AIRBUS사에서 제작하는 항공기중 단일통로 (Narrow-Body) 패밀리 기종이 4가지가 있다. 107-185석급 규모의 소형항공기 모델로, A318, A319, A320, A321 기종이 있는데, 이 모델 그룹을 A320 Family 라고 한다.

The Airbus family Concept 이라는 주제아래, AIRBUS 사에서 제작하는 항공기들이 동일한 컨섭아래 제작되어, 부품, 운용, 정비, 운항, 교육 호환성을 주 목적으로 가장 경제적인 항공기인 A300 family , A320 Family, A330/A340 Family를 제작 하는 것이다.

그 중 소형항공기 그룹으로 분류된 A320 Family 는 동급 항공기중 가장 넓은 동체와 운용 호환성, 첨단 항공기 시스템과 Fly By Wire를 장착한 안전성으로 동급 항공기중 높은 경쟁력을 가지고 있다.

A320 Family 의 기본 모델은 A320 항공기이다. 1987년 여객기 최초로 Fly By Wire System 과 전투기에서나 볼 수있는 Side Stick을 장착한 150석급 A320 항공기를 선보였다. 기존의 항공기는 Handle 형 ( Control Wheel) 의 조종간을 가지고 있는 반면 AIRBUS 는 최초로 시도한 Side stick 때문에 많은 항공관계자들의 안전운항에 관한 신뢰성의 의심을 가지게 되었다.

이는 보수적인 성격이 강한 항공계에서의 과감한 도전이라도 볼 수있다. 결국, 성공적인 운용과 안전성 입증으로 새로운 모델의 개량화와 생산을 할수 있게 되었다.

1년간의 시험 비행 끝에 1988년 에어프랑스에 항공기를 인도 하였고, 1993년도에는 동체를 연장 185명이 탑승 할 수 있는 A321 항공기를 제작했고, 1995년도에는 120석급 소형항공기 시장을 위해 A319 항공기를 제작, 1999년도에는 107석의 제일 작은 A318항공기를 제작으로 AIRBUS 사의 소형항공기 그룹을 이루게 되었다.

틈새시장을 타겟으로 경쟁사인 BOEING 과 Mcdonnell Douglas 항공기들이 가지고 있지 않은 승객 탑승 규모와 항속거리로, 구형 모델이 된 B737-300,400,500 과 MD-80 시리즈를 대처할 신형항공기를 제작한 AIRBUS는 항공사들의 요구에 만족할 수 있는 시장을 갖게 되었다.

Setting Single-aisle Standards

A320 family 의 가장 큰 경쟁력은 바로 AIRBUS Family Concept 이다. 그 동안 항공기는 새로 개발하는 대로 항공기 운항 시스템과 부품들이 서로 다르게 제작해왔다. 이는 운항하는 항공사들의 운항,교육,정비등이 비경제적으로 운용을 할 수 밖에 없었다.

AIRBUS 는 기본모델을 가지고 동체를 연장했거나, 축소했을뿐 조종계통이나 부품등은 동일함에 따라 항공사들의 경제적인 부담을 줄일 수 있으며, 저 비용의 고효율의 운항관리를 할 수 있다.

조종사들의 기종교육의 경우 기존의 항공기들은 1년 정도의 시간이 걸린 반면 A320 Family는 특별한 교육없이 기본의 A320 rating 만을 가지고 비행을 할 수 있다. 이 보다 더 큰 장점은 이 방법이 A320 family 에만 국한이 되지 않았다는 것이다. 소형항공기 그룹외 중형항공기 그룹인 A330, 대형항공기 그룹인 A340, A380 역시 동체길이만 다를 분 동일한 시스템으로 구성되어 있어, 소형기에서 중,대형기까지 기종전환이 7-8일이면 가능하다. 1년 이상의 기종전환에 반해 7-8일이라는 것은 시간적으로 경제적으로 큰 매리트가 아닐 수 없다.

Fly By Wire System & Side Stick Controller

최초로 Fly By Wire System  을 장착한 항공기는 비행기가 아니라, 달착륙선이다. 무게를 줄이기 위해 움직이는 조종계통을 cable 이 아닌, 전기선으로 전달하여 작동하게 한 것이 첫 시도 이다. 그 다음 비행기로는 F-16에 장착하여, 경전투기로사의 성능과 안정성을 높일 수 있게 되었다.

