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Oct 21. 2021
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악기상과 TCAS의 상관 관계, 그리고 인적 요인.
몇 년 전부터 모든 소셜네트워크와 대화의 기본주제로 ‘MBTI’ 를 내세운다. 처음 본 사람 누구에게나 기본적인 질문으로 “MBTI가 어떻게 되세요?” 로 시작하는게 마치 요즘 트렌드인양 질문하는 것이다. 나도 숱하게 사람들과 친해지기 위해 이런류의 질문을 사람들과 주고 받았다. 마치 사람을 확인하는 지표처럼. 최근 글들을 읽어보니 10분간 진행되는 MBTI 무료 테스트는 허구이며, 신빙성이 없다며 재미로 봐야한다고 한다. 대부분 포괄적인 뜻을 가진 단어들로 채운것이 대부분이라 그럴수도 있겠다- 라고 생각하지만 또 다른 한편으로는 어느정도 사람을 이해하는데 참고할 수 있는 자료라고 생각된다.
내 MBTI는 INFJ, 16가지 MBTI 유형 중 가장 희귀한 유형이라고 하는데 여러 INFJ에 대한 글을 읽어보니 ‘이 험악한 세상을 살아가기에 INFJ는 너무 나약하다. 성격을 바꾸던지, 세상속에서 아주 조용하게 살아가던지 둘 중 하나일 것 같다’ 라는 의견에 공감이 참 많다. 이런 INFJ는 ‘인내심이 많고, 통찰력과 직관력이 뛰어나며 화합을 추구한다. 또한 창의력이 좋고 독창성과 내적 독립심이 강하고 확고한 신념과 열정으로 자신의 영감을 구현시켜 나가는 정신적 지도자’ 라는 거창한 타이틀을 달고 있는데 도덕심과 화합을 무척 중요하게 생각하기 때문에 개인주의적이고 이익을 중시하는 것과는 거리가 멀다고 본다.
이런 INFJ에게서 가장 많이 볼 수 있는 단어가 도어슬램이다.
Door-Slam 이란 말 그대로 문을 세게 닫는 것, ‘인간관계에서 추구하는 가치관에 포용할 수 없는 기준선을 넘었을 때, 그 시점부터 이전 관계가 어떤 사이였던 인생에서 없는 사람 취급되는 것’ 이라고 한다. 한 번 친해지면 밑도끝도 없이 퍼주는 성격이라(INFJ 성격 유형 역시 이렇게 설명하고 있더라) 사람을 좋아하지만 상대방이 나를 어떻게 대하냐에 따라서 가차없이 도어슬램을 하는 것이다. 대놓고 손절하진 않고 겉으로 웃으면서 잘 지내는 것처럼 보이지만 더이상 관계진전에 한 치의 갭을 주지 않는 ‘페르소나’ 같은 것이다.
항공관제사에게 잘 맞는 MBTI는 무엇이 있을까 관심있어 검색해보니 -STJ 유형이 많다. 인과관계나 합리적으로 생각, 판단하는 유형으로 기억력이 좋으며 객관적인 기준을 따라 행동하는것을 좋아한다고 한다. 3차원이라는 공간 속에서 여러 항공기의 기수방향과 고도, 속도를 객관화하고 분석하여 규정에 입각하여 안전하게 분리하는게 항공교통관제사의 역할이라서 이런 류의 역할과 잘 맞다고 보는것이다. -STJ 유형은 공무원이라는 직업에도 잘 맞아 찰떡궁합 이라고들 한다.
자… 잡담은 여기까지