접지 근접 경고 시스템

Ground proximity warning system
GPWSMode2.svg

지상 근접경보시스템(GPWS)은 조종사의 항공기가 지상으로 즉시 날아갈 위험이 있거나 장애물이 있을 경우 조종사에게 경고하도록 설계된 시스템이다. 미국연방항공청(FAA)은 GPWS를 지형인식경보시스템(TAWS)의 일종으로 정의하고 있다.[1] 1996년에 도입된 보다 진보된 시스템은 현대적인 유형의 TAWS인 향상된 지상 근접 경고 시스템(EGPWS)으로 알려져 있다.[2]

역사

주요 기사: 터레인 인식 경고 시스템 § 이력

1960년대 후반, 지형에 대한 일련의 통제된 비행 사고는 수백 명의 목숨을 앗아갔다. CFIT 사고는 완전히 자격을 갖춘 인증된 승무원의 통제 하에 적절하게 작동하는 비행기가 승무원 부분에 대한 명확한 인식 없이 지형, 물 또는 장애물로 비행되는 것이다.[3]

1970년대 초반부터, 많은 연구들이 CFIT 사고의 발생을 조사하였다.[3] 이 연구들에서 나온 연구 결과는 지상 근접 경고 시스템(GPWS)이라고 불리는 경고 장치를 사용했다면 그러한 사고를 피할 수 있었다는 것을 보여주었다. 이러한 연구와 미국 국가교통안전위원회(NTSB)의 권고사항으로 1974년 FAA는 모든 대형 터빈과 터보제트 항공기에 TSO가 승인한 GPWS 장비를 설치하도록 요구하였다.[3][4]

유엔 국제민간항공기구(ICAO)는 1979년 GPWS 설치를 권고했다.[5]

캐나다 태생의 엔지니어인 C. Donald Bateman은 GPWS의 발명을 개발하여 공로를 인정받고 있다.[6]

2000년 3월, 미국 FAA는 모든 미국 등록 터빈 동력 비행기 6개 이상의 승객 좌석(조종사 및 부조종사 좌석 제외)에 FAA가 승인한 TAWS를 장착하도록 운영 규칙을 개정하였다.[3] 이 명령은 2002년 3월 29일 이후에 제작된 항공기에 적용된다.[7]

효과 및 통계

GPWS 개발에 앞서 대형 여객기는 연간 3.5건의 치명적인 CFIT 사고가 발생해 1970년대 중반 연간 2건으로 떨어졌다. 2006년 보고서는 미국 FAA가 그러한 장비를 탑재할 것을 요구했던 1974년부터 보고 때까지 미국 영공에서 대형 제트기에 의한 CFIT 추락사고로 승객 사망자가 단 한명도 발생하지 않았다고 밝혔다.[8]

1974년 이후, 초기 GPWS 시스템의 "사각지대" 때문에 GPWS가 예방할 수 없었던 몇몇 CFIT 사고가 여전히 있었다. 더 발전된 시스템이 개발되었다.

오래된 TAWS 또는 EGPWS 비활성화 또는 공항이 데이터베이스에 없을 때 경고를 무시하거나 심지어 전체 EGPWS조차 여전히[9] 가능한 CFIT 사고에 취약한 상태로 남아 있다. 2010년 4월 러시아 스몰렌스크 인근에서 폴란드 공군 투폴레프 Tu-154M 항공기가 추락해[10] 레흐 카지슈스키 폴란드 대통령을 포함한 모든 승객과 승무원이 사망했다.[11][12][13][14] 이 항공기에는 투싼의 유니버설 항공시스템이 만든 TAWS가 장착됐다.[11] 러시아 주간 항공 위원회에 따르면, TAWS가 켜졌다.[15] 그러나 항공기가 착륙하려던 공항(Smolensk, XUBS)은 TAWS 데이터베이스에 없다.[16][17] 2008년 1월 폴란드 미로스와비츠 인근에서 발생한 CFIT 사고로 폴란드 공군 Casa C-295M이 EGPWS를 장착했음에도 불구하고 추락했다. EGPWS 경고음은 비활성화된 상태였으며, 조종사는 EGPWS로 제대로 훈련되지 않았다.[18]

상용항공기

FAA 규격에는[19] 조종석에 특정 경고음이 울려야 하는 시기에 대한 세부 요구사항이 있다.