AIRBUS 는 Cable 방식으로 전달되어 작동하는 조종계통보다는 전기신호로 조종계통을 작동시키는 Fly By Wire 의 장점을 높이 삼아, 상업용 항공기에 처음으로 장착하여 기술과 안전성의 높은 평가를 받을 수 있게 되었다. 전기신호라는 이점으로 비행컴퓨터가 비행기 동체의 상황을 다 인지. 조종사가 부정확한 조종을 할 경우, 미리 감지하여 자동으로 회복을 시킨다.

예로, Fly By Wire를 장착한 A320 에서는 Stall (조종불능상태) 이라는 것을 찾아 볼 수가 없다. Stall 이 되기 전 비행기가 막아주며, 조종사가 임의로 Stall을 건다하더라도, 비행기는 그것을 허락하지 않는다. 마치, Fly By Wire System 은 인간의 신경계와 비슷하다고 볼 수 있다.

Fly By Wire 장착으로 상업용 항공기 최초로 Side Stick을 장착 운용 할 수 있게 되었다.

Side Stick Controller 운용시 문제점

Side Stick 의 궁금점이 생기게 된다. Handle 형의 항공기의 조종간은 한 사람이 조작하는대로 상대쪽 조종간도 동시에 같이 움직이게 된다. 하지만, Side Stick 의 경우 조종사 옆에 있기 때문에 상대방이 어떠한 조작을 하는지 볼 수가 없다. 그래서, Side Stick 은 동시에 작동이 되지 않는다. 선택된 조종사에 의해 조종이 되며, 인수버튼을 누름과 동시에 상대쪽 조종사에게 전달이 되게 된다. 기존의 운항논리와는 복잡한시스템을 갖춰진 Side stick에 관한 에피소드가 있다.

예로 기장이 조종간을 잡고 있다가 부기장이 인수버튼을 누름과 동시 비행 조종권한이 부기장으로가게 된다. 다시 기장이 인수버튼을 누르면 기장으로 그런데 동시에 누를 경우엔 30초이상 누른사람이 조종권한을 갖게 된다. 여기서 30초이상 누른사람이 조종권한을 갖게되는데 다시 인수버튼을 누른 사람이 조종권한을 가지게 된다. 재미있는(?)조종간 싸움으로 볼 수 있는데, 유교적 사상과 권위주의가 깃든 우리나라에서는 이런 방식의 조종간 싸움을 사용하지 않기로 규정한 것으로 알려져있다. 스틱 싸움이 복잡할 뿐이지, 조종은 손가락으로 조작이 가능하다는 것이다. 컴퓨터에 의해 손가락하나로도 이륙에서 상승이 자동으로 통제가 되기 때문에 무리한 손의 힘이 필요없다는 것이다.

간단한 Fly By Wire System 에 관해 알아보았지만, 이는 시스템의 일종이지 결코 이 시스템을 채택한다해서 Side Stick 이어야 하는것은 아니다. 단지, AIRBUS 사가 Fly By Wire 란 시스템을 가지고 Side stick이라는 조종계통의 과감한 모험을 시도한 것뿐이다. B777, B737-800/900,  B767-400 같은 신형 항공기들도 Side Stick 방식은 아니지만, 통합비행방식체제가 전기신호로 작동이 되는 Fly By Wire 시스템으로 되어있다.

즉, 조종간이 다를 뿐이지. 작동되는 시스템은 동일하는 것이다. 이제는 전기신호가 아닌 광케이블의 빛을 이용한 Fly By Light System (FBL) 개발하고 있다. Fly By Wire 의 경우 전기신호라는 것 때문에 번개에 의해 조종계통에 영향이 끼치는 큰 문제점을 가지고 있다. 이 문제점을 보완하여 번개나 기상영향이 없는 빛을 이용한 계통을 개발중에 있다.

그동안 A320 Family 는 프랑스 남부 뚤르즈에 있는 AIRBUS 본사에서 최종조립을 하고 생산을 했지만, 1997년 1월 부터 독일의 함부르그에 위치한 A320 Family 전용생산공장으로 지정된 다임러 벤츠 에어로스페이스 에어버스(DASA)사에서 최종 조립 제작하게 되었다.

미국 BOEING사의 항공기의 틈새시장을 겨냥한 항공기들은 현재, BOEING 사의 신형 B737-600/700/800/900 동일 시스템으로 이루어진 기종을 새로 내 놓아 A320 family와 함께 100-200 석급 시장을 놓고 열띤 경쟁을 하고 있다.

