블랙박스 (항공기)
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1. 개요
블랙박스(항공기)는 항공기 사고 조사를 위해 사용되는 비행 기록 장치로, 비행 데이터 기록 장치(FDR)와 조종실 음성 기록 장치(CVR)로 구성된다. 1939년 프랑스에서 최초의 비행 기록 장치가 개발된 이후, 기술 발전을 거쳐 현재는 충격, 화재, 수압 등 극한 환경에서도 데이터를 보존할 수 있도록 설계되었다. 사고 발생 시 블랙박스는 사고 원인 규명에 중요한 단서를 제공하며, 항공 안전 규정 및 장비 탑재 의무화에 영향을 미친다.
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| 블랙박스 (항공기) | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 항공기 사고 조사 장비 |
| 용도 | 항공기 사고 원인 규명 및 예방 |
| 주요 기능 | 비행 정보 기록, 조종실 음성 기록 |
| 작동 원리 | 각종 센서 데이터 및 음성 정보 디지털 기록 |
| 역사 | 초기: 아날로그 방식 현재: 디지털 방식 |
| 재질 | 내열, 내충격 합금 (예: 티타늄, 스테인리스강) |
| 색상 | 주황색 (식별 용이) |
| 장착 위치 | 항공기 꼬리 부분 (사고 시 상대적으로 안전) |
| 구성 요소 | |
| 비행 데이터 기록 장치 (FDR) | 비행 속도, 고도, 엔진 상태, 조종면 움직임 등 기록 최대 25시간 이상 기록 가능 |
| 조종실 음성 기록 장치 (CVR) | 조종사 대화, 경고음, 주변 소리 등 기록 최대 2시간 이상 기록 가능 |
| 수중 음파 탐지기 (ULB) | 수중에서 블랙박스 위치 신호 발신 수심 6,000m까지 작동 |
| 기술 표준 | |
| 국제 표준 | ICAO |
| 미국 표준 | FAA |
| 유럽 표준 | EASA |
| 작동 방식 | |
| 기록 시작 | 항공기 전원 켜짐과 동시에 시작 |
| 기록 중단 | 항공기 전원 꺼짐과 동시에 중단 |
| 데이터 저장 방식 | 순환 덮어쓰기 방식 (일정 시간 지나면 오래된 데이터부터 삭제) |
| 사고 조사 과정 | |
| 블랙박스 회수 | 사고 현장에서 블랙박스 회수 |
| 데이터 분석 | 전문 분석 기관에서 데이터 추출 및 분석 |
| 사고 원인 규명 | 분석 결과 토대로 사고 원인 규명 |
| 사고 예방 대책 수립 | 유사 사고 방지를 위한 대책 수립 |
| 블랙박스 관련 논란 | |
| 사생활 침해 | 조종실 음성 기록으로 인한 사생활 침해 논란 |
| 데이터 보안 | 블랙박스 데이터 해킹 및 변조 우려 |
| 기록 시간 부족 | 사고 상황 전체 기록에 필요한 충분한 기록 시간 확보 필요 |
| 기타 | |
| 대체 용어 | 비행 기록 장치 (Flight Recorder) |
2. 역사
제2차 세계 대전 중, 영국과 미국 공군은 항공기 음성 녹음기를 성공적으로 실험했다.[3] 1943년 8월 USAAF는 와이어 녹음기를 사용하여 나치 점령 하의 프랑스 상공 전투 임무에서 B-17 폭격기 비행 승무원의 내부 통신 대화를 캡처하는 실험을 수행했고, 이틀 후에 라디오로 미국에 방송되었다.[4]
해상에서는 1897년 1월 존 센 인치스 톰슨이 사고 발생 시 다른 선박의 위치를 기록하는 장치에 대한 특허를 받았다.
1960년대 미국에서 제임스 J. 라이언과 에드먼드 A. 보니페이스 주니어는 각각 비행 기록 장치와 조종실 음성 기록 장치를 발명하고 특허를 받았다.
영국에서는 데이터 기록 장비 탑재가 두 단계로 의무화되었다. 1965년 약 5443.10kg 이상의 새로운 터빈 엔진을 장착한 공공 운송 범주 항공기에 대해 처음 의무화되었고, 1966년 약 27215.52kg 이상의 왕복 엔진을 장착한 운송 항공기에 대한 추가 요구 사항이 시행되었으며, 이전 요구 사항은 모든 제트 운송 항공기로 확대되었다. 1967년 영국 미들랜드 아르고노트에 탑재된 로이스턴 "미다스" 데이터 레코더에서 복구된 데이터는 항공기 사고에서 복구된 데이터의 첫 번째 영국 사용 사례 중 하나였다. 해당 항공기는 스톡포트 항공 재해에 연루되었다.[7]
대한항공 여객기 추락 사고를 계기로 1966년 대한민국은 항공법에 블랙박스 탑재를 의무화했다.
