조종계기·항법계기와 GPS — 조종사 핸드북 3장 (3/3)

앞 편은 비행조종·동체 구조·복합재와 성능계기까지였습니다. 이번 편은 조종계기·항법계기, GPS, 3장 정리입니다. 앞 편은 비행조종·모노코크와 복합재입니다.

아날로그 계기판과 PFD의 조종계기 — 자세지시계·흡기압력계·회전계
그림 3-20. 조종계기 (출처: FAA)

조종계기

조종계기(control instruments)는 자세와 출력의 즉각적인 변화를 보여 주며, 정밀한 증분으로 맞출 수 있게 눈금이 잡혀 있습니다. 자세를 나타내는 계기는 자세지시계(attitude indicator)입니다. 조종계기는 항공기 속도나 고도를 나타내지 않습니다. 이런 값과 그 밖을 알려면 조종사는 성능계기를 봐야 합니다.

시험 포인트 — 조종계기는 자세·출력의 즉각 변화만 보여 줍니다. 속도·고도는 성능계기입니다. 그림 3-20에서 자세지시계·흡기압력계·회전계가 조종 쪽입니다.

항법계기

항법계기(navigation instruments)는 선택한 항법시설 또는 픽스(fix)에 대한 항공기의 위치를 나타냅니다. 이 무리에는 여러 종류의 코스 지시계, 거리 지시계, 활공각 지시계, 베어링 포인터가 들어갑니다. 계기가 더 앞선 신형 항공기는 정보를 섞어 보여 주어, 조종사에게 더 정확한 위치 정보를 줍니다.

항법계기는 GPS, 초단파전방향무선표지(VHF omni-directional radio range, VOR), 무지향표지(nondirectional beacon, NDB), 계기착륙시설(instrument landing system, ILS) 정보를 나타내는 지시계로 이루어집니다. 이 계기들은 선택한 항법시설 또는 픽스에 대한 항공기 위치를 나타냅니다. 또한 지문항법(pilotage) 정보를 주어, 미리 정한 경로에 항공기를 붙들어 둘 수 있게 합니다. 지문항법 정보는 지상 또는 위성 항법 정보에 대해 2차원일 수도, 3차원일 수도 있습니다.

아날로그 나침반·VOR과 디지털 HSI에 나타난 같은 항법 상황
그림 3-21. 아날로그 표시와 디지털 표시에 나타난 항법 정보 비교 (출처: FAA)
활공각 위·아래일 때 아날로그와 디지털의 플라이 업·플라이 다운 지시
그림 3-22. 활공각 포착의 아날로그·디지털 지시 (출처: FAA)

전지구위치결정계통(GPS)

GPS는 미국 국방부(DOD, Department of Defense)가 궤도에 올린 위성망으로 이루어진 위성 항법계통입니다. 원래는 군사용이었으나, 1980년대에 정부가 민간 이용을 열었습니다. 날씨와 관계없이 세계 어디서나 하루 24시간 동작합니다.

GPS 수신기는 적어도 위성 3개의 신호에 잠겨야 2차원 위치(위도·경도)를 계산하고 이동을 추적할 수 있습니다. 보이는 위성이 4개 이상이면 수신기는 사용자의 3차원 위치(위도·경도·고도)를 구할 수 있습니다. 신호 손실과 신호 모호성을 메우려면 다른 위성도 보여야 합니다.

보이는 위성 구할 수 있는 것
3개 2차원 위치(위도·경도)와 이동 추적
4개 이상 3차원 위치(위도·경도·고도)
추가 위성 신호 손실·모호성 보정

GPS 사용은 17장 항법에서 더 자세히 다룹니다. 또한 항공정보교범(AIM, Aeronautical Information Manual)에서도 GPS를 다룹니다. (역주: 국내는 항공안전법·AIP 기준이 다를 수 있으니 확인 필요)

흔한 실수 — 위성 3개만으로 고도까지 나왔다고 믿으면 안 됩니다. 3개는 위도·경도이고, 고도가 들어가려면 4개 이상이 보여야 합니다.

3장 정리

이 장은 항공기 구조의 개요입니다. 항공기 구조와 조종을 더 깊이 이해하려면, 항공기소유조종사협회(AOPA, Aircraft Owners and Pilots Association) 같은 항공 단체가 온라인으로 제공하는 비행 시뮬레이션 소프트웨어나 대화형 프로그램을 쓰면 됩니다. 값진 비행 정보가 실린 여러 항공 정기간행물을 구독하거나 살펴보는 것도 좋습니다. 1장에서 이야기했듯, 미국항공우주국(NASA)과 FAA도 조종사에게 무료 정보를 제공합니다.

다음 편은 4장 비행 원리입니다.

핵심 정리

  • ● 계기는 성능·조종·항법 세 범주입니다. 앞 편의 성능계기에 이어, 이번 편은 조종과 항법입니다.
  • ● 조종계기는 자세와 출력의 즉각 변화를 정밀 증분으로 보여 줍니다. 자세는 자세지시계입니다. 속도·고도는 조종계기에 나오지 않으니 성능계기를 봅니다.
  • ● 항법계기는 선택한 항법시설 또는 픽스에 대한 위치를 나타냅니다. 코스·거리·활공각·베어링 포인터가 들어가고, GPS·VOR·NDB·ILS 정보를 보여 줍니다.
  • ● 항법계기는 미리 정한 경로에 붙들기 위한 지문항법 정보도 줍니다. 지상·위성 기준 모두 2차원 또는 3차원일 수 있습니다.
  • ● GPS는 미국 국방부가 올린 위성망입니다. 1980년대에 민간이 열렸고, 전 세계·전천후·24시간입니다.
  • ● 위성 3개면 2차원(위도·경도)과 이동 추적, 4개 이상이면 3차원(위도·경도·고도)입니다. 손실·모호성을 메울 위성도 더 보여야 합니다.

이 글은 미국 연방항공청(FAA)의 Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge(FAA-H-8083-25B)(퍼블릭 도메인)를 번역·재구성한 시리즈입니다.

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