1988년 첫 생산을 시작으로 80여개의 항공사에서 약 900여대의 항공기를 구매를 해 운항을 하고 있으며 국내에서는 아시아나항공이 A321-100/200 시리즈를 도입운용중에 있다. 이미 한 시대를 지난 B737-400 항공기를 대처하기 위해 도입한 AIRBUS 기종은 동급의 항공기를 보유한 경쟁항공사 보다 높은 이윤을 남기고 있다.

또한 최근에는 A320-200을 도입해 B737의 교체시기를 빠르게 하고 있다.

다음 A320 family Grow 는 Airbus에서 나온 매거진에서 발췌한것입니다.

A300/310 항공기로 시장을 확립한 Airbus는, Boeing 737 이나 DC-9 과 경쟁할 단일 통로 항공기를 생산하기 위해 중/소 권역 시장으로 눈을 돌렸다. 1970년대 후반, Airbus는 그런 항공기를 요청했던 소비자의 의견을 모았다. 이는 생산 목적을 "현재의 1세대 중/소 권역 항공기를 대체하고 소음 감소, 연료 효율, 경제 운항 등의 새 주문에 걸맞는 새로운 항공기"  라고 하기에 충분했다.


* A320 - Setting The Design

12ft 10in(3.91m) 크기의 동체 외부 지름과 주 경쟁사인 Boeing에서 만든 것보다 눈에 띄게 넓어진 가로 6좌석 배열 객실의 사용 등으로, A320 이 상업용 항공기 시장에 새로운 특징과 기술을 가져왔고, 중요한 시장 마케팅 자료가 되었다. 기본 디자인은 33000lb(15000kg)의 payload와 1750nm(3240km)의 비행 거리를 가능하게 했다.
 

새 항공기의 엔진은 CFM56을 장착했다. 그러나 이 디자인은, 3 class로 된 150좌석이나 1 class로 된 162좌석을 유지할 수 있도록 단일 동체 길이를 표준화하기 위해 한 번 재 디자인 되었다. 현재는 2가지 무게로 사용된다. -100 시리즈는, -200 시리즈가 권역을 늘리기 위해 보조 연료 탱크를 장착한 것만큼 가볍다.

안락한 객실과 충분한 아래층의 화물 공간을 제공하는 동안 drag 와 weight를 줄이기 위해 쌍으로 된 double-bubble 동체를 장착했다. 이 점이 항공기 시장에서 중요한 마케팅으로 쓰였다. LD3 화물 컨테이너에 적합한 화물 유지 능력이 있어서 지상 조업 장비와 광동체 항공기와 동일한 작업이 가능하다.

* Innovation

역사 내내 Airbus는 상위 기종을 생산하기 위해 최신의 기술 혁신을 사용하는 생존 능력을 증명해 왔다. 최초로 상업용 항공기에 사용한 향상된 디지털 fly-by-wire(FBW) 운항 통제 시스템을 발전시키고 적용하려는 장점 때문에 A320 프로젝트가 지연되었다. Airbus의 FBW 시스템은 눈에 띄게 안전성을 증가시켰다. 과도한 운항 제한, 실속(stall), 과속, 기체 밖의 과도한 스트레스 등에 대한 방지와 기체의 자유로운 통제를 제공한다. 또한 windshear 방지와 조종사 업무 감소, performance 증가 등을 제공하고, 구조적이고 복잡한 케이블과 도르래 관련 부품을 제거함으로써 유지 비용을 감소시켰다.

Airbus가 항공기 판매에 있어 전례 없는 수의 판매 성장을 얻을 수 있었던 것은 바로 이런 수준의 기술 혁신과 이전 A300 / A310 family의 성공 때문이다. 결과적으로 A320의 첫 비행 이전에 Airbus는 439대의 주문을 받았고 16 항공사에서 옵션 계약을 했다. 이는 민간 항공기 사상 최초의 일이었다.

바깥쪽의 스크린-Primary Flight Displays(PFDs)-은 속도, 고도, 방향, Flight Management System(FMS) 등의 정보를 제공한다. 안쪽의 스크린-Navigation Displays(NDs)-은 항공기의 위치와 항로를 표시한다 ; 이 스크린은 Arc, Rose ILS, Rose VOR, Plan 등의 4가지 모드(mode)를 제공한다. 주 조작 기판의 가운데 있는 2개의 스크린은 항공기 시스템을 지속적으로 감시하는 ECAM의 정보를 제공한다.