"블랙 박스"라는 용어는 제2차 세계 대전 당시 영국에서 유래된 표현으로, 영국 및 연합군 전투기의 무선, 레이더, 전자 항법 장비 개발과 관련이 있다. 이러한 전자 장치는 검은색 상자나 하우징에 담겨 있었다.[17] 1958년 현대식 비행 기록 장치가 영국 항공 연구 위원회에 제안되었을 때, "블랙 박스"라는 용어가 전문가들 사이에서 구어체로 사용되었다.[19] 1967년, 주요 항공 국가에서 비행 기록 장치를 의무화했을 때, 이 표현은 일반적인 용어가 되었다. 공식 명칭은 ''비행 데이터 기록 장치'' 및 ''조종실 음성 기록 장치''이다. 기록 장치는 사고 후 잔해 속에서 시각적으로 더 눈에 띄도록 밝은 오렌지색 상자에 보관해야 한다.
항공 사고에서는 승무원과 승객이 모두 사망하는 경우가 드물지 않아 사고 원인 규명이 매우 어렵다. 따라서 비행 중 조종실 내 조종사들의 대화, 항공 교통 관제 기관과의 교신 내용, 항공기의 비행 상황을 계속 기록하여 사고 원인 규명의 단서로 삼기 위해 여객기에 블랙박스를 탑재하는 경우가 많으며, 법에 따라 탑재를 의무화하는 나라도 있다. 미국 등 일부 국가에서는 군용기에도 탑재 의무가 있다.
블랙박스는 기록량이 방대해지므로 오래된 데이터를 덮어쓰면서 최근의 사건을 끊임없이 기록한다. 이 때문에 일정 시간 이전의 데이터는 기록에 남지 않는다.
외장은 추락에 따른 충격, 화재, 해상 침수에 견딜 수 있도록 높은 내충격성, 내열성, 방수성을 갖춘 밀폐 용기이다. 탑재 위치는 비교적 파손되기 어렵다고 여겨지는 기체 꼬리 부분에 설치되는 경우가 많으며, 헬리콥터의 경우 외부에 노출시켜 기체에 큰 충격이 가해졌을 때 탈락시키는 설계도 있다.[49]
사고 발생 시 전원이 상실되어 추락 전에 기록이 정지되어 사고 원인 해명에 지장을 주는 경우도 있다 (아메리칸 항공 191편 추락 사고, 대한항공 007편 격추 사건, 스위스 항공 111편 추락 사고 등).
블랙 박스를 분석할 수 있는 나라는 미국, 영국, 프랑스, 독일 등에 한정되어 있다.
2. 1. 초기 설계
1939년 프랑스 마리냔 비행 테스트 센터에서 프랑수아 위세노와 폴 보두앵은 "타입 HB" 비행 기록 장치를 사용한 초기 비행 기록 장치 개발에 성공했다. 이 장치는 길이 8m, 너비 88mm의 스크롤 사진 필름에 비행 데이터를 기록하는 방식이었다. 기록될 데이터(고도, 속도 등)의 크기에 따라 기울어진 거울에 의해 편향되는 얇은 광선에 의해 잠상이 만들어졌다. 1941년에는 25개의 "HB" 레코더가 사전 생산 주문되었으며, 1970년대까지 프랑스 비행 테스트 센터에서 계속 사용되었다.[1]1947년, 위세노는 보두앵 및 다른 동료와 함께 자신의 발명품("위세노그래프"라고도 알려짐)을 판매하기 위해 프랑스 측정 기기 협회(Société Française des Instruments de Mesure)를 설립했다. 이 회사는 이후 항공기뿐만 아니라 기차 및 기타 차량에도 사용되는 데이터 레코더의 주요 공급업체가 되었다. 현재 사프란 그룹의 일부인 SFIM은 여전히 비행 기록 장치 시장에 존재한다. 필름 기술은 재생 장치 없이도 비행 파라미터에 대한 내구성 있고 시각적인 피드백을 제공하고 쉽게 개발할 수 있다는 장점이 있었다. 그러나 자기 테이프나 플래시 메모리 기반 기술과 달리 사진 필름은 지우고 재사용할 수 없어 주기적으로 교체해야 했다. 이 기술은 계획된 테스트 비행 중 일회성 사용을 위해 예약되었고, 민간 항공기에는 탑재되지 않았으며, 조종실 대화는 기록되지 않았다.
제2차 세계 대전 중 영국에서는 렌 해리슨과 빅 허즈번드가 또 다른 형태의 비행 데이터 기록 장치를 개발했다. 이 장치는 구리 호일에 다양한 스타일러스를 사용하여 데이터를 기록했으며, 충돌과 화재를 견딜 수 있도록 설계되어 비행 데이터를 보존했다. 설정된 시간 간격으로 호일이 전진하여 항공기 계기 판독값 및 제어 설정에 대한 기록을 제공했다. 이 장치는 햄프셔주 판보로에서 항공기 생산부를 위해 개발되었으며, 전쟁 후 국방부는 해리슨과 허즈번드에게 발명품에 서명하도록 하고 영국 특허 19330/45를 획득했다.
