공중항법

1. 어원
Navigator = Navis(선박) + Agere(방향을 정하다 이동하다)
= 항공기를 한 지점에서 다른 한 지점으로 이동시키는 과정
= 넓은 의미에서 항공기는 방향 또는 방향을 잡는 능력이 요구되는 물체
= Aviation, Aerial Navigation, Air Navigation

 

2. 공중항법의 특성 ⇒ 특정한 위치 또는 지점에서 자신의 위치를 결정할 수 있는 능력을 가지고 항공기를 신속하고
정확하게 다른 지점으로 이끌어 가는 기술.
(즉, 비행 전 모든 것을 계획하고 준비하며, 비행을 하면서 수정하여 안전하게 목적지에 착륙
하는 단계까지를 의미)

 

가. 지속적인 이동의 필요성 

나. 제한된 항속시간 

다. 고속 

라. 기상의 영향

 

3. 항법의 시작
⦁ 초기 미숙한 형태의 Dead Reckoning(DR 추측항법), 초기 아스토르라베(Astrolabe)의 발명에 의해 이용
⦁ 1700년대 정확한 시계(Chronometer, Time piece)와 육분의(sextant)

4. 공중 항법의 문제
⦁ 의도된 비행을 수행하기 위해 필요한 방향을 결정하는 것과 위치를 결정하는 것
그리고 그 목적지까지 거리와 시간을 결정하는 것

⦁ 위치에 대한 정보 없이(장비에 대한 도움 없이) 항법을 수행 시「DR항법」

(DR항법은 방향과 속도 자료만을 사용해서 이전의 위치에서 이동된 위치 결성)

⦁ DR 위치 선정 시 가장 중요한 요소는 (경과시간, 방향, 거리, 속도) 

* 항법 4大 요소 : (위치), (방향), (시간), (거리)

 

※ Dead Reckoning Navigation(DR 항법), Celestial Navigation(천체 항법)
Radar Navigation(레이더 항법), Pressure Pattern Navigation(기압차 항법)
Doppler Navigation(도플러 항법), Grid Navigation(그리드 항법)
Inertial Navigation(관성 항법) ⇒ 일반적으로 “Navigation"

 

 

<항법의 분류>

1. 지문 항법(Pilotage) : 지상목표 확인. 육상 또는 해안에서 시계비행 상태 하에서 가능한 항법으로
육안으로 확인되는 지상목표를 이용하여 항법

 

2. 추측 항법(Dead Rackoning Nav') : 해상, 운상, 야간 또는 시정 불량 시 사용되는 항법으로
속도계(A/S), 고도계 자기나침의 등의 기본 계기를 이용
예상되는 경로를 비행하는 방법. 지상목표 없는 지방에서 적용
(모든 항법의 기초. 시간 경과에 따른 오차 누적)
⦁  추측항법표준(Plotting Symbol)
- 항로선(Course Line) : 방향과 거리를 가지며 A/C가 비행하고자 하는 수평요소
- 추측위치(DR position) : 마지막으로 확인한 위치로부터 시간, GS, TR을 정확히 산출하기 위해 설정해둔 지구상의 어느 위치
- 공중위치(Air Position : AP) : 대기와 관련되어 있는 A/C위치. TH, TAS는 AP 설정하여 사용되는 Vector 요소
- Fix : 추측항법의 보조로서 결정된 확실한 위치

 

3. 전자 항법(Electronic Nav')
가. 무선 항법(Radio Nav') : 150～200NM 가능
- 무선국으로부터 송신된 전파를 수신하여 항공기 위치를 확인하고 경로를 이용하는 항법
- ADF, VOR, DME, TACAN, VORTAC 이용
나. LORAN 항법(Long Range Nav') : 주간 700NM, 야간 1,400NM
- Station의 Pulse 전파 도달 시간 차 측정에 의한 위치성 조합
다. RADAR 항법(RDR Nav') : 150NM ⇒ 「지문 항법 전자화」
- 야간, 설상 등 시계 불량 시 Radar로 지형 판단. 지문 항법의 분야를 전파이용으로 시정장애 극복
라. Doppler Radar 항법 → 추측 항법 전자화
- 설상, 해상 장거리 비행시 측풍 편류측정, 대지속도(GS) 정보 획득. 추측 항법시 정확도 증진

 

4. 천문 항법(Celestial Nav') : 천체 관측으로 항공기 위치 파악 경로를 선정하는 항법
- 장거리 해상 비행 시 유용

 

5. 최신 항법 : 대형화, 고속화, 장거리화 → 안정성 못지 않게 경제성 중요
가. Grid Nav' - 극지방 같이 MC 사용 못하고 대권 항로 비행이 유리
- ATC 입장에서 다수 A/C를 동일 항로 비행 위해 대권 항로 지정하는 경우
⇒ 자오선 대신 Grid(인공자오선) 사용. MC 대신 Gyro 사용하여 대권 비행
나. Inertial Nav'(관성 항법)
- Gyro 강직성 이용 : Gyro의 platform 에 3축 방향 가속도계 장치
(검출치를 Computer에서 GS. DA 산출)
다. GPS 항법 : 정지 위성 이용
라. 기압 배치 비행(Pressure Pattern Flight)
- 장거리 비행 시 예상 상층 천기도 이용. 편류산출. 배풍 최대 이용을 위한 항로 및 고도 선택
⇒ 비행시간 단축 * 최단거리 대권항로가 반드시 경제적인 항로는 아님

 

※ 항법 기본 계기 : 고도, 속도, H/D Ind', Temp, Clock
    항법 보조 장비 : ADF, VOR, DME, LORAN
※ 추측 항법(DR) 기본 계기 : 기압고도계, 나침의, 시계, 속도계

 

<항법의 2단계>
1. 제 1단계 : 비행 전 지상에서의 계획
- 자기의 항로를 계획하고 기상요소에 의한 영향을 고려한 항법계획을 수립하는 등 공중에서의 WORK를 줄이기
위해 지상에서 실시하는 모든 것

 

2. 제 2단계 : 비행 중 계획된 경로 유지
- 비행 중 기상 등 환경 요소, 실제속도(GS) 등을 참고하여 계획된 경로를 유지하고 ETA 등을 구하는 것

 

<항법에 중요한 3가지> : 위치확인, 침로(방향)의 결정. 도착 예정시간의 산출

1. 위치의 확인 : 항법의 정확성을 높이기 위해서는 정확한 위치의 결정이 필수적
- 위치 오차 유발 요소 : 기상(풍향, 풍속)의 영향, 조종이나 계기조작상의 인위적인 원인에 의한 영향, 계기 고유
오차의 영향 등
2. 침로(방향)의 결정 : 편류를 수정하여 목적지를 향하는 침로(방향)를 결정하고 비행 중 지속적 확인 및 수정
3. 도착 예정시간의 산출 : 비행 전 계획으로 대략의 소요시간이 계산되지만 기상요소, 예상치 못했던 비행장애 등
으로 변화하므로 확인하여 수정 및 대책 수립