Multipurpose Control and Display Units(MCDUs)는 가운데 조종 받침대(pedestal)에 위치한다. FMS에 접근하는 것과 같이 이는 항공기를 감시, 유지하기 위해 공중과 지상에서의 유지 정보(maintenance data)를 시스템에 제공한다. 고장이나 문제 발생 시에는 지연 동작을 인쇄하거나 비행 중 조종사의 유지 부서에 경고를 주게된다.


* Certification and Service

1988년 2월 26일 CFM56-5A1 엔진을 장착한 A320-100 이 여러 유럽 항공국의 승인을 마치고, 최초의 항공기 (c/n005) 는 3월 26일 AF에 인도되어 4월 18일 운항을 시작했다. A320-200은 1988년 11월 Ansett Australian에 인도 즉시 운항되었다. 새로운 IAE V2500 엔진을 장착한 A320이 제작되었고, 7월 28일 이 새로운 원형이 첫 비행을 했다. 8개월에 걸친 시험 비행 프로그램에 따라 637 시간이 넘는 300회 이상의 비행 후에, V2500 엔진을 장착한 첫 항공기는, 1989년 3월에 Slovenia의 Adria Airways에 인도되어 운항되었다.

1988년 6월, Indian Airlines는 주문했던 31대 중 첫 항공기를 인도 받았다. 그것은 최초의 아시아 항공사였으며, 강도가 약한 활주로와 유도로를 가진 공항에서 사용할 수 있도록 특화된 4-wheel bogie의 주 착륙 장치를 옵션으로 선택한 최초의 항공기였다. 최초의 미국 항공사는 Braniff였고, 1988년 7월에 GPA 소유 항공기로 주문했던 26대 중 첫 항공기를 인도 받았다. 그러나 Braniff 는 곧 계획을 접었고, 이미 주문했던 24대와 50대의 A320을 일본의 리스 그룹인 Oryx에 넘겼다. 뚤루즈에서의 생산은 점점 증가했고, 1988년 말에는 매달 6대의 항공기가 생산되었다. 뚤루즈에서는 매달 8대의 항공기를 생산하는 데 그치고 있으나, 2001년 3월까지 주문은 1449대에 이르렀다. Airbus는 곧 A320의 생산을 Hamburg로 옮기려 하고 있다. 이는 생산 비율을 약간 증가시키는 효과는 있지만, 이미 생산된 다른 단일 통로 항공기의 주문 스케줄에 의존적이다.

* A321

1989년 6월 9일 V2500 엔진을 장착한 A321-100을 16대 주문한 ILFC가 이 항공기의 구매자였고, 이를 이어 Egyptair 에서 6대의 항공기를 주문했다.

간단하게 말해서, A321은 A320의 동체 길이 연장형이다. 날개의 앞쪽에 14ft(4.27m), 뒤쪽에 8ft 9in(2.67m)의 plug가 추가되었다. 어쨋든 무게를 증가시키고 cargo hold를 40% 향상시키기 위해 기체의 연장은 필수적이었다.   Airbus는 A320의 자인을 간단히 변화시켜 새 날개를 완전히 다시 만들 필요가 없었다. trailing edge kink가 변경되었고, double-slotted flap 이 추가되었다. 이 변화는, 날개 면적을 증가시키고 A320 날개의 특징인 낮은 속도에서도 performance를 유지할 수 있도록 했다.

A320에서 사용된 날개의 two-cell 연료 탱크는 single-cell 탱크로 바뀌어서, 펌프와 연관된 기관의 필요를 예방했으며, 결과적으로 중량을 줄이는 효과를 가져왔다. 착륙 장치는 곧게 beefed-up 되고 넓어진 wheel을 사용했다. 이를 위해 항공기 비행 특성의 변화를 최소화할 수 있도록 조종 제어 프로그램을 수정하였다.

A321은 1993년 3월 3일에 처음으로 공개되었고, 3월 11일에 첫 비행이 이루어졌다. 9개월간에 걸친 연습 비행 프로그램은, 30000lb(133.5kN) 규격의 thrust를 장착한 4대의 항공기-CFM56-5b 엔진을 장착한 2대, IAE 의 V2530-A5s 엔진을 장착한 2대-로 이루어졌다. 개발 비행은 순조롭게 진행되었으며, 항공기는 IAE 엔진에 대하여 1993년 12월 17일에, CFM56 엔진에 대하여는 1994년 2월 15일에 JAA 인증을 받았다.  소비자의 최초 인도는 1994년 1월 27일에 Lufthansa(LH)로 이루어졌다.

