브라운아웃

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# 브라운아웃

항공 분야에서 브라운아웃(brownout)은 공기 중의 먼지나 모래로 인해 비행 중 시야가 제한되는 현상이다.
브라운아웃 현상 시 조종사는 지상 근처에서 항공기를 제어하는 데 필요한 외부 시각적 참조를 제공하는 주변 물체를 볼 수 없다. 이는 공간정위상실과 상황 인식 상실을 초래하여 사고로 이어질 수 있다. 조종사들은 브라운아웃 시 착륙을 눈을 감고 평행 주차하는 것에 비유한다.

브라운아웃 현상은 건조한 사막 지형에서 헬리콥터 착륙 및 이륙 작업 중 사고를 유발한다. 지상 근접 비행 중 헬리콥터 로터의 하방풍(다운워시)에 의해 휘말린 강렬하고 눈을 멀게 하는 먼지 구름은 항공기 및 지상 장애물 충돌과 경사진 불균일한 지형으로 인한 동적 전복(dynamic rollover)으로 심각한 비행 안전 위험을 초래한다. 브라운아웃은 (2005년 기준) 최근 군사 작전에서 다른 모든 위협을 합친 것보다 더 많은 헬리콥터를 손실시켰다.

브라운아웃 발생 가능성과 심각성에 영향을 미치는 여러 요인이 있다.

브라운아웃 관련 사고를 예방하기 위한 대책은 다음과 같다.

날리는 모래와 먼지는 기울어진 수평선이라는 착시 현상을 일으킬 수 있다. 비행계기를 참조하지 않는 조종사는 무의식적으로 가짜 수평선에 맞춰 항공기를 수평으로 만들려고 시도하여 사고가 발생할 수 있다. 헬리콥터 로터 하방풍(다운워시)은 또한 조종석 창문 밖으로 모래를 날려 조종사가 이동 착시를 경험하게 할 수 있으며, 이는 헬리콥터가 실제로 수평 정지 상태일 때 회전하는 것처럼 보이게 한다. 이 또한 조종사가 잘못된 제어 입력(control input)을 하게 하여 지상 근처에서 호버링할 때 재앙으로 빠르게 이어질 수 있다. 야간 착륙 시 항공기 조명은 브라운아웃 구름을 밝혀 시각적 착시를 강화할 수 있다.

모래 로터 마모의 가시적인 효과는 아프가니스탄에서 광범위하게 관찰되었다.

1990년에서 91년의 걸프 전쟁 기간 동안 먼지 착륙을 수행하던 중 전복으로 인해 여러 연합군 항공기가 손실되었다.
그 후 항구적 자유 작전까지 10년 동안 미국 육군은 캘리포니아주 포트 어윈 군사 보호 구역 국립 훈련 센터 및 기타 여러 지역에서 훈련 중 40건 이상의 브라운아웃 사고를 기록했다. 1991년 이후, 먼지 환경에서 이착륙 실패로 인한 항공기 손상 및 부상 사례는 230건 이상이다. 대부분의 사고는 착륙 중에 발생하지만, 이륙 중에도 상당수의 사고가 발생했다. 2001년에서 2007년까지 육군 군사 작전 중 발생하여 보고된 50건 이상의 브라운아웃 사고 중 80%는 착륙 중이었고 20%는 이륙 중이었다.

헬리콥터 브라운아웃은 아프가니스탄과 이라크에서 미군에게 연간 1억 달러의 문제이다. 육군은 헬리콥터 사고 4건 중 3건의 원인으로 브라운아웃을 지목한다.
브라운아웃 사고는 지상에 가깝고 저속에서 발생하여 다른 유형의 사고보다 생존율이 높다. 그러나 이라크와 아프가니스탄의 군사 사고에서 사망자가 발생했으며, 거의 모든 사망자는 예방할 수 있는 것이었다.

2003년 이라크 침공 첫 3주 동안 브라운아웃 사고로 AH-64D 아파치 롱보우 4대가 파괴되거나 심하게 손상되었으며, 같은 기간 전투에서는 1대만 손실되었다. 탠덤 시트 아파치는 UH-60 블랙 호크보다 폭이 좁아 조종사가 브라운아웃으로 인해 롤 자세 제어를 잃기 시작하면 전복에 더 취약하다. 그러나 야간에는 아파치의 적외선 시각 시스템이 먼지가 달빛을 가릴 때 향상된 시야를 제공하며, 블랙호크의 야간 투시경은 가시광선만 증폭한다.

CH-47 치누크는 비교적 높은 빈도로 브라운아웃 사고를 겪었다. 2007년 기준으로 아프가니스탄에서 치누크 9대가 작전 중 손실되었으며, 최소 2대는 브라운아웃으로 인해 발생했고, 다른 여러 사고에도 브라운아웃이 영향을 미쳤을 가능성이 높다.
프로젝트 온 거버먼트 오버사이트 (POGO)에 따르면, 2002년에서 2005년 사이 미국 육군 브라운아웃 사고 41건 중 12건이 CH-47과 관련이 있었다. POGO가 정부 자료를 취합한 결과, 치누크는 2003년에서 2005년 사이 미국 육군 헬리콥터 총 비행 시간의 7%를 차지했지만, 브라운아웃 관련 사고의 30%를 차지했다.

브라운아웃은 2007년 9월 이라크 전투에 배치된 미국 V-22 오스프리 틸트로터 항공기에게 특히 우려되는 사항이다. 높은 프로펠러 로터 원반하중은 고속의 하방풍(다운워시)을 생성하여 훨씬 높은 고도에서 먼지 구름을 일으킨다. 이는 호이스트 또는 로프를 통한 인원 삽입 및 추출 시 호버링 중에 문제가 될 수 있다. 초기 작전 경험에 따르면 MV-22는 대체하는 CH-46보다 먼지 구름이 더 크지만, 조종사들은 지상 근처에서 시야를 되찾아 착륙 전에 시각적 참조를 사용할 수 있다고 보고한다.