비행기는 어떻게 대서양을 건널까: 항로, 제트기류와 항법

유럽에서 북미까지 비행 시간은 편도 기준으로 한 방향은 7~9시간, 반대 방향은 8~11시간 정도 걸려요. 이 차이는 제트 기류 때문인데, 아래에서 자세히 설명할게요. 좌석 등받이 화면에서 보면 경로가 직선처럼 보이지만, 실제 비행 경로는 전혀 다르고 매일 바뀌더라고요.

경로가 직선이 아닌 이유

평면 지도에서 보면 런던에서 뉴욕까지 같은 위도선을 따라 수평으로 날아가야 할 것 같아요. 하지만 구형 지구에서 두 점 사이의 최단 거리는 대권(大圈) 항로예요. 일반적인 메르카토르 도법 지도에서 보이는 것보다 훨씬 북쪽으로 경로가 그려지고, 아이슬란드나 그린란드 근처를 지나는 경우도 많아요.

하지만 이 대권 항로도 출발점에 불과해요. 실제 경로는 바람까지 고려해서 결정되거든요.

제트 기류와 NAT 트랙

순항 고도인 약 10~12km 상공에는 제트 기류가 불어요. 너비가 수백 km에 달하는 좁고 강한 공기 흐름으로, 서쪽에서 동쪽으로 시속 100~300km로 이동해요. 유럽으로 가는 비행에서 이 기류를 타면 비행 시간이 1시간 단축되고 연료도 크게 절약돼요. 반대로 유럽에서 미국으로 갈 때 역풍을 맞으면 시간과 비용이 모두 늘어나요.

바로 이 때문에 대서양 횡단 경로는 매일 달라져요. 이 시스템을 NAT HLA(North Atlantic High Level Airspace)라고 해요. 매일 두 관제 센터인 Shanwick과 Gander가 공동으로 A부터 Z까지 알파벳으로 표시된 트랙 묶음을 발표해요. 항공사들은 방향, 출발 시간, 기상 예보에 따라 적절한 트랙을 선택하죠.

Shanwick Oceanic Control은 아일랜드와 영국의 공동 기관으로, 물리적으로는 스코틀랜드 프레스트윅에 위치해 있어요. 이름 자체가 합성어인데, Shannon과 Prestwick을 합친 거예요. 역사적으로 두 센터가 기능을 나눠 맡다가 나중에 통합됐거든요. 북대서양 동쪽 구역을 담당해요.

Gander Oceanic Control은 캐나다 뉴펀들랜드에 있는 관제 센터로, 서쪽 구역을 담당해요. 간더는 2차 세계대전 때부터 전략적인 급유 거점이었는데, 당시 항공기의 항속 거리가 대서양을 무착륙으로 횡단하기엔 부족했거든요.

Shanwick과 Gander는 북쪽 NAT 트랙을 담당하지만, 대서양 상공의 유일한 센터는 아니에요. 대서양 전체는 다섯 개의 관할 구역으로 나뉘어 있어요. 북쪽 두 곳 외에 세 곳이 더 있어요.

Reykjavik OACC는 아이슬란드 센터로, 북대서양과 그린란드해 상공을 관할해요.

New York OACC는 FAA가 운영하는 미국 센터로, 미국 동부 해안 동쪽, Gander 남쪽 구역을 담당해요. 미국 동부 해안과 카리브해에서 유럽으로 가는 항로가 이 구역을 통과해요.

Santa Maria OACC는 아조레스 제도에 있는 포르투갈 센터로, 대서양 중부를 관할해요. 유럽에서 남미와 서아프리카로 가는 항로가 이 구역을 지나가요. 아조레스는 대서양 횡단 비행의 주요 대체 공항 중 하나이기도 해요.

이 센터들은 모두 레이더 없이 운영돼요. 대양 상공에는 레이더 자체가 없거든요. 항공기 위치는 단파 음성 통신이나 위성을 통해 전달되고, 승무원은 10~40분마다 의무적으로 교신해야 해요.

레이더 없는 공역은 어떻게 운영되나요

대서양 상공에는 지상 레이더가 없어요. 신호가 닿질 않거든요. 2010년대 중반 이전까지 이 구역의 항공 교통 관제는 오로지 승무원의 단파 무선 음성 보고와 엄격한 분리 규정에만 의존했어요. 같은 트랙에서 항공기 간 최소 간격은 시간으로 10분, 횡방향으로 60해리였죠.

