낙뢰는 적란운에서 발생하는 기상현상이다. 주로 여름철 높은 지표면 온도와 낮은 대기온도의 환경에서 발생하는데 고온의 대규모 상승기류가 주변 공기들과 마찰을 일으키며 적란운이 만들어진다.
그리고 이렇게 만들어진 적란운 하부의 전하와 지표면의 양전하가 각각 분리, 축적되다가 어느 순간 두 전하 간 격렬한 반응이 일어나면 전류가 방전되는데 이것이 낙뢰다.
낙뢰는 방전시 순간 전압이 수억 볼트로 추정될 만큼 치명적이다.
또한 낙뢰 지점 50m 이내에는 감전 피해가 발생한다.
높은 고도를 비행하는 항공기는 이와 같은 낙뢰의 위협에 노출되어 있다. 항공전문가들에 따르면 거의 모든 항공기들은 적어도 1년에 1~2회는 운항 중 낙뢰를 맞는다고 한다.
그런데 실제로 항공기가 추락하거나 승객이 부상을 입은 경우는 없다. 실은 비행기가 벼락을 맞아도 승객은 모르고 넘어가는 경우가 태반이다.
항공기는 어떻게 낙뢰의 충격에서 안전할 수 있는 걸까? 항공기의 재질이 남다를 것이라는 점은 누구나 쉽게 추측할 수 있다. 기본적으로 항공기는 전도성이 좋은 합금을 사용하고 있으며 대부분의 항공기 표면은 전기 전도성이 아주 좋은 알루미늄으로 만들어져 있다.
이 덕분에 비행기가 낙뢰를 맞는다면 전류는 항공기 표면을 따라 퍼지게 되는 것이다.
그런데 그게 안전장치의 전부는 아니다. 항공기는 지상 구조물의 피뢰침과 비슷한 역할을 하는 정전기 방전장치(static discharger)가 설치되어 있다.
주 날개와 꼬리 날개, 방향타 등 세 곳에 설치된 장치는 패러데이의 새장효과 원리를 적용한 것이다.
패러데이의 새장효과는 새장에 전류가 흐르더라도 새장속의 새는 안전하다는 점을 발견한 영국 과학자 마이클 패러데이의 이름에서 유래했다.
간단히 설명하자면 외부 정전기장이 새장의 전하를 재배치시킴으로써 그 효과가 새장의 내부에는 미치지 않게 되는 것이다.
이러한 장치를 통해 항공기는 낙뢰를 맞더라도 전류를 공기 중으로 흩어지게 할 수 있어 보통의 경우 항공기 내부에는 충격이 미치지 않게 되는 것이다.
그러나 아주 강도가 강한 낙뢰의 경우 조종석 계기판이 흔들리거나 항공기 표면에 그을음이 생기고 표면이 벗겨지는 흔적을 남길 수도 있다.
심할 경우 항공기의 동체파손과 통신기기나 계기장치의 일부가 손상되는 일도 발생하게 되어 위험한 지경에 이르기도 한다.
실제 1995년 1월 19일 북해상공에서 스코틀랜드 BRISTOW항공 소속 슈퍼퓨마 56C 헬기가 꼬리날개에 번개를 맞아 추락한 사고가 발생하기도 하였다.
이렇듯 항공기 운항에 위험이 될 수 있는 뇌전을 마주한 항공기의 경우 되도록 피해가는 것이 바람직하다.
조종사와 운항관계자들은 그날의 일기도를 꼼꼼히 검토하고 이를 비행계획에 반영시켜 항공기의 안전을 확보해야 하는 것이다.
항공기상청에서는 공항주변이나 공역 상에 뇌전을 일으킬 수 있는 대규모 대류운이 예상될 경우 항공사, 방송사, 공항공사 등 유관기관에게 뇌전에 관련된 항공기상정보 및 특보를 생산하여 제공하고 있다.
이러한 정보들은 항공기상청 홈페이지(http://kama.kma.go.kr)을 통해서도 확인할 수 있다.
※자료제공: 무안공항기상대