1942년 핀란드 항공 엔지니어 베이요 히에탈라는 "마타하리"라는 최초의 현대식 비행 데이터 기록 장치를 만들었다. 이 장치는 핀란드 공군 전투기의 시험 비행 중 필요한 모든 데이터를 기록할 수 있었다.[2]
2. 2. 호주 디자인
1953년, 멜버른의 국방 과학 기술 기구 산하 항공 연구소(ARL)에서 근무하던 호주 연구 과학자 데이비드 워렌은 계기판 판독값뿐만 아니라 조종실의 음성도 기록하는 장치를 구상했다. 1954년 그는 "항공기 사고 조사를 돕는 장치"라는 제목의 보고서를 발표했다.워렌은 1956년 "ARL 비행 메모리 유닛"이라는 프로토타입 FDR을 제작했고, 1958년에는 최초의 FDR/CVR 통합 프로토타입을 제작했다.[5] 이는 민간 항공기를 염두에 두고 설계되었으며, 명시적으로 사고 후 조사를 위해 제작되었다. 처음에는 전 세계 항공 당국이 별 관심을 보이지 않았지만, 1958년 영국 항공 등록 위원회의 비서인 로버트 하딩햄 경이 ARL을 방문하여 데이비드 워렌을 소개받으면서 상황이 바뀌었다. 하딩햄은 이 발명의 중요성을 깨닫고 워렌이 영국에서 프로토타입을 시연하도록 주선했다.
ARL은 워렌의 프로토타입을 공중에서 사용할 수 있도록 개발하는 데 도움을 주기 위해 엔지니어링 팀을 배정했다. 전자 엔지니어인 레인 시어, 왈리 보스웰, 켄 프레이저로 구성된 이 팀은 내화 및 내충격성 케이스, 항공기 계기 판독값과 음성을 하나의 와이어에 인코딩하고 기록하는 신뢰할 수 있는 시스템, 지상 기반 디코딩 장치를 통합한 작동 설계를 개발했다. 영국 회사인 S. Davall & Sons Ltd가 제작한 ARL 시스템은 형태와 밝은 빨간색 때문에 "레드 에그"라고 명명되었다.
1965년에 이 장치들은 재설계되어 사고 후 데이터 검색 성공률을 높이기 위해 항공기 후방으로 이동되었다.[6]
2. 3. 미국 디자인
미국의 비행 기록 장치는 제임스 J. 라이언(James J. Ryan)이 발명하고 특허를 받았다. 라이언의 "비행 기록 장치" 특허는 1953년 8월에 출원되어 1960년 11월 8일에 미국 특허 2,959,459로 승인되었다.[8] 1963년 1월 22일에는 "비행 기록 장치용 코딩 장치"에 대한 미국 특허 3,075,192를 받았다.[9]
록히드 항공사의 항공 엔지니어인 에드먼드 A. 보니페이스 주니어(Edmund A. Boniface Jr.)는 "조종실 음성 기록 장치"(CSR)를 독자적으로 발명하고 특허를 받았다.[13][10][11] 그는 1961년 2월 2일 "항공기 조종실 음성 기록 장치"로 미국 특허청에 처음 출원했다.[12] 그러나 이 발명은 사생활 침해로 여겨지기도 했다. 이후 1963년 2월 4일, 보니페이스는 조종사가 비행과 착륙을 완료한 후 오디오/사운드 테이프 녹음을 지울 수 있는 스프링식 스위치를 추가한 "조종실 음성 기록 장치"(미국 특허 3,327,067)를 다시 출원했다.[13]
보니페이스는 1940년대 항공기 사고 조사에 참여했으며, 브래니프 항공 542편(1959년)과 노스웨스트 오리엔트 항공 710편(1961년) 등 록히드 일렉트라 터보프롭 항공기가 순항 고도에서 날개를 잃은 사고를 조사했다. 그는 조종사들이 날개를 잃기 직전과 강하 중에 어떤 말을 했는지, 날개가 손상되기 전이나 그 과정에서 어떤 소리나 폭발이 있었는지 궁금해했다.[15]
그의 특허는 조종사 발언과 엔진 등의 소리를 기록하는 장치에 관한 것으로, "충격에 강하고 방화, 방수 처리된 밀폐된 용기 내에 비행 중 기록 장치와 함께 보관"되며 "충돌 화재 시 극한의 온도를 견딜 수 있도록 밀봉"되었다. CSR은 아날로그 장치로, 조종실에서 들리는 모든 소리(폭발, 음성, 항공기 구조 부품의 파손 소음 등)를 30분 이상 연속적인 소거/녹음 루프로 제공했다.[15]
1966년 11월 1일, 민간 항공 위원회 안전국 국장 바비 R. 앨런(Bobbie R. Allen)과 기술 서비스 부서장 존 S. 리크(John S. Leak)는 캐나다 토론토에서 열린 AIAA/CASI 항공 안전 공동 회의에서 "항공기 사고 조사에서 비행 기록 장치의 잠재적 역할"을 발표했다.[16]
3. 구성
블랙박스는 비행자료기록장치(FDR), 조종실음성기록장치(CVR), 그리고 경우에 따라 비행영상저장장치(AVR)로 구성된다. 블랙박스라는 이름과 달리 실제로는 발견하기 쉽도록 적색이나 오렌지색으로 도색되어 있다. 높은 내충격성, 내열성, 내수성을 갖추고 있으며, 수중에서 위치를 알리는 발신기가 내장되어 있다.
