항공기 안전의 핵심! 항공유에 대한 모든 것!

일반 자동차에는 휘발유 또는 경유를 주입하지만 하늘을 나는 비행기는 어떨까요? 비행기에는 항공가솔린과 제트연료를 통틀어 칭하는 ‘항공유’라 불리는 연료가 있습니다. 항공유는 비행 경비에서 매우 큰 비중을 차지하고 안정성을 결정짓는 중요한 요소인데요. 그렇다면 지금부터 항공유란 정확히 어떤 특성을 가지고 있고, 일반 휘발유와는 다른 차이점을 가지고 있는지 자세히 알려드리도록 하겠습니다.

1. 항공유란?

항공유는 항공기 엔진에 쓰이는 연료로서 석유 정제 과정을 거쳐 탄생하는데요. 유정에서 채취한 원유는 여러 가지 탄화수소 및 기타 광물질이 들어있는 혼합물로 점액질 형태를 띠고 있습니다. 이 원유를 가열하면 끓는 점이 낮은 물질부터 증발하고, 이렇게 기화된 물질을 다시 냉각기로 식혀 차례대로 용기에 담는데요. 탄소가 적고 가장 가벼운 LPG가 먼저 생성되며 그 다음 휘발유, 나프타, 등유, 항공유로 분리되는 과정을 거칩니다.

또한, 항공유는 성분상 등유와 큰 차이가 없으며 일반적으로 등유 유분에 각종 첨가제를 혼합하여 제조되는데요. 보통 액체는 기압이 낮으면 기체로 변환되기 때문에 항공유의 휘발성이 높으면 사용 전에 증발해버리므로 휘발성이 낮은 등유를 가공해 만들어집니다.

2. 항공유 종류 및 특징

항공유는 제트 엔진 기관을 가진 항공기에 사용되는 제트 연료(등유 성분)와 가솔린 엔진 기관을 가진 항공기에 사용되는 항공 가솔린(휘발유 성분)으로 나뉘는데요. 대부분의 항공기에 쓰여지는 제트 연료의 경우 케로신 타입, Wide-cut 타입 등의 종류가 존재하며 세계적으로 가장 많이 사용되는 항공유의 종류는 다음과 같습니다.

1) 케로신 타입 (민간 항공기용)

케로신 타입은 민간 항공기에 주로 사용되는 항공유로 JETA- 1이란 이름으로도 불리는데요. 등유의 케로신을 기반으로 만들어지며, 고공의 저온저압 상태에서도 연료가 잘 증발해 기포를 형성하여 압력의 흐름을 제한하는 증기폐쇄 현상을 일으키지 않습니다. 또한 쉽게 얼지 않고 연소량과 발열량이 좋다는 장점을 가지고 있답니다.

2) Wide-cut 타입 (군용 항공기용) 

Wide-cut 타입의 항공유는 군용 제트기에 주로 사용됩니다. 제트기는 단시간 내에 고도가 변하기 때문에 Wide-cut 타입의 항공유는 외기압력 및 온도의 급격한 저하로 발생하는 연료 증발현상을 막고, 화재발생 가능성을 낮추기 위해 JETA-1 연료보다 더 많은 첨가제를 넣는데요. 옥탄가와 납 함유량에 따라 JP-1, 2, 3, 5, 6, 8, JP-TS의 등급으로 나뉘게 되며 이중 JP-8의 경우 JETA-1과 비슷해 군에서 널리 사용되고 있고 위급 상황 시, 경유를 사용하는 차량과 탱크에서도 활용이 가능합니다.

3) Aviation Gasoline (경비행기용)

항공 가솔린은 등유가 아닌 휘발유에 각종 첨가제를 넣어 만들어진 항공유로 자동차 가솔린 엔진과 같은 구조의 엔진이 장착되어 있는 경비행기에 사용되는데요. 옥탄가에 따라 80(적색), 100(녹색), 100LL(파란색), 115/145(보라색) 총 4등급으로 분류되며 색상은 염료를 혼합하여 구분합니다.

