[기획-재난 없는 국가] 29. 군사용 장비를 활용한 산불진화 방안 연구... 기후변화로 대형 산불 증가하지만 인력·장비 한계로 진화 애로 발생
산불에 의한 뜨거워진 공기가 급격하게 상승하며 경사면을 따라 빠르게 확산... 대형 산불의 확산 방지 및 인력·장비 출입이 제한되는 지역의 진화에 큰 성과 기대
2025-12-14
2025년 3월 우리나라 최초 국립공원에 지정된 지리산이 대형 산불로 큰 피해를 입었다. 경상남도 산청군에서 발화된 불씨가 인근 하동군까지 확산되며 주민의 일상생활을 파괴했다.
지리산에서 가장 높은 천왕봉까지 화마가 덮칠까 노심초사했지만 군대까지 동원한 진화작업으로 저지할 수 있었다. 천왕봉은 대한민국에서 가장 높은 산으로 상징성이 높다.
산악인 뿐 아니라 일반인도 천왕봉에 올라 해가 뜨는 광경을 보고 싶어한다. 1월1일 신년 해를 보기 위해 야간에 눈덮힌 천왕봉을 오르는 행렬도 끊이지 않는다. 우스갯소리로 3대가 덕을 쌓아야 완벽한 천왕봉 일출 장면을 볼 수 있다고 한다.
이번에 소개할 논문은 '군사용 장비를 활용한 산불진화 방안 연구(A Study on Forest Fire Suppression Methods Using Military Equipment)'이.
서울과학기술대 건설시스템공학과 석·박사통합과정 박윤호(Park, Yun-Ho), 동대학 국방방호학과 석사과정 박재우(Park, Jae-Woo), 동대학 국방방호학과 교수 김성일(Kim, Sung-Il ), 동대학 국방방호학과 교수 신태원( Sin, Tae-Won)이 작성했다. 세부 내용을 요약하면 다음과 같다.
◇ 기후변화로 대형 산불 증가하지만 인력·장비 한계로 진화 애로 발생
기후변화로 인한 강수량 패턴 변화로 대한민국이 포함된 중위도 산림지대는 건기의 길이가 늘어나고 있다. 기온 상승으로 발생한 산불의 규모가 증가하고 있다.
현재 우리나라에서 산불 발생 시 관련 공무원, 군, 헬기 등의 장비를 투입해 화재 진압을 실시하지만 지형, 기상상황, 접근성 등으로 인해 진화에 어려움을 겪고 있다.
대형 산불이 발생하는 환경에 대해 분석하고 군사용 장비를 활용한 산불진화 방안에 대해 연구했다. 증가 추세인 대형 산불의 효과적인 진화를 목적으로 군사용 155밀리미터(mm) 곡사포를 활용한 산불 진화 방안을 제안했다.
◇ 산불에 의한 뜨거워진 공기가 급격하게 상승하며 경사면을 따라 빠르게 확산
산불 발생 시 열 상승 작용에 따라 산불에 의한 뜨거워진 공기가 급격하게 상승을 하게되고 강한 상승풍이 발생한다. 따라서 산불은 경사면을 따라 위쪽을 향해 빠르게 진행된다.
또한 평지와 비교해 15~20도 정도의 경사에서는 2배, 30도 이상의 경사에서는 최대 4~5배 빠른 속도로 확산된다. 풍속이 약 9m/s 이상일 경우 산불은 대형 산불로 급속도로 발전한다.
산림청 산림항공 운영규정에 따르면 소형 항공기의 경우 10m/s 이상의 풍속에서 비행이 제한된다. 항공기별 비행제한 풍속은 표 1과 같다.
◇ 강한 바람 또는 험준한 지형으로 인원과 장비가 투입이 어려운 경우 적용 가능
우선 강한 바람 또는 험준한 지형으로 인원과 장비가 투입이 어려운 경우 155mm 곡사화기를 이용한 방법이 있다. 155mm 고폭탄 내 화약을 소화약제로 치환해 인원 및 장비투입이 어려운 장소에 탄착시켜 약제를 살포한다.
155mm 곡사포의 포탄으로는 M102, M795, M483A1 등 다양한 종류의 포탄이 존재한다. 산불 진화를 위해 치환된 약제는 분산돼야 하므로 다목적탄으로 사용이 가능한 M483A1탄을 선정했다. 포탄형상 제원은 표2와 같다.
다음 소화약제로는 물, 계면활성제 혼합수, 포소화약제, 젤 타입약제, 난연제(Phos- Chek) 등이 있으나 커버 가능한 면적과 효과 지속시간이 가장 긴 난연제(Phos- Chek)로 치환햤다.
마지막으로 탄도의 안정성을 검증하기 위해 표 2와 같은 수치를 사용했다. 이론적 검증을 위해 소약약제로 치환된 포탄에 대해 소화 약제 무게, 총 질량, 무게중심 등을 산정한 뒤 포탄의 탄도분석을 시행했다.
액체로 치환된 포탄에 대해 관성 모멘트 및 안정 성에 대해 검토한 결과 안정적인 수치를 보였다.