이 시스템은 레이더 고도계에 의해 결정되는 항공기의 지상 높이를 감시한다. 그런 다음 컴퓨터는 이러한 판독값을 추적하고, 추세를 계산하며, 항공기가 특정 비행 구성("모드")에 있을 경우 시각 및 오디오 메시지로 비행 승무원에게 경고한다.

모드는 다음과 같다.

  1. 과도한 강하 속도("SINK RATE" "PULL UP")[Note 1]
  2. 과도한 지형 폐쇄 속도("TERREIN" "PULL UP")
  3. 이륙 후 또는 고출력 설정("DONT SINK") 시 고도 손실
  4. 안전하지 않은 지형 간극("너무 낮음 - 지형이 너무 낮음" "너무 낮음 - 기어" "너무 낮음 - 플랩
  5. 글리들롭 이하("GLIDESLOPE")의 과도한 편차
  6. 지나치게 가파른 뱅크 각도("뱅크 각도")
  7. 윈드셔 보호("WINDSHEAR")
  8. 착륙 중 항공기 높이 판독("2500" "2000" "1000" "500" "400" "300" "200" "100" "50" "40" 30" "20") 에어버스 항공기는 보통 400~300피트 사이의 "최소값"을, 보잉 항공기는 2500피트에 도달하기 전에 "최소값 승인"을 외친다.

전통적인 GPWS에는 맹점이 있다. 항공기 바로 아래에서만 데이터를 수집할 수 있기 때문에 향후 지형 특성을 예측해야 한다. 급경사 등 지형에 급격한 변화가 있을 경우 GPWS는 회피조치가 늦을 때까지 항공기 폐쇄율을 감지하지 못한다.

1990년대 후반에 개선사항이 개발되어 현재는 "향상된 지상 근접경보시스템"(EGPWS/TAWS)이라는 명칭이 붙었다. 이 시스템은 전 세계 디지털 지형 데이터베이스와 결합되어 있으며 위성 위치 확인 시스템(GPS) 기술에 의존하고 있다. 온보드 컴퓨터는 현재 위치를 지구 지형의 데이터베이스와 비교한다. 터레인 디스플레이는 조종사에게 항공기 주변의 높은 지점과 낮은 지점을 시각적으로 향하게 한다.

EGPWS 소프트웨어 개선은 두 가지 일반적인 문제 해결, 즉 경고가 전혀 없는 문제, 늦은 대응 또는 부적절한 대응 문제에 초점을 맞추고 있다.

경고 없음

GPWS 경고가 없는 CFIT 발생의 주요 원인은 착륙 부족이다. GPWS는 착륙 기어가 하강하고 착륙 플랩이 전개되면 비행기가 착륙할 것으로 예상해 경고가 나오지 않는다. 그러나 GPWS도 누전으로 오작동할 수 있다. 1997년 9월 26일 가루다 인도네시아 항공 152편이 구릉지대에 추락해 탑승객 222명과 승무원 12명 전원이 사망했다. 비행기가 지형에 가까워졌음에도 불구하고 착륙장치와 착륙용 플랩이 전개되지 않았는데도 GPWS는 활성화되지 않았다. EGPWS는 착륙 구성에서도 GPWS 보호를 제공하는 터레인 클리어런스 플로어(TCF) 기능을 도입했다.

