그러나 오전11시27분 사고 발생 직전 착륙을 준비하는 과정에서 상황이 돌변했다. 항공기의 활주로 접근방식은 정상을 벗어나 있었다. 한 차례 '쿵'하는 소리가 난 뒤 5~10초가 지나자 엄청난 소리와 함께 마치 지진이 난 것처럼 기체 바닥이 올라왔다 내려앉았다. 기체 뒤쪽에서 연기가 발생하면서 "불이야"라는 다급한 외침이 여객기 안에 울려 퍼졌다. 사고기는 착륙 직후 화염과 짙은 연기에 휩싸였다. 기내 안은 물론 샌프란시스코공항 일대는 순식간에 아수라장으로 변했다.
사고 당시 공항 근처에 있던 케이트 벨딩씨는 "항공기의 활주로 접근상태가 좋지 않은 것 같았다"고 전했다. 스테파니 튜너라는 여성 역시 ABC방송에서 착륙하는 항공기를 본 순간 즉각 접근 각도가 이상하다는 것을 느낄 수 있었다고 말했다.
항공기의 랜딩 기어도 제대로 작동하지 않았다는 증언도 나왔다. 목격자인 댄 글릭만은 아시아나항공기의 바퀴들이 제대로 빠져 나오지 않은 것 같았다고 말했다.
착륙 직전 이상 징후를 감지한 승객들도 있었다. 사고기에 탑승하고 있던 엘리어트 스톤은 CNN에서 활주로를 볼 수 있었는데 항공기의 하강이 너무 가팔랐다고 전했다. 그는 "착륙을 위해 해안가로 접근할 때 갑자기 엔진이 꺼진 것 같았다. 조종사가 스피드를 올리려 했고 모든 사람들의 몸이 천정으로 솟구쳤다"고 말했다.
조종사와 관제탑은 착륙 직전 비상상황을 공유한 것으로 보인다. CNN은 기장과 관제탑의 교신에서 기장은 "응급차량이 필요하다"고 말했고 관제탑은 착륙 5분 전인 오전11시22분 30초에 "214 항공기 응급차량 준비됐다"고 응답했다고 보도했다. 하지만 이에 대해 국토교통부는 사고여객기에서 응급차량을 호출한 적이 없다고 이를 부인했다.
탑승객 강모(14ㆍ중2)양은 항공기가 활주로에 착륙할 때까지 아무런 이상한 점이 없었고 착륙할 때 '쿵'하는 소리를 들었지만 별일 아니라고 생각했다고 전했다. 그러나 곧바로 엄청난 소리가 들리더니 기체가 요동쳤다.
사고기는 착륙 직후 화염과 짙은 연기에 휩싸였다. 공항 관계자에 따르면 당시 사고기는 착륙하던 중 꼬리 부분이 먼저 지면에 닿았다. 일반적인 항공기 착륙에서는 바퀴가 지면에 닿으면서 마찰로 인해 흰 연기가 나오는 데 비해 사고기는 엄청난 양의 흰 연기와 함께 동체 바닥 부분에서 화염이 나오는 것을 볼 수 있었다.
조종석 바로 뒷부분 객실에서 주날개가 있는 곳까지 동체 지붕이 완전히 소실됐고 엔진 한 개도 떨어져 나갔다. 같은 시간 다른 항공기에 탑승하고 있던 크리스티나 스탭척은 창문을 통해 사고기가 앞뒤로 몹시 심하게 요동치고 꼬리가 잘려나가고 파편들이 어지럽게 날리는 것을 볼 수 있었다고 증언했다.
승객들은 비행기가 완전히 멈춘 뒤 "빨리 탈출하라"는 조종사의 다급한 목소리를 듣고 급히 탈출구로 달려나갔다. 승객들은 비상 슬라이드를 이용해 탈출했다.
탑승객 데이비드 은 삼성전자 부사장은 "사방에서 소방관과 구조대원들이 부상자들을 대피시키고 있다"며 "승객들 대부분이 침착했고 소방대원과 구급대원들이 일을 할 수 있도록 도와줬다. 9ㆍ11 이후 이런 느낌은 처음"이라고 이날 오후12시30분께 트위터를 통해 밝혔다.
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