비행 관리 시스템

3. 비행 계획

비행 계획은 비행 관리 시스템(FMS)의 핵심 기능 중 하나로, 지상에서 결정되거나 비행 중 수정될 수 있다. FMS는 비행 계획 정보를 비행 갑판 계기 EFIS의 항법 표시기(ND)에 전송한다.^[1]

3. 1. 비행 계획 수립

3. 2. 비행 중 수정

3. 3. 비행 계획 표시

4. 위치 결정

비행 관리 시스템(FMS)의 주요 임무는 비행 중 위치 고정을 획득하는 것이다. 즉, 항공기의 위치와 그 위치의 정확도를 결정하는 것이다. 단순한 FMS는 GPS와 같은 단일 센서를 사용하지만, 최신 FMS는 VOR과 같이 가능한 많은 센서를 사용하여 정확한 위치를 결정하고 검증한다.^[2]

4. 1. 위치 결정 센서

• 항공기 품질의 GPS 수신기는 가장 높은 정확도와 무결성을 갖추고 있어 주 센서 역할을 한다.
• 항공기 항법용으로 설계된 무선 보조 장치는 두 번째로 높은 품질의 센서 역할을 한다. 여기에는 다음이 포함된다.

• 관성 기준 시스템(IRS)은 링 레이저 자이로와 가속도계를 사용하여 항공기 위치를 계산한다. 이들은 매우 정확하며 외부 소스와 독립적이다. 항공사는 세 개의 독립적인 IRS의 가중 평균을 사용하여 "트리플 혼합 IRS" 위치를 결정한다.

4. 2. 실제 항법 성능 (ANP)

• 항공기 품질의 GPS 수신기는 가장 높은 정확도와 무결성을 갖추고 있어 주 센서 역할을 한다.
• 항공기 항법용으로 설계된 무선 보조 장치는 두 번째로 높은 품질의 센서 역할을 한다. 여기에는 다음이 포함된다.
• * 10초마다 한 번씩 위치를 결정하기 위해 5개의 서로 다른 DME(거리 측정 장비) 스테이션으로부터의 거리를 동시에 확인하는 스캔 DME(거리 측정 장비).^[2]
• * 방위를 제공하는 VOR(VHF 전방향 무선국). 두 개의 VOR 스테이션으로 항공기 위치를 결정할 수 있지만 정확도는 제한적이다.
• 관성 기준 시스템(IRS)은 링 레이저 자이로와 가속도계를 사용하여 항공기 위치를 계산한다. 이들은 매우 정확하며 외부 소스와 독립적이다. 항공사는 세 개의 독립적인 IRS의 가중 평균을 사용하여 "트리플 혼합 IRS" 위치를 결정한다.

5. 안내 (Guidance)

비행 관리 시스템(FMS)은 비행 관리 컴퓨터(FMC: Flight Management Computer), 자동 비행 장치(Auto Flight System), 각종 항법 장치/관성 항법 장치(INS: Inertial navigation system)/GPS 기술을 통합한 장치이며, 에어버스 A300(-600), 보잉 757 등 1980년대 이후에 제조된 현대 여객기의 대부분에 탑재되어 있다.

FMC의 입출력 장치인 CDU(Control Display Unit)는 조종석 좌석 옆에 배치되는 경우가 많으며, 이 CDU로부터의 입력 정보를 바탕으로 비행 경로를 내비게이션 디스플레이에 표시하거나, 센서류를 기반으로 관성 항법 장치나 GPS를 이용한 자동 조종을 수행한다. 또한 악천후 시 및 착륙 코스에서 크게 벗어난 경우 등에 계기 착륙 장치의 로컬라이저, 글라이드 패스의 유도 전파를 수신하여 자동으로 착륙시키거나 엔진 출력을 제어하는 것도 가능하며, 최신형 여객기에 일반적으로 탑재되는 항공 전자 장비이다.

보잉 747-400 등 대형 여객기의 CDU에는 디스플레이 양옆에 6개씩 화면 선택 키가 있으며, 아래에는 알파벳·숫자의 키패드 등 57개의 키가 배치되어 있다.

FMC가 고장난 경우에도 CDU에 입력한 항로 정보를 바탕으로 오토파일럿을 사용하거나, CDU를 사용하여 계기 착륙 장치 등을 수동으로 수신하는 것이 가능하다.

5. 1. 자동 비행 장치와의 연동

5. 2. FMS 모드

6. VNAV (수직 항법)

VNAV(수직 항법)는 에어버스 A320, 보잉 737과 같은 여객기나 터보팬 동력 항공기에서 사용되는 정교한 기능이다. VNAV는 수직 경로를 예측하고 최적화하며, 피치 축 제어와 스로틀 제어를 포함한다.^[3]

6. 1. VNAV의 작동 원리

6. 2. 연료 효율성 최적화

6. 3. 하강 시작 지점 (TOD)

7. 제어 및 표시 장치(CDU)

제어 및 표시 장치(CDU, Control Display Unit)는 비행 관리 시스템(FMS)의 입출력 장치로, 조종석 좌석 옆에 배치되는 경우가 많다.^[1] CDU의 입력 정보를 바탕으로 비행 경로를 내비게이션 디스플레이에 표시하거나, 센서를 기반으로 관성 항법 장치나 GPS를 이용한 자동 조종을 수행한다.^[1]

보잉 747-400과 같은 대형 여객기의 CDU에는 디스플레이 양옆에 6개씩 화면 선택 키가 있으며, 아래에는 알파벳·숫자 키패드 등 57개의 키가 배치되어 있다.^[1]

FMC가 고장난 경우에도 CDU에 입력한 항로 정보를 바탕으로 오토파일럿을 사용하거나, CDU를 사용하여 계기 착륙 장치 등을 수동으로 수신하는 것이 가능하다.^[1]

참조

_[1] 간행물 Contribution of Flight Systems to Performance-Based Navigation http://www.boeing.co[...] 2009
_[2] 서적 Avionics, Element, Software and Functions CRC Press
_[3] 웹사이트 AERO – Fuel Conservation Strategies: Cost Index Explained http://www.boeing.co[...] 2018-12-08
_[4] 웹사이트 Getting to Grips with the Cost Index http://www.cockpitse[...] 1998-05
_[5] 저널 Contribution of Flight Systems to Performance-Based Navigation http://www.boeing.co[...] 2009