늦은 경고 또는 부적절한 응답

GPWS 경보의 발생은 일반적으로 업무량이 많은 시간에 발생하며 거의 항상 승무원을 놀라게 한다. 거의 확실히, 항공기는 조종사가 생각하기에 적절한 위치가 아니며, 이러한 상황에서 GPWS 경고에 대한 대응이 늦을 수 있다. 하향으로 보이는 무선 고도계가 경고 계산에 사용되는 1차 센서이기 때문에 항공기가 가파른 지형으로 비행하는 경우에도 경고 시간이 짧을 수 있다. EGPWS는 터레인 디스플레이와 터레인 데이터 베이스 전방 주시 보호를 도입하여 터레인 인식 및 경고 시간을 개선한다.[citation needed]

사건

상업 및 항공사 운영에서 EGPWS 주의 또는 경고가 발생할 경우 반드시 따라야 하는 법적 의무가 있는 절차가 있다. 두 조종사 모두 일단 경보가 발령되면 그에 따라 대응하고 행동해야 한다. 인도네시아의 한 선장은 이러한 절차를 지키지 않아 과실치사 혐의로 기소되었다.[20]

일반 항공

주요 기사: TAWS § TAWS 유형

피스톤 결합 항공기에 TAWS 장비는 미국 FAA가 요구하지 않지만, TAWS 타입 C로 분류된 옵션 장비를 설치할 수 있다. 운용 유형에 따라 TAWS는 6인승 이상의 터빈동력 항공기에만 장착하면 된다.

보다 작고 저렴한 EGPWS 버전은 AlliedSignal(현재는 Honeywell과 합병)에 의해 일반 항공기와 민간 항공기를 위해 개발되었다.[21]

고속 군용기

고속 군용기의 경우 자주 날 수 있는 고속과 저고도 때문에 사각지대가 중요한 부분이 되기 때문에 기존의 GPWS 시스템은 적합하지 않다. 따라서 레이더 고도계뿐만 아니라 관성항법시스템(INS), 위성위치확인시스템(GPS), 비행통제시스템(FCS)에서도 입력을 받아 최대 8.0km 전방 항공기의 비행경로를 정확하게 예측하는 향상된 시스템이 필요하다. 그런 다음 지형과 장애물 기능의 디지털 지도를 사용하여 항공기가 미리 설정된 g-레벨에서 정지하지 않을 경우 충돌이 발생할 가능성이 있는지 여부를 결정한다. 충돌이 예측될 경우 조종석 경고가 제공될 수 있다. 유로파이터 태풍 등 항공기에 배치된 시스템 유형이다.[22] 미국 FAA는 또한 재난으로부터 민간 제트 여객기를 복구하기 위해 3-D 추진력 벡터링의 적용에 관한 연구를 수행했다.[23]

2016년 5월 5일 F-16에 탑재된 군용 GPWS(Auto-GCAS)가 기본적인 전투기 기동훈련 중 훈련생 조종사가 과도한 G군에 의식을 잃자 극적인 세이브를 했다. 약 55도 코로 내려가는 자세에서 8,760피트(2,670m)와 652KIAS(750mph 또는 1,210km/h)에서, 오토-GCAS는 항공기가 지형을 타격할 것이라는 것을 감지하고 자동 회수를 실시하여 조종사의 생명을 구했다.[24]

참고 항목

메모들

  1. ^ 일부 GPWS 시스템(일반적으로 오래된 시스템)에서는 "PULL UP" 청각 경보 이전에 "후프"라고 불리는 소음이 두 번 울릴 수 있다.