최근에는 FDR과 CVR 기능을 하나로 통합한 CVDR(디지털 조종실 음성 및 데이터 기록 장치)을 사용하기도 한다. 비행 데이터 수집 장치(FDAU)는 여러 센서와 항공 전자 장비 시스템에서 다양한 매개변수를 수신하여 FDR이나 QAR(설치된 경우)로 정보를 보낸다.
3. 1. 비행 데이터 기록 장치(FDR)
'''비행 데이터 기록 장치'''('''FDR''', Flight Data Recorder 또는 ADR:사고 데이터 기록 장치)는 탑재된 항공기의 전자 시스템에 전송된 명령을 기록하는 전자 장치이다.
FDR에 기록된 데이터는 사고 및 준사고 조사를 위해 사용된다. 사고 조사에 중요한 역할을 하기 때문에, 이 ICAO 규제 장치는 고속 충격의 힘과 격렬한 화재의 열을 견딜 수 있도록 신중하게 설계 및 제작되었다. 흔히 "블랙박스"라는 용어와 달리, FDR의 외부는 잔해에서 눈에 잘 띄도록 내열성 밝은 주황색 페인트로 코팅되어 있으며, 일반적으로 항공기의 미익에 장착되어 충돌 시 생존할 가능성이 더 높다. 사고 후, FDR 회수는 기록된 매개변수의 분석을 통해 원인 또는 기여 요인을 감지하고 식별할 수 있으므로 조사 기관의 최우선 과제이다.
최신 FDR은 비행 데이터 수집 장치에서 특정 데이터 프레임을 통해 입력을 받는다. 이는 제어 및 액추에이터 위치, 엔진 정보 및 시간을 포함한 중요한 비행 매개변수를 기록한다. 현재 미국 연방 규정에 따라 최소 88개의 매개변수가 필요하지만(2002년까지는 29개만 필요했음), 일부 시스템은 더 많은 변수를 모니터링한다. 일반적으로 각 매개변수는 초당 몇 번 기록되지만, 일부 장치는 데이터가 빠르게 변경되기 시작하면 훨씬 높은 주파수로 데이터 "버스트"를 저장한다. 대부분의 FDR은 약 17~25시간의 데이터를 연속 루프로 기록한다. 모든 필수 매개변수가 기록되었는지 확인하기 위해 연례 FDR 검증 확인(판독)을 수행해야 한다. 오늘날 많은 항공기에는 비행 중 이상이 발생할 경우 승무원이 활성화할 수 있는 조종실 내 "이벤트" 버튼이 장착되어 있다. 버튼을 누르면 기록에 신호가 표시되어 이벤트 발생 시간을 표시한다.[21]
최신 FDR은 일반적으로 강한 부식 방지 스테인리스강 또는 티타늄으로 이중 포장되어 있으며, 내부에는 고온 단열재가 있다. 최신 FDR에는 침수 시 감지를 돕기 위해 초음파 "핑"을 방출하는 수중 위치 송신기가 함께 제공된다. 이 비콘은 최대 30일 동안 작동하며 6000m 깊이까지 잠수하여 작동할 수 있다.
3. 2. 조종실 음성 기록 장치(CVR)
Cockpit Voice Recorder영어 (CVR)는 항공기 조종실의 음향 환경을 기록하여 사고 및 사건 조사를 위해 사용되는 비행 기록 장치이다. 이는 일반적으로 조종사 헤드셋의 마이크와 이어폰 신호, 그리고 조종실 천장에 있는 구역 마이크를 녹음함으로써 이루어진다. 현재 적용 가능한 미국 연방 항공청(FAA) 기술 표준 명령(TSO)은 C123b로, 조종실 음성 녹음 장비라는 제목으로 되어 있다.항공기에 CVR 장착이 의무화되어 있고 디지털 통신을 사용하는 경우, 다른 곳에서 녹음되지 않는 한 CVR이 항공 교통 관제와의 통신을 기록해야 한다. FAA는 녹음 시간을 최소 2시간으로 규정하고 있다. 유럽 항공 안전청은 2021년에 녹음 시간을 25시간으로 늘렸다.[22] 2023년, FAA는 활주로 침범과 같은 조사를 돕기 위해 요구 사항을 25시간으로 연장하는 것을 제안했다.[23][24] 알래스카 항공 1282편에 대한 2024년 1월 기자 회견에서 미국 교통안전위원회(NTSB) 의장 제니퍼 호멘디는 모든 기존 장치에 대해 현재 의무화된 2시간이 아닌 25시간으로 보존 기간을 연장할 것을 다시 한번 촉구했다.
