴얼
  • 마그네틱 바
  • 홍보 및 인식 자료
  • 공구 및 부품 관리/검색
  • 견인 후방 마찰 청소기[15][better source needed]
  • 견인용 스위퍼
  • 트레이닝 자료
  • 진공 트럭 청소기
  • 워크 백 스위퍼
  • FOD 방지[16][better source needed] 매트

경제적 영향

국제적으로 FOD는 항공 산업에 연간 130억 달러의 직접 비용과 간접 비용을 지출한다.간접비용은 직접비용의 10배에 달하며, 지연, 항공기 변경, 발생 연료비,[17] 계획되지 않은 유지보수 등을 나타내며, 항공기와 부품에 대한 고가의 심각한 손상과 근로자, 조종사 및 승객의 사망 및 부상을 초래한다.

FOD는 미국의 주요 항공사의 항공기 수리 비용 26달러와 더불어 비행 지연, 비행기 변경 및 연료 [18]비효율과 같은 추가 간접 비용 312달러를 추가로 부담하는 것으로 추정된다.

영국 공군 윙 커맨더이자 FOD 연구원인 리처드 [19]프렌드는 "계산하기 쉽지 않지만 똑같이 혼란스러운 다른 비용들이 있다"고 말했다."에어프랑스 콩코드, AF 4590편과 같은 사고로 인해 사망자의 가족들에 대한 사망, 고통 및 영향, 평생 지속될 수 있는 배임, 죄책감, 비난이 있습니다.이 끔찍한 고통은 헤아릴 수 없지만 결코 잊어서는 안 된다.만약 모두가 이것을 염두에 둔다면, 우리는 경계를 늦추지 않고 이물질 파편이 문제를 일으키는 것을 영원히 막을 수 있을 것이다.실제로 많은 요인이 결합되어 장애를 일으킬 수 있는 일련의 이벤트가 발생합니다."

스터디

민간 항공사 운영을 위한 FOD의 경제적 비용에 대한 두 가지 세부 연구만 있었다.첫 번째는 연간 [1]40억 달러의 가치를 발표한 보잉사의 브래드 바첼이 쓴 것입니다.이 하향식 수치는 수년간 FOD 비용의 표준 업계 수치였습니다.두 번째(2007년)는 컨설팅 회사인 Insight SRI Ltd의 Iain McCreary에 의한 것입니다.이 보다 상세한 보고서는 항공사 정비 로그 기록에 대한 상향식 분석을 바탕으로 FOD 비용의 첫 번째 절감을 제공했다.여기에서는 상위 300개 글로벌 공항의 항공편당 직접 비용과 항공편당 간접 비용으로 데이터를 세분화했으며,[20] 이를 뒷받침하는 데이터에 대한 자세한 각주를 포함시켰다.Insight SRI 연구는 2007-2009년의 표준 참고 자료로, 규제 기관, 공항 및 기술 제공업체 [21]모두 비용을 제시하기 위한 유일한 출처였기 때문에 인용되었습니다.

그러나 2007년 Insight SRI 논문은 여전히 최고의 무료 공개 데이터 소스이지만 Insight SRI의 새로운 분석(2010)은 새로운 수치를 제공합니다.새로운 보고서 작성자(무료 아님)는 "독자들은 2007-08년 인사이트 SRI 논문 The Economic Cost of FOD to Airlines에 의존하지 말 것"이라고 말합니다.이러한 초기 노력은 항공사 유지보수 데이터에 기초한 FOD의 직간접 비용을 상세히 설명하는 'The' 첫 번째 문서였다(전체 문서는 단일 데이터 페이지였고, 그 뒤에 8페이지 각주가 뒤따랐다)."

비행당 직접 비용 26달러는[20] 엔진 정비 비용, 타이어 교체 비용, 항공기 본체 손상 등을 고려하여 계산됩니다.

비행당 간접비용에는 총 33개의 개별 범주가 포함된다.