<항공유별 첨가제 종류>

유종	용도	인화점(℃)	석출점(℃)	첨가제	특이사항
Jet A-1	일반 민항기	40 이상	-47.5 이하	AO, CI, SDA	-
JP-8	군용 전투기	38 이상	-47 이하	FSII, AO, CI, SDA	일방 항공유와 큰 차이는 없으나 빙결방지제 주입
JP-5	항공모함용 전투기	60 이상	-46 이하	FSII, AO, CI	항공모함 안전관리를 위해  인화점 상향 관리
JP-TS	고공 정찰기	43 이상	-53 이하	FSII, AO, CI, LI	고공비행으로 석출점이 낮고 Distillation Range가 매우 좁아 화학공정 용제로만 생산

- AO (Anti-Oxidant) : 산화방지제 

- CI (Corrosion Inhibitor) : 부식방지제 

- SDA (Static Dissipator Additive ) : 정전기 방지제 

- FSII (Fuel System Icing Inhibitor) : 빙결방지제 

- LI (Lubricity Improver) : 윤활성 향상제

3. 항공유 품질 관리

항공기 엔진 가동 시 압축된 공기를 사용하기 때문에 폭발 위험이 크며, 반대로 연료가 제대로 폭발하지 않으면 비행 중 고장이 날 수 있어 안전성을 체크하는 것이 가장 중요한데요. 항공유에 문제가 생겨 사고가 발생하면 다수의 인명 피해로 이어지기 때문에 품질 규격 관리가 무척 엄격합니다. 현재 항공유는 연료 기관 안정성 관리를 위해 30여개 이상의 규격이 적용되며, 저온안전성에 대한 각별한 관리가 이루어지는데요. SK에너지는 까다로운 국제 품질 규격을 모두 충족하여 Jet A-1과 JP-8를 생산, 공급하고 있으며 국군과 미군을 포함한 첨단 전투기용 JP-5와 JP-TS 연료도 공급하고 있습니다.

<주요 품질 관리 항목>

■ 석출점(어는점)

고공에서 항공기가 비행할 때 외기온도가 -50℃ 수준으로 하락하면서 수분이 얼어 연료계통을 막을 위험이 있는데요. 이러한 결빙 현상을 방지하기 위해 항공유의 석출점을 관리합니다.

■ 인화점

항공유는 화재를 방지하기 위해 인화점을 높게 만들며, 물품 수송 및 저장 시 안정성을 위해 모든 제품을 꼼꼼히 관리할 필요가 있는데요. 항공모함 탑재기 연료인 JP-5의 경우, 안전 관리를 위해 인화점을 60℃ 이상으로 상향 관리합니다.

■ 물분리지수 

물분리지수는 항공유의 수분 제거 수준을 나타낸 지표이며 항공유는 수분 빙결 방지를 위해 주유 전 여러 단계의 필터를 거쳐 수분을 제거합니다.

■ 황/머캡탄

황과 머캡탄은 연료계통에 부식을 일으켜 설비의 수명을 단축시키는 주원인인데요. 항공기 연료계통은 머캡탄에 취약할 뿐만 아니라 머캠탄이 갖고 있는 특유의 악취 때문에 안전한 취급을 위해 함량 제약을 두어 관리합니다. 황의 경우 유류 연소 시 인체에 유해한 아황산 가스로 방출되어 더욱 주의 깊은 관리가 요구되는 항목이기도 하답니다. 

4. 항공유와 유류할증료의 상관관계 

항공유가는 정유사와 항공사간의 계약마다 다르지만 국제관례에 따라 싱가포르 국제석유시장에서 거래되는 가격지표 MOPS(Mean of Platts Singapore)의 평균 가격을 기준으로 매겨집니다. 항공유가가 갤런당 150센트 이상일 때 항공 운임에 유류할증료가 부과되는데요. 항공유는 원가 비중이 무척 크기 때문에 유가 변동에 큰 영향을 받습니다. 최근 국제유가 하락으로 인해 유류할증료 0원이 지속되고 있으며, 현재 2016년 6월기준 유류할증료도 0원인데요. 하지만 항공사별로 매달 유류할증료가 달라질 수 있기 때문에 항공권 구매 전 미리 확인해보는 것이 좋습니다.

지금까지 항공기 안전과 직결되는 항공유에 대해 알아보았습니다. 항공유는 기본적인 성능 규격 외에도 Gum 성분, PM(미립협착물) 등 다양한 품질 규격을 모두 충족해야 항공사와 군에 공급할 수 있는데요. SK에너지는 앞으로도 성능과 안정성을 보증하는 항공유를 생산, 공급하기 위해 품질관리에 만전을 기할 것입니다.