전자조종실

항공기 자동화의 진화는 계속되고 있다.



항공기 조종이 기존의 손발로 조종했던 시대는 이제 순수한 아마추어에 자리를 내주고, 최신 항공기는 자동화 수준이 크게 높아져 전문 조종사라면 전자 조종실(글라스 칵핏)에 대한 지식을 갖추지 않으면 안 되는 시대가 되었다.



현대 항공기는 재래식 계기와 조종계통에서 이제는 LCD 디스플레이와 자종조종, 오토스로틀, GNSS 항법 그리고 비행관리장치(FMS)가 결합되어 항공기는 조종사가 입력한 프로그램밍에 따라 출발 공항에서부터 목적지 공항까지 스스로 비행할 수 있는 단계에 와있다.



이에 항공기를 다루는 조종사는 재래식 조종실 개념을 기반으로 첨단 장비를 조작할 수 있는 능력을 갖추지 않으면 안 된다. 글라스 칵핏(Glass Cockpit)에 대해서는 이미 오랜 전부터 소개되기 시작되어 현재는 소형 비행기는 물론이고 헬리콥터의 조종실이 극적으로 변화되고 있다.



글라스 칵픽(Glass Cockpit)을 적절한 우리말 용어를 선정하기 위한 고민에서 실제 글라스 칵핏을 가능하게 한 것이 항공전자의 발달이고 이에 착안하여 "전자조종실"이라 제목을 선정하였다. 이제 항공기 제작국 위치에서 재래식 항공기에서부터 최첨단 항공기에 적용된 기술을 관찰하고 분석할 수 있는 능력을 갖추게 될 것이다.



국내의 항공산업은 최고 수준에 도전하고 있다. 우리나라 항공산업이 다른 항공 선진국에서 경계의 대상이 되면서 동시에 강력한 동반자로 끌어들이기 위한 경쟁이 치열한 것은 우리나라의 반도체 산업과 디스플레이 기술을 바탕으로 소프트웨어는 세계 최고의 기술력을 갖추고 있기 때문이다. 실제 국내의 첨단 전자 제품들이 최신형 항공기에 탑재되고 있다.



이 책으로 모든 것을 만족할 수 없지만 전자조종실에 대한 기본 개념과 앞으로 우리가 개발해야 하는 아이디어를 제공하게 될 것이다. 아울러 민간 항공기의 자동화뿐만 아니라 군 전투기 조종실의 HUD와 HMD/HMDS는 미래 공중전에 필수적으로 갖추어야 하는 전자 시스템이다.



이 책은 국내에서 찾아보기 드문 항공지식을 제공하고 일반항공 독자들은 물론이고 전문조종사로 성장하기 위한 필수 기반 지식을 제공할 것으로 본다. 앞서 언급한 것과 같이 이 책으로 모든 것을 만족할 수 없지만 최소한 용어 하나 그리고 운용에 관한 기본 개념을 갖춘다면 다른 유사한 장비를 다루는데 큰 도움이 될 것이다.



이로써 항공인에게 소중한 지식을 제공할 수 있는 기반을 한 단계 더 쌓아 올렸다. 이 같은 지식을 기반으로 세계 최고의 항공인으로 결코 뒤지지 않기를 바란다. 이 같은 성과의 배경에는 "비행연구원"을 성원해 주신 모든 회원님들과 독자 분들의 성원이 큰 힘이 되었다.