참조

  1. ^ http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgAdvisoryCircular.nsf/0/7ca84861d31651a5862569b2006dbcfe/$FILE/ATTOVW46/AC23-18.pdf
  2. ^ "Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS) – Honeywell Aerospace Engineering". 1.honeywell.com. Archived from the original on October 2, 2011. Retrieved October 17, 2011.
  3. ^ a b c d 참고: 미국 FAA Circular AC23-18에서 복사한 원본 텍스트 [1]. 미국 정부의 작품으로서 작품에 대한 저작권이 없으며, 자유롭게 복제될 수 있으므로 여기에 포함된다. 원문에 포함되지 않은 추가 또는 축소된 텍스트와 형식은 명확성과 강조를 위해 여기에 추가되었다.
  4. ^ (제121.360조 및 135.153)(39 FR 44439조, 1974년 12월 18일)
  5. ^ 1999년 개인 항공 우주 산업상
  6. ^ "Invent Now Hall of Fame Search Inventor Profile". Invent.org. March 8, 1932. Archived from the original on September 27, 2011. Retrieved October 17, 2011.
  7. ^ "Sec. 121.354 – Terrain awareness and warning system". Federal Aviation Administration. Retrieved April 29, 2007.
  8. ^ Sabatini, Nicholas. "Downward Pressure on the Accident Rate". Federal Aviation Administration. Retrieved March 19, 2009.
  9. ^ ""Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS" – Polska – Informacje – portal TVN24.pl – 27.04.2010". Tvn24.pl. April 27, 2010. Retrieved October 17, 2011.
  10. ^ Wacław Radziwinowicz, Moskwa, mich (April 19, 2010). "Śledztwo. Jak doszło do katastrofy". Wyborcza.pl. Retrieved October 17, 2011.{{cite web}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  11. ^ a b Levin, Alan (April 13, 2010). "Device spurs questions in Polish crash". USA Today.
  12. ^ "Tu-154 miał system ostrzegania. Nie zadziałał?". Tvp.Info. April 15, 2010. Retrieved October 17, 2011.
  13. ^ "Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić!". Fakt.pl. Retrieved October 17, 2011.
  14. ^ "Wprost 24 – Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony". Wprost.pl. April 16, 2010. Retrieved October 17, 2011.
  15. ^ "Archived copy". Archived from the original on March 25, 2010. Retrieved April 24, 2010.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  16. ^ Corporations, Universal Avionics Systems. "Universal Avionics - Error Page" (PDF). www.uasc.com. Archived from the original (PDF) on July 17, 2011. Retrieved April 24, 2010.
  17. ^ Corporations, Universal Avionics Systems. "Universal Avionics - Error Page" (PDF). www.uasc.com. Archived from the original (PDF) on September 18, 2017. Retrieved April 24, 2010.
  18. ^ "ASN Aircraft accident CASA C-295M 019 Miroslawiec AB". Aviation-safety.net. Retrieved October 17, 2011.
  19. ^ "Historical Technical Standard Order". rgl.faa.gov.
  20. ^ Thomas, Geoffrey (February 6, 2008). "ATW: Yogyakarta crash captain arrested, charged with manslaughter". Atwonline.com. Retrieved April 29, 2019.
  21. ^ "AeroWorldNet(tm) – AlliedSignal Develops New EGPWS, Display for General Aviation Market [May 17, 1999]". AeroWorldNet. May 17, 1999. Archived from the original on January 6, 2012. Retrieved October 17, 2011.
  22. ^ 유로파이터 태풍 – BAE SYSTEM이 2008년 2월 3일 웨이백머신에 첫 유로파이터 태풍 지상 근접경보 발령
  23. ^ "멀티액시 스러스트 벡터링 비행 제어 대 파국적 실패 방지", 미국 교통국/FAA, 기술 센터, ACD-210, FAA X88/0/6에 보고FA/921000/4104/T1706D, FAA Res. Benjamin Gal-Or, Grant-Award No: 94-G-24, CFDA, No. 20.108, December 26, 1994; "Vectored Propulsion, Supermanoeuvreability, and Robot Aircraft", by Benjamin Gal-Or, Springer Verlag, 1990, ISBN 0-387-97161-0, 3-540-97161-0.
  24. ^ "Auto-GCAS Saves Unconscious F-16 Pilot—Declassified USAF Footage". aviationweek.com.

외부 링크