* Market Significant

항공기의 기술적 이점처럼 A321은 Airbus 역사에 큰 성공을 가져왔다. 1991년 6월 회원국 정부에 의해 직접 세워지지 않은 Eurolira 재단이 Airbus를 처음으로 이용했다는 점이 가장 중요하다. 그것은 또한 Airbus를 강하게 거부하고 순수 B757을 주장했던 많은 평론가들이 있던 적소(niche market)였다. A321은 항공사의 전체적 비용 절감 전략의 일부가 될 수 있는 전략을 유지했다. Airbus family의 다른 구성원과 함께 비용 절감의 공유는 항공사의 재정 절감을 제공할 수 있었다. 모든 요소- 모든 Airbus 기종을 조종할 수 있는 조종사, 공통적인 보조 인력, 조종사 감소, 교육 장비 유지, 공통적인 엔진 등- 는 다른 기종과 비교할 수 없는 강력한 경제성을 보였다.

* A319

A321과 같이 최종 조립은 함부르크에서 이루어졌고, 1995년 8월 24일 Finkerwerder 공장에서 첫 항공기를 공개했다. 첫 비행은 바로 다음날 이루어졌고, 1995년 10월 31일 두 번째 원형이 발표되었으며, CFM과 IAE 엔진 모두 장착하여 시험했다.

* Corporate Jet

또한 항공기는 전통적인 항공사로 쉽게 되돌아갈 수 있는 항공사의 자격(credential)을 계속 유지했다. 그래서 중고 시장이나 리스 시장에서 좋은 지위를 제공했다. 실제로 항공기는 표준적인 승객용 A319와 동일하게 운항 비용이 적게 들었다.

항공기는 1999년 8월 16일에 기존의 A319 인증을 약간만 개정(amendment)하여 JAA 인증을 받았다. 주문은 제한적이었으나, 이탈리아 공군에서 VIP 이동용으로 2대를 주문하였다.

* A318

이전의 family 기종과 눈에 띄는 차이는 Pratt & Whitney 사(社)의 PW6000 엔진을 CFM56 엔진과 나란히 장착했다는 점이다. 사실 Airbus는 PW6000 엔진을 장착한 단독형을 희망했으나, AF가 CFM56 엔진을 주장해서 두 가지 모두 장착이 가능해졌다. 기체는 A319에 비해 약 8ft (2.4m) 정도가 다시 짧아졌지만, 표준 A320 날개는 다시 사용되었다.

* International Success

이런 사실은 Airbus가 현재 북아메리카 시장에 참여하고 있다는 점으로 증명할 수 있다. 미국이 자국 제조사를 보호하기 위한 노력인 세계 무역 촉진에도 불구하고, Airbus는 수 년 간 최선을 다해 저항하고 있다. 즉, United Airlines(UA), America West, Northwest Airlines(NW), Air Canada(AC) 등을 포함한 많은 북아메리카의 항공사들이 Airbus 항공기의 수를 눈에 띄게 늘려가고 있다.

북아메리카 항공사 중에서 UA가 가장 눈에 띈다. UA는 Airbus에 대한 첫 주문으로 50대의 확정 주문과 50대의 옵션을 주문했고, 이는 최대 주문 항공사 중의 하나로 자리 잡았다. 항공사는 A320이 순조롭게 운항되자, 이전에 경험한 어떤 항공기보다도 순조롭다고 발표했다. 만약 Boeing에 대한 경고로 모두가 운항되지 않았다면, 1996년 180억 달러에 달하는 US Airways의 A320 400대 주문은 확실했을 것이다.
 

* Confident Future

항공 역학과 엔진의 효율성이 합금의 광범위한 사용과 맞아떨어져서, 연료 절감과 payload 증가를 이룩했다. Dynamic Capacity Management(DCM)는 다른 크기의 항공기, 매 비행마다, 요구 중량 등에 크게 구애받지 않고 항공사에 전환 허가를 주었다. 결국 항공사는 조종사, 승무원, A320 family 중 어느 한 가지 또는 Airbus의 다른 기종이라도 조종할 수 있는 유지 교관 등을 요청할 수 있었다.

Airbus는 이 항공기가 세계에서 가장 유익한 단일 통로 항공기이기 때문에 A320 family가 항공사에게 비교 우위를 줄 수 있다고 주장했다. 최대 미국 항공사 중 일부도 Airbus의 입장을 지지하는 상황에서 누가 이들에게 시비를 걸 수 있겠는가?