제1장 조종실



1.1 개 요



1.2 조종실 배열

1.2.1 조종실의 효율적 배열

1.2.2 조종실 유형

1.2.3 캐노피

1.2.4 조종간

1.2.5 러더 페달

1.2.6 동력조정장치



1.3 계기 설계

1.3.1 계기의 발전

1.3.2 계기의 유형

1.3.3 디스플레이형 계기

1.3.4 표준화



1.4 계기판

1.4.1 계기판의 배열

1.4.2 재래식 계기 배열

1.4.3 현대 조종실 계기 배열



1.5 글라스 칵핏

1.5.1 글라스 칵핏의 개념

1.5.2 전자조종실 소요 제기

1.5.3 전자조종실과 항공안전

1.5.4 현대 운송용 항공기의 전자조종실

1.5.5 전투 항공기의 전자조종실



1.6 조종실과 인간공학

1.6.1 개 요

1.6.2 조종실 인간공학

1.6.3 조종실 공간

1.6.4 좌석과 안전벨트

1.6.5 디스플레이와 조종실 환경

1.6.6 조종력



1.7 전자조종실 사례

1.7.1 최신 민간항공기의 조종실의 인간공학적 설계

1.7.2 전투기 조종실의 인간공학적 설계



제2장 항공전자와 디스플레이



2.1 개 요



2.2 항공전자

2.2.1 역사적 배경

2.2.2 항공전자의 특징

2.2.3 항공전자와 현대 항공기

2.2.4 항공전자 기술의 진화

2.2.5 규격화



2.3 항공전자 기술의 확산

2.3.1 전자 디스플레이 발달

2.3.2 플라잇 데크



2.4 디스플레이

2.4.1 설계 요건

2.4.2 디스플레이 분류

2.4.3 발광 디스플레이

2.4.4 비발광 디스플레이

2.4.5 음극선관

2.4.6 발광다이오드(LED)

2.4.7 액정디스플레이

2.4.8 레이저 디스플레이

2.4.9 전자발광

2.4.10 전계 방출 디스플레이

2.4.11 유기발광다이오드(OLED)

2.4.12 액티브 매트릭스 유지발광다이오드(AMOLED)

2.4.13 플렉시블 디스플레이 기술



2.5 제어 입력 기술



제3장 전자조종실



3.1 개 요

3.1.1 전자조종실의 운용 방식

3.1.2 전자조종실의 효율적 활용

3.1.3 전자조종실의 효과

3.1.4 조종사의 심리적 상태

3.1.5 공통실수와 캣칭실수



3.2 전자비행계기

3.2.1 주비행디스플레이(PFD)

3.2.2 장점과 단점

3.2.3 EFIS 기본 배열

3.2.4 기본 구조



3.3 PFD 사례

3.3.1 Airbus-320



제4장 항공기 자동화



4.1 개 요



4.2 항공기 자동화

4.2.1 자동화 수준

4.2.2 자동화의 범주

4.2.3 자동화의 장점

4.2.4 자동화와 에어맨십

4.2.5 자동화 철학



4.3 자동조종장치

4.3.1 조종장치 발달

4.3.2 자동조종장치

4.3.3 오토스로틀

4.3.4 안정성 증대장치



4.4 자동화 비행

4.4.1 개 요

4.4.2 운용 개념

4.4.3 주요 기능의 활용

4.4.4 자동조종장치와 주비행디스플레이

4.4.5 자동조종장치의 작동법



4.5 비행 디렉터

4.5.1 비행 디렉터 기능

4.5.2 FD의 사용



4.6 프로그래밍

4.6.1 FMS에 프로그램화된 비행로

4.6.2 GPS 항행조향 기능

4.6.3 VOR 레디얼



4.7 기수방위 모드



4.8 고도 유지



4.9 상승과 강하

4.9.1 수직속도

4.9.2 고도 캡처와 수직속도

4.9.3 동력 관리



4.10 코스 인터셉트



4.11 연동접근

4.11.1 ILS 연동접근

4.11.2 수직유도와 RNAV 접근

4.11.3 동력 관리



4.12 FD/Autopilot 사용시기의 결정



4.13 기타 중요한 자동조종장치의 기능

4.13.1 오토파일럿 모드 인식

4.13.2 조종 인수와 인계 절차

4.13.3 오토파일럿의 비행전 점검

4.13.4 오토파일럿과 전자트림장의 고장



4.14 자동화 관리



4.15 위험 관리



4.16 자동화와 사고

4.16.1 새로운 유형의 자동화 사고

4.16.2 자동화 사고 사례

4.16.3 전자조종실에서 사고 예방



4.17 비행관리시스템

4.17.1 소 개

4.17.2 FMC

4.17.3 디스플레이 스크린

4.17.4 FMS 주요 기능



제5장 GNSS 계기비행



5.1 개 요



5.2 계기비행과 정밀도

5.2.1 GNSS의 발달



5.3 IFR GPS 수신기

5.3.1 장비와 데이터베이스 요건

5.3.2 계기접근차트의 항법 데이터화

5.3.3 GPS 거리와 DME 거리

5.3.4 직선항적거리

5.3.5 컴퓨터항법픽스(CNF)

5.3.6 GPS 수신기의 자동순차기능과 대기

5.3.7 IAF와 웨이포인트의 선정

5.3.8 GPS와 VOR 스케일링의 차이

5.3.9 GPS 수평보호한계

5.3.10 30NM 아크

5.3.11 WAAS 스케일링



5.4 WAAS 계기비행

5.4.1 GPS 노탐/항공정보

5.4.2 GPS 노탐의 종류

5.4.3 RAIM 기능상실

5.4.4 재래식 항법 데이터와 GPS 항법 데이터

5.4.5 감도 오버라이딩

5.4.6 출발과 계기출발절차(DPs)