표준 CVR은 2시간 동안 4개의 오디오 데이터를 녹음할 수 있다. 원래 요구 사항은 CVR이 30분 동안 녹음하는 것이었지만, 이후 조사에 필요한 오디오 데이터의 상당 부분이 녹음 종료 30분 전에 발생했기 때문에 많은 경우에 충분하지 않은 것으로 밝혀졌다.[26]
초기 CVR은 아날로그 와이어 녹음을 사용했으며, 나중에 아날로그 자기 테이프로 대체되었다. 일부 테이프 장치는 두 개의 릴을 사용했으며, 테이프는 각 끝에서 자동으로 반전되었다. 1957년 호주의 데이비드 워렌과 계기 제작자 티치 미르필드가 제작한 ARL 비행 메모리 장치가 그 원형이었다.[27][28]
다른 장치는 단일 릴을 사용했으며, 테이프는 8 트랙 카트리지와 마찬가지로 연속 루프로 연결되었다. 테이프는 순환하고 30분마다 이전 오디오 정보가 덮어쓰기된다. 자기 테이프에서 소리를 복구하는 것은 녹음 장치가 물에서 회수되고 하우징이 파손된 경우 종종 어려움이 있다. 따라서 최신 디자인은 솔리드 스테이트 드라이브를 사용하고 내결함성 디지털 녹음 기술을 사용하여 충격, 진동 및 습기에 훨씬 더 강하다. 솔리드 스테이트 녹음 장치의 전력 요구 사항이 줄어들면서 항공기 전기 시스템에 고장이 발생하더라도 비행 종료 시까지 녹음을 계속할 수 있도록 장치에 배터리를 통합하는 것이 실용화되었다.
FDR과 마찬가지로 CVR은 추락 시 생존 가능성을 극대화하기 위해 일반적으로 항공기 동체 후면에 장착된다.
3. 3. 결합 장치
최근에는 FDR과 CVR을 하나의 장치로 통합한 CVDR을 사용하기도 한다. CVDR은 L3Harris Technologies와 Hensoldt[29] 등에서 제조되고 있다.3. 4. 추가 장비
1970년대 이후 대부분의 대형 민간 제트 수송기에는 고속 접근 기록 장치(QAR)가 추가로 장착되었다. QAR은 이동식 저장 매체에 데이터를 기록한다. FDR과 CVR은 사고 발생 시 생존 가능성이 가장 높은 위치에 장착해야 하고, 기록을 읽기 위한 특수 장비가 필요하기 때문에 접근이 어렵다. 반면 QAR 기록 매체는 쉽게 분리할 수 있으며, 표준 데스크톱 컴퓨터에 연결된 장비로 읽을 수 있도록 설계되었다. 많은 항공사에서는 고속 접근 기록을 스캔하여 "이벤트"(정상적인 작동 매개변수에서 벗어나는 심각한 일탈)를 찾는다. 이를 통해 사고나 사건이 발생하기 전에 운영상의 문제를 감지하고 제거할 수 있다.4. 사양
FDR(비행 데이터 기록 장치) 설계는 국제적으로 인정되는 표준 및 권장 관행에 따라 규정된다. 이 표준은 ICAO 부속서 6에 포함되어 있으며, 유럽 민간 항공 장비 기구(EUROCAE)의 문서인 ED-112(충돌 보호 항공 녹음 시스템에 대한 최소 작동 성능 사양)를 참조한다. ED-112는 비행 데이터, 조종실 오디오, 이미지 및 CNS/ATM 디지털 메시지 기록을 위해 비행 기록 장치가 필요한 모든 항공기에 대해 충족해야 하는 최소 사양을 정의한다.
EUROCAE ED-112는 기록 장치가 6.5 밀리초 동안 3400 ''g''(33 km/s2)의 가속도를 견딜 수 있어야 한다고 명시하고 있다. 이는 대략 270kn의 충격 속도와 45cm의 감속 또는 압착 거리에 해당한다.[31] 또한 관통 저항, 정적 압착, 고온 및 저온 화재, 심해 압력, 해수 침수 및 유체 침수에 대한 요구 사항도 있다.
미국에서는 연방 항공국(FAA)이 EUROCAE 문서를 기반으로 하는 기술 표준 명령(TSO)을 통해 설계 요구 사항을 규정한다.