◇ 대형 산불의 확산 방지 및 인력·장비 출입이 제한되는 지역의 진화에 큰 성과 기대
기초적인 이론적 검증을 완료했으며 추후 CFD 해석을 통해 공기역학적 거동 및 비산정도 검증이 필요하다. 이후 실사격 시험을 통해 완전한 검증이 이뤄진다면 대형 산불의 확산 방지 및 인력·장비 출입이 제한되는 지역의 진화에 큰 성과를 나타낼 수 있다.
- 계속 -
지리산에서 가장 높은 천왕봉까지 화마가 덮칠까 노심초사했지만 군대까지 동원한 진화작업으로 저지할 수 있었다. 천왕봉은 대한민국에서 가장 높은 산으로 상징성이 높다.
산악인 뿐 아니라 일반인도 천왕봉에 올라 해가 뜨는 광경을 보고 싶어한다. 1월1일 신년 해를 보기 위해 야간에 눈덮힌 천왕봉을 오르는 행렬도 끊이지 않는다. 우스갯소리로 3대가 덕을 쌓아야 완벽한 천왕봉 일출 장면을 볼 수 있다고 한다.
이번에 소개할 논문은 '군사용 장비를 활용한 산불진화 방안 연구(A Study on Forest Fire Suppression Methods Using Military Equipment)'이.
서울과학기술대 건설시스템공학과 석·박사통합과정 박윤호(Park, Yun-Ho), 동대학 국방방호학과 석사과정 박재우(Park, Jae-Woo), 동대학 국방방호학과 교수 김성일(Kim, Sung-Il ), 동대학 국방방호학과 교수 신태원( Sin, Tae-Won)이 작성했다. 세부 내용을 요약하면 다음과 같다.
◇ 기후변화로 대형 산불 증가하지만 인력·장비 한계로 진화 애로 발생
기후변화로 인한 강수량 패턴 변화로 대한민국이 포함된 중위도 산림지대는 건기의 길이가 늘어나고 있다. 기온 상승으로 발생한 산불의 규모가 증가하고 있다.
현재 우리나라에서 산불 발생 시 관련 공무원, 군, 헬기 등의 장비를 투입해 화재 진압을 실시하지만 지형, 기상상황, 접근성 등으로 인해 진화에 어려움을 겪고 있다.
대형 산불이 발생하는 환경에 대해 분석하고 군사용 장비를 활용한 산불진화 방안에 대해 연구했다. 증가 추세인 대형 산불의 효과적인 진화를 목적으로 군사용 155밀리미터(mm) 곡사포를 활용한 산불 진화 방안을 제안했다.
◇ 산불에 의한 뜨거워진 공기가 급격하게 상승하며 경사면을 따라 빠르게 확산
산불 발생 시 열 상승 작용에 따라 산불에 의한 뜨거워진 공기가 급격하게 상승을 하게되고 강한 상승풍이 발생한다. 따라서 산불은 경사면을 따라 위쪽을 향해 빠르게 진행된다.
또한 평지와 비교해 15~20도 정도의 경사에서는 2배, 30도 이상의 경사에서는 최대 4~5배 빠른 속도로 확산된다. 풍속이 약 9m/s 이상일 경우 산불은 대형 산불로 급속도로 발전한다.
산림청 산림항공 운영규정에 따르면 소형 항공기의 경우 10m/s 이상의 풍속에서 비행이 제한된다. 항공기별 비행제한 풍속은 표 1과 같다.
◇ 강한 바람 또는 험준한 지형으로 인원과 장비가 투입이 어려운 경우 적용 가능
우선 강한 바람 또는 험준한 지형으로 인원과 장비가 투입이 어려운 경우 155mm 곡사화기를 이용한 방법이 있다. 155mm 고폭탄 내 화약을 소화약제로 치환해 인원 및 장비투입이 어려운 장소에 탄착시켜 약제를 살포한다.
155mm 곡사포의 포탄으로는 M102, M795, M483A1 등 다양한 종류의 포탄이 존재한다. 산불 진화를 위해 치환된 약제는 분산돼야 하므로 다목적탄으로 사용이 가능한 M483A1탄을 선정했다. 포탄형상 제원은 표2와 같다.
다음 소화약제로는 물, 계면활성제 혼합수, 포소화약제, 젤 타입약제, 난연제(Phos- Chek) 등이 있으나 커버 가능한 면적과 효과 지속시간이 가장 긴 난연제(Phos- Chek)로 치환햤다.
마지막으로 탄도의 안정성을 검증하기 위해 표 2와 같은 수치를 사용했다. 이론적 검증을 위해 소약약제로 치환된 포탄에 대해 소화 약제 무게, 총 질량, 무게중심 등을 산정한 뒤 포탄의 탄도분석을 시행했다.
액체로 치환된 포탄에 대해 관성 모멘트 및 안정 성에 대해 검토한 결과 안정적인 수치를 보였다.
◇ 대형 산불의 확산 방지 및 인력·장비 출입이 제한되는 지역의 진화에 큰 성과 기대
기초적인 이론적 검증을 완료했으며 추후 CFD 해석을 통해 공기역학적 거동 및 비산정도 검증이 필요하다. 이후 실사격 시험을 통해 완전한 검증이 이뤄진다면 대형 산불의 확산 방지 및 인력·장비 출입이 제한되는 지역의 진화에 큰 성과를 나타낼 수 있다.
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 ▲ 정상 전문위원(중앙대학교 교수) |
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