5.4.7 GPS 계기접근

5.4.8 GPS IFR 숙달







5.5 GPS 계기접근차트

5.5.1 난외주기

5.5.2 서두부

5.5.3 평면도

5.5.4 측면도

5.5.5 최저치



제6장 GNSS 항법



6.1 개 요



6.2 지역항법

6.2.1 RNAV 운용 개념

6.2.2 FMS/RNAV 컴퓨터

6.2.3 비행계획 수립



6.3 항법 데이터베이스

6.3.1 비행전 준비

6.3.2 비행계획 수립

6.3.3 캣칭 오류

6.3.4 FMS와 다른 항법장치의 연동

6.3.5 공통 실수

6.3.6 모드 인식



6.4 순항항로 항법

6.4.1 액티브 웨이포인트

6.4.2 액티브 웨이포인트 도착

6.4.3 순항항로 감도



6.5 순항항로 수정

6.5.1 웨이포인트 추가 및 삭제

6.5.2 다른 계기절차 또는 전이의 선택

6.5.3 가장 가까운 공항으로 직행



6.6 강 하

6.6.1 강하계획 필수요소



6.7 인터셉트와 트래킹

6.7.1 다른 코스의 인터셉트와 트래킹

6.7.2 비순차 모드

6.7.3 다른 웨이포인트의 인터셉트와 트래킹



6.8 체 공



6.9 아크 절차



6.10 GPS와 RNAV 접근



6.11 측방/수직항법



6.12 LPV

6.12.1 GPS or RNAV(GPS) 접근 웨이포인트

6.12.2 GPS or RNAV(GPS) 접근 비행

6.12.3 레이더 유도



6.13 역코스 절차



6.14 실패접근

6.14.1 MAP 인식

6.14.2 ATC 실패접근 지시



6.15 재래식 무선항법과 연동

6.15.1 상황인식



제7장 MFD 활용



7.1 개 요



7.2 다기능 디스플레이



7.3 이동지도

7.3.1 이동지동의 사용

7.3.2 사용상의 주의

7.3.3 공간적 위치추론과 시각화

7.3.4 고장 지시



7.4 지형인식

7.4.1. 지상근접경고장치

7.4.2 지형 디스플레이

7.4.3 지형인식과 경고장치



7.5 조종실 기상장치



7.5.1 뇌우와 강수

7.5.2 탑재기상 레이더

7.5.3 지상기상 감시레이더

7.5.4 첨단기상 데이터 시스템



7.6 항공교통 데이터 장치

7.6.1 교통충돌회피장치

7.6.2 지상기반 교통정보업무

7.6.3 ADS-B를 기반으로 한 첨단 교통데이터장치

7.6.4 교통데이터장치의 활용



7.7 연료관리장치

7.7.1 초기 연료 예측

7.7.2 적재 연료량 예측

7.7.3 후속 지점에서 연료 예측

7.7.4 항속시간의 결정



7.8 기타 조종실 정보 시스템의 기능

7.8.1 전자 점검표

7.8.2 전자 차트

7.8.3 MFD에 FMS/RNAV 페이지



제8장 HUD



8.1 개 요



8.2 전방시현기

8.2.1 HUD 발달

8.2.2 HUD 유형

8.2.3 설계 요소

8.2.4 시현 원리

8.2.5 기본 구성품

8.2.6 HUD의 장점과 단점



8.3 민간항공 HUD

8.3.1 HUD 개발 개요

8.3.2 구성품

8.3.3 운용 모드

8.3.4 디스플레이 제어장치 메뉴

8.3.5 HUD 부호



8.4 개량합성시각장치



8.5 전투 항공기 HUD

8.5.1 개발 수요

8.5.2 전투기 HUD의 부호



제9장 HMD/HMDS



9.1 개 요



9.2 HMD/HMS의 탄생

9.2.1 HMD/HMS 역사적 배경

9.2.2 기계식 헤드 트래커

9.2.3 군용 HMD/HMS

9.2.4 HMD와 미사일

9.2.5 HMD의 장점과 단점



9.3 HMD 주요 기술

9.3.1 기본 구성품

9.3.2 헬멧 위치 감지

9.3.3 헬멧 광학

9.3.4 HMD 투시방법

9.3.5 시야 오버랩

9.3.6 HMD 투영 방식

9.3.7 망막 투영 HMD

9.3.8 시각연동체계



9.4 HMD 소개



9.4.1 HMD 개량 요소

9.4.2 전투기 HMD

9.4.3 공격 헬리콥터 HMD

이강희