5. 규정
1966년 일본항공 깃털 해안 추락 사고를 계기로, 일본에서는 항공법 제61조 제1항 및 항공 시행 규칙 제149조에 따라 일정 규모 이상의 항공기에 블랙박스 탑재를 의무화했다.[50]
탑재 의무 대상은 항공기 종류(비행기, 회전익 항공기), 최대 이륙 중량, 최초 감항 증명 시점 등에 따라 다르다. 비행기는 최대 이륙 중량이 5,700kg을 초과하는 경우,[50] 회전익 항공기는 최대 이륙 중량이 3,180kg을 초과하는 경우(CVR만 해당, FDR은 7,000kg 초과)에 블랙박스를 탑재해야 한다.
소방 방재 헬리콥터는 대부분 최대 이륙 중량 제한을 초과하지 않아[51] FDR 탑재 의무가 없다. 설치 비용(1,000만 엔 이상)과[52] 공사 기간 중 출동 불가[52] 문제로 도입률이 30% 이하이다.[53]
일본 내 항공기 사고 중 헬리콥터 사고 다음으로 소형 고정익기 사고가 많지만(약 28%),[52] 블랙박스 설치 비용, 무게, 계측기 연결 복잡성 등이 의무화의 걸림돌이다. 최근 경량화된 간이형 FDR이 개발되어, 국토교통성이 자원봉사자 대상 검증 실험을 진행할 예정이다.[52]
자위대는 블랙박스 탑재 의무 대상은 아니지만, 대부분 CVR과 FDR을 탑재하고 있다.[54] 해상자위대와 항공자위대 헬리콥터는 해상 비행을 고려해 외부에 블랙박스를 설치하고, 워터 로케이터 비콘을 추가한다.[49]
5. 1. 제안된 요구 사항
사고 후 블랙박스 회수율을 높이기 위한 여러 방안이 제안되었다. 1999년 미국 교통안전위원회(NTSB)는 분리형 블랙박스 설치를 권고했다. 이는 사고 발생 시 항공기에서 자동으로 분리되어 물에 뜨거나 지상으로 안전하게 하강하도록 설계되어 회수를 용이하게 한다.말레이시아 항공 370편 실종 사건과 인도네시아 에어아시아 8501편 추락 사고 등을 계기로 실시간 데이터 스트리밍 기술 도입에 대한 논의도 이루어졌다. 이 기술은 비행 중 데이터를 지상으로 실시간 전송하여 블랙박스 회수가 어렵더라도 사고 원인을 파악하는 데 도움을 줄 수 있다.
5. 1. 1. 배출형 레코더
1999년 미국 교통안전위원회(NTSB)는 항공사에 두 세트의 비행 기록 장치(CVDR) 시스템을 설치하도록 권고했으며, 두 번째 CVDR은 지면 또는 물과의 충돌 전에 항공기에서 분리되도록 설계되었다. 분리는 사고가 임박했음을 나타내는 센서 정보를 기반으로 컴퓨터에 의해 시작된다. 분리형 기록 장치는 조종실 음성/비행 데이터 기록 장치와 비상 위치 송신기(ELT)를 단일 장치로 결합한다. 이 장치는 항공기에서 분리되어 물에 뜨도록 설계되었으며 지상으로 하강하거나 물에 무기한 떠 있을 수 있다. 신속한 회수를 돕기 위해 위성 기술이 탑재될 것이다. 분리형 CVDR 기술은 1993년부터 미국 해군에서 사용해 왔다.이 권고사항은 대규모의 비용이 많이 드는 개조 프로그램을 포함하겠지만, 정부의 자금 지원으로 제조업체와 항공사의 비용 관련 이의 제기가 해결될 것이다. 운영자는 두 세트의 기록 장치(현재 사용 중인 고정 기록 장치 포함)를 무상으로 받게 된다. 두 번째 분리/배출형 CVDR(또는 블랙박스)의 설치 비용은 500대의 신규 항공기에 대해 3000만달러로 추산되었다(신규 상업용 비행기당 약 6만달러).
미국에서 제안된 SAFE 법안은 NTSB의 1999년 권고 사항을 시행할 것을 요구한다. 그러나 지금까지 이 제안된 법안은 미국 의회에서 통과되지 못했으며, 2003년(H.R. 2632), 2005년(H.R. 3336), 2007년(H.R. 4336)에 발의되었다. 원래 2003년 6월 26일, 데이비드 프라이스 (D-NC) 하원의원과 존 덩컨 (R-Tenn.) 하원의원에 의해 운송 범주 항공기 사고 후 조사관이 즉시 정보에 접근할 수 있도록 하기 위한 초당적 노력으로 안전한 항공 비행 개선 (SAFE) 법안이 발의되었다.
2005년 7월 19일, SAFE 법안의 개정된 제안이 발의되어 미국 하원 교통 및 인프라 위원회에 회부되었다. 이 법안은 제108, 109, 110대 국회에서 하원 항공 소위원회에 회부되었다.