  1. 공항 효율 손실
  2. 탄소/환경 문제
  3. 항공기의 변경
  4. 가까운 공항
  5. 활주로 닫기
  6. 법인 과실치사/형사책임
  7. 시정조치 비용
  8. 채용 및 훈련 대체 비용
  9. 교체 장비의 임대 또는 리스 비용
  10. 수주회복비용
  11. 조사비
  12. 대기 중인 비행기의 지연
  13. 게이트에서의 지연
  14. 벌금 및 견적
  15. 연비 손실
  16. 호텔
  17. 공중 회항
  18. 보험료 인상
  19. 나머지 기기의 운용 비용 증가
  20. 보험공제금
  21. 소송 비용 발생
  22. 보험을 초과하는 책임 청구
  23. 항공기의 손실
  24. 비즈니스 손실 및 평판 손상
  25. 부상자의 생산성 저하
  26. 스페어 또는 특수 기기의 분실
  27. 시간 낭비 및 초과 근무
  28. 접속 누락
  29. 사기
  30. 승무원의 대응으로 스케줄이 흐트러짐
  31. 다른 항공사의 대체 항공편
  32. 정기 유지 보수
  33. 예정에 없던 유지보수

이 연구는 이러한 간접 비용을 더하면 FOD 비용이 최대 10배까지 [22]증가한다고 결론지었다.

유로컨트롤과 FAA는 둘 다 FOD를 연구하고 있다.유로컨트롤은 2006년에 FOD 검출 기술에 대한 예비 평가를 발표했으며, FAA는 Qinetiq(PVD, Providence T. F. Green Airport), Stratech(ORD, Chicago O'Hare International Airport), XSight Systems(BOS, Boston International Airport)의 4개 주요 시스템에 대한 시험을 수행하고 있다.2007년과 2008년 사이에 오헤어 공항을 방문했습니다.이 연구의 결과는 [needs update]2009년에 발표되어야 한다.

레퍼런스

  1. ^ a b "Foreign Object Debris and Damage Prevention". Boeing Aero Magazine. Retrieved 2008-10-28.
  2. ^ "FAA Advisory Circular" (PDF).
  3. ^ "Airbus MoU with IAI to explore eco-efficient 'engines-off' taxiing". 17 June 2009. Retrieved 2009-07-30.
  4. ^ "NTSB Final Report, Accident No. NYC07LA087".
  5. ^ 1981년 항공기에서 배출된 목록.2017-04-21 Wayback Machine Retrived: 2008년 8월 30일 아카이브 완료.
  6. ^ TA-4J BuNo. 156896의 WMV 파괴 클립 링크 페이지2008년 8월 30일 취득.
  7. ^ HS.125-600B 등록 G-BCUX 추락사고 조사에 대한 AAIB 공식 보고서는 2010-05-19를 회수했다.
  8. ^ 항공안전망 XV256 사고 페이지는 2008-01-23을 취득했습니다.
  9. ^ "RAF Exchange 파일럿 용기는 RAF 사고 보고서에서 인용", "뉴스데스크 - 밀리터리", 호주 항공 잡지 16호, 1982년 9월, 페이지 45.항공우주 출판물 Pty.Many NSW 주식회사
  10. ^ "Airside Applications for Artificial Turf" (PDF). Federal Aviation Administration. 2006.
  11. ^ "nafpi.com - Domain Name For Sale". DAN.COM.
  12. ^ "BAA Global FOD Conference". BAA London Heathrow Airport. Archived from the original on 2013-01-25. Retrieved 2010-12-02.
  13. ^ "YVR Airport". TV Interview. Archived from the original on 2012-03-03. Retrieved 2009-07-30.
  14. ^ "FAA Advisory Circular" (PDF). Retrieved 2009-09-21.
  15. ^ "Foreign Object Debris (FOD) Sweeper FOD BOSS Aerosweep". aerosweep.
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  17. ^ "Runway Safety - FOD, Birds, and the Case for Automated Scanning". Insight SRI Ltd. Retrieved 2010-12-02.
  18. ^ "The Economic Cost of FOD to Airlines" (PDF). Insight SRI Ltd. Archived from the original (PDF) on 2012-12-24. Retrieved 2008-10-29.
  19. ^ Make It FOD Free 웹사이트
  20. ^ a b "The Economic Cost of FOD to Airlines". Insight SRI Ltd. Archived from the original on 2009-07-07. Retrieved 2008-10-28.
  21. ^ "Search". www.eurocontrol.int. Retrieved 2020-08-17.
  22. ^ "The economic cost of FOD to airlines" (PDF). Insight SRI Ltd. March 2008.

외부 링크