2015~2020년 사이에 상황이 달라졌어요. 장거리 항공기 대부분이 ADS-B 시스템을 탑재하면서, 위성 네트워크인 Iridium을 포함한 위성이 항공기 좌표를 실시간으로 수신할 수 있게 됐거든요. 덕분에 간격을 줄이고 동시에 대양 상공을 비행하는 항공기 수도 늘릴 수 있었어요.

대서양 횡단 비행에서는 출발 전부터 트랙 발표를 확인하고, 우리 경로가 제트 기류 축과 얼마나 겹치는지 대략 가늠해 봐요. 트랙이 유리하냐 불리하냐에 따라 비행 시간이 30~40분은 충분히 차이 나거든요.

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항공기는 어떤 고도와 속도로 비행하나요

순항 고도는 보통 33,000~41,000피트(약 10~12.5km)예요. 정확한 고도는 탑재 중량에 따라 달라져요. 연료를 가득 실은 무거운 항공기는 출발 직후에 최고 고도까지 오를 수 없고, 연료를 어느 정도 소모한 뒤에 도달해요. 이를 스텝 클라임(step climb)이라고 하는데, 항공기가 가벼워질수록 단계적으로 고도를 높이는 방식이에요.

순항 속도는 순풍이 있을 때 대지 속도 기준 약 시속 900km, 없을 때는 800~850km 정도예요. 승무원이 기준으로 삼는 마하수는 보통 0.84~0.85예요. 항공기의 최고 속도가 아니라 연비상 가장 효율적인 속도죠.

연료와 대체 공항

대서양 횡단 비행은 연료 계획 측면에서 가장 까다로운 운항 중 하나예요. 항공기는 항로용 연료에 더해 대체 공항까지의 여유분, 그리고 예비 연료까지 싣고 출발해요. 이 때문에 Boeing 777이나 Airbus A350은 출발 시 착륙 때보다 100~120톤 더 무거운 경우도 있어요. 연료 무게만으로요.

대서양 횡단 비행의 대체 공항은 따로 언급할 만한 주제예요. 대양 한가운데에서 가장 가까운 공항은 아조레스 제도의 라제스(Lajes), 캐나다의 간더(Gander), 또는 레이캬비크예요. 비상 상황에서 항공기가 이 공항들로 향하는 건 우연이 아니라, 출발 전에 이미 계획에 포함된 사항이에요.

대양 상공의 통신과 항법

대서양 상공에는 이동통신 신호가 닿지 않아요. 항공 통신은 단파 무선(HF)과 위성 통신인 SATCOM을 통해 이뤄져요. ADS-B로 자동 위치 전송이 가능한 지금도 승무원은 주기적으로 위치, 고도, 다음 지점까지의 예상 시간을 보고해야 해요.

항법은 관성 항법 장치(IRS)와 GPS를 함께 사용해요. IRS는 외부 신호 없이 출발 전 정렬 지점을 기준으로 가속도를 계산해 위치를 산출해요. GPS는 누적 오차를 보정해 주고요. 두 시스템을 동시에 활용하는 거예요.

대서양 횡단 항로에서 승객용 인터넷은 위성을 통해 제공되는데, 주로 Viasat이나 Inmarsat을 사용해요. 속도는 불안정하지만 메신저 앱을 쓰기엔 충분해요. 대양 한가운데에서는 30~60분 정도 연결이 끊기는 구간이 생기기도 해요.

동쪽과 서쪽, 왜 이렇게 다른 비행인가요

뉴욕에서 런던까지는 평균 6.5~7.5시간이 걸려요. 반대 방향은 8~9.5시간이고요. 같은 노선에서 최대 2시간 차이가 나기도 해요. 전부 제트 기류 때문이에요. 동쪽으로는 기류가 밀어주고, 서쪽으로는 반대가 되거든요.

제트 기류가 특히 강한 날에는 서쪽으로 가는 항공기들이 평소보다 훨씬 남쪽으로, 말 그대로 스페인·포르투갈 위도까지 내려가 기류를 피해 돌아가기도 해요. 거리는 늘어나지만 시간과 연료는 오히려 절약되는 거예요.

대서양 한가운데, 아조레스와 뉴펀들랜드 사이쯤에는 사방 1,500km 안에 섬 하나 없는 구간이 있어요. 항로 전체를 통틀어 육지에서 가장 멀리 떨어진 지점이에요.