5. 1. 2. 말레이시아 항공 370편 이후
말레이시아 항공 370편 실종 사건은 현대 비행 기록 장치 기술의 한계를 드러냈으며, 특히 사고 원인 조사를 위해 비행 기록 장치를 물리적으로 확보하는 것이 얼마나 중요한지를 보여주었다. 이 사건을 계기로 비행 기록 장치 기술 개선에 대한 요구가 높아졌다.기술 평론가들은 현대 통신 기술의 발전을 고려하여, 항공기에서 지상으로 데이터를 실시간 스트리밍하는 시스템을 구축해 비행 기록 장치를 보완하거나 대체해야 한다고 주장했다. 또한, 수중 위치 발신기의 수신 거리 및 범위와 배터리 수명을 연장하고, 민간 항공기에 군용 항공기에서 일반적으로 사용되는 투하식 비행 기록 장치를 장착해야 한다는 주장이 제기되었다.
2009년 에어 프랑스 447편 추락 사고 조사관들은 사고 발생 후 1년 넘게 비행 기록 장치를 찾지 못하자 배터리 수명을 "가능한 한 빨리" 연장할 것을 촉구한 바 있다.
5. 1. 3. 인도네시아 에어아시아 8501편 이후
1999년 미국 교통안전위원회(NTSB)는 항공기 운영자에게 두 세트의 비행 기록 장치(CVDR) 시스템을 설치하도록 권고했다. 두 번째 CVDR은 지면이나 물과 충돌하기 전에 항공기에서 분리되도록 설계되었으며, 사고가 임박했음을 나타내는 센서 정보를 기반으로 컴퓨터에 의해 분리가 시작된다. 분리형 기록 장치는 조종실 음성/비행 데이터 기록 장치와 비상 위치 송신기(ELT)를 단일 장치로 결합하며, 항공기에서 분리되어 물에 뜨거나 지상으로 하강할 수 있다. 또한 신속한 회수를 위해 위성 기술이 탑재된다. 분리형 CVDR 기술은 1993년부터 미국 해군에서 사용해 왔다.미국에서 제안된 SAFE 법안은 NTSB의 1999년 권고 사항을 시행하고자 했으나, 미국 의회에서 통과되지 못하고 2003년, 2005년, 2007년에 발의되었다. 2003년 6월 26일, 데이비드 프라이스 하원의원과 존 덩컨 하원의원은 안전한 항공 비행 개선 (SAFE) 법안을 발의했다. 2005년 7월 19일에는 SAFE 법안의 개정안이 발의되어 미국 하원 교통 및 인프라 위원회에 회부되었다.
2014년 12월 28일, 인도네시아 에어아시아 8501편이 악천후 속에서 추락하여 탑승자 162명 전원이 사망했다.[38]
2015년 1월 8일, 비행 기록 장치가 회수되기 전, 익명의 국제민간항공기구(ICAO) 관계자는 "이제는 탑재형 기록 장치를 진지하게 검토해야 할 때"라고 말했다. 또 다른 ICAO 관계자는 대중의 관심이 "상업용 항공기에 탈출형 기록 장치를 설치하는 데 탄력을 줬다"라고 언급했다.[39]
5. 1. 4. 보잉 737 MAX
보잉 737 MAX 기종의 에티오피아 항공 302편 추락 사고 이후, 실시간 비행 데이터 스트리밍의 필요성이 제기되었다. 이 방식은 사고 전후 20분간의 데이터를 보존하여 불확실성을 제거할 수 있다는 점에서 주목받았다.[40] 알래스카 항공 1282편 사고에서는 조종실 음성 녹음 장치(CVR) 데이터가 덮어씌워지는 문제가 발생했는데, 이는 사고 후 정비팀이 CVR 전원을 차단하기 전까지 2시간 이상 사고 후의 소리가 녹음되었기 때문이다.[41][42] 이러한 사건들은 비행 기록 장치의 데이터 보존 및 접근성 개선의 중요성을 보여준다.5. 1. 5. 이미지 레코더
미국 교통안전위원회(NTSB)는 사고 조사 시 조종실 음성 기록 장치(CVR) 및 비행 자료 기록 장치(FDR) 데이터를 보완하기 위해 대형 수송기에 조종실 이미지 기록 장치 설치를 요청했다. 또한 CVR 또는 FDR 장착이 의무화되지 않은 소형 항공기에도 이미지 기록 장치를 설치할 것을 권고했다. 항공기 조종사가 계기판에서 보는 것이 반드시 표시 장치로 전송되는 데이터와 동일하지 않기 때문이다. 이는 전자식 디스플레이 (CRT, LCD)를 갖춘 항공기의 경우 특히 그렇다. 기계식 계기판은 마지막 지시 사항을 보존할 가능성이 있지만, 전자식 디스플레이는 그렇지 않다.설치 비용이 8000USD 미만으로 추산되는 이러한 시스템은 일반적으로 조종실에 위치한 카메라와 마이크로 구성되어 조종실 계기, 외부 시야, 엔진 소리, 무선 통신 및 주변 조종실 소리를 지속적으로 기록한다. 기존의 CVR 및 FDR과 마찬가지로 이러한 시스템의 데이터는 생존성을 보장하기 위해 충돌 방지 장치에 저장된다. 기록 장치는 때때로 파손되어 읽을 수 없게 되거나, 심지어 깊은 물속에 위치할 수 있으므로, 일부 최신 장치는 자체적으로 분리되고(충돌 시의 운동 에너지를 이용하여 항공기에서 분리됨) 또한 무선 비상 위치 전송기 및 음파 탐지기 수중 위치 비콘이 장착되어 위치를 파악하는 데 도움을 준다.[43]
6. 회수
해상에 추락했을 경우 블랙박스 (FDR, CVR)의 발견을 돕기 위해 수중 위치 송신기(음향 비콘)가 내장되어 있는 경우가 있다.[57] 이 비콘은 초음파 "핑"을 방출하여 위치를 알린다. 그러나 배터리 수명이 30일로 제한되어 있어, 배터리가 소진되면 수색이 어려워진다.
극히 드물지만, 블랙박스가 모두 발견되지 않거나, 발견되어도 손상되어 데이터를 복구할 수 없는 경우가 있다.
- 남아프리카 항공 295편 추락 사고 (1987년 11월 28일): 비행 중 화재로 해상에 추락, CVR만 발견되었다.
- 9.11 테러 (2001년 9월 11일)에서 납치된 여객기 중 아메리칸 항공 11편, 유나이티드 항공 175편, 아메리칸 항공 77편의 3대는 블랙박스가 모두 발견되지 못했다. 아메리칸 항공 77편의 CVR은 발견되었지만 손상이 심해 재생 불가능했다.
- 엘알 항공 1862편 추락 사고 (1992년 10월 4일): FDR은 발견되어 수리되었지만, CVR은 끝내 발견되지 않았다.
- 바리그 브라질 항공 967편 (1979년 1월 30일), 말레이시아 항공 370편 (2014년 3월 8일)처럼 블랙박스를 포함한 여객기 잔해가 전혀 발견되지 않은 경우도 있다. (370편은 이후 기체 잔해 일부가 발견되었지만 블랙박스는 미발견)
- 탄스 항공 204편 추락 사고 등에서는 블랙박스가 도난당해 사고 규명이 어려워지기도 했다.
- 대한항공 007편 격추 사건 (1983년 9월 1일)처럼 정치적인 이유로 블랙박스 회수가 지연되어 사건 상황 입증이 어려워진 경우도 있다.
블랙박스가 발견되어 바다에서 인양된 경우에는 해수의 염분으로 인한 녹으로 전자 부품이 손상될 수 있다. 따라서 우선 맑은 물로 해수를 씻어내고, 산소와의 접촉을 차단하여 녹 발생을 억제하기 위해 순수를 채운 아이스박스에 넣어 분석 기관으로 보내진다.
7. 대한민국 관련 법규 및 현황
대한민국은 1966년 항공법 제61조 제1항 및 항공 시행 규칙 제149조에 따라 블랙박스 탑재를 의무화했다.[50] 탑재 의무 대상 항공기는 항공기의 종류(비행기, 회전익 항공기), 최대 이륙 중량, 최초의 감항 증명 연월 등에 따라 다르다.
| 항공기 종류 | 구분 | 조건 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 비행기 | FDR & CVR | 최대 이륙 중량 5,700kg 초과 | [50] |
| 회전익 항공기 | CVR | 최대 이륙 중량 3,180kg 초과 | |
| FDR & CVR | 최대 이륙 중량 7,000kg 초과 |
소방 방재 헬리콥터는 대부분 최대 이륙 중량 제한을 초과하지 않아 FDR 탑재 의무가 없는 경우가 많다.[51] 설치 비용이 1000만엔 이상으로 고가인 점도 도입의 걸림돌로 작용하여, 도입한 자치단체는 30% 이하로 알려져 있다.[52][53]
최근에는 경량 간이형 FDR이 등장하여 소형 항공기에도 탑재 가능성이 높아지고 있다. 국토교통성은 자원봉사자를 모집하여 경량 간이형 FDR의 검증 실험을 실시할 예정이다.[52]
자위대는 블랙박스 탑재 의무 대상은 아니지만, 대체로 CVR과 FDR을 탑재하고 있다.[54] 해상자위대와 항공자위대의 헬리콥터는 해상 비행을 고려하여 외부에 설치하고, 워터 로케이터 비콘도 추가하고 있다.[49]
8. 사고 이외의 활용
신형기 시험 비행에서 FDR에 기록된 데이터가 활용된다. 테스트 파일럿은 FDR의 정보와 조종한 감각을 대조하며 기술자에게 설명을 한다.
레드불 에어 레이스 월드 챔피언십에서는 기체에 탑재된 EFIS의 데이터를 실시간으로 전송하여 기체의 고도, 속도, 가속도가 실황 화면에 표시되게끔 한다. 또한 참가 팀은 이 데이터를 분석하여 다음 비행에 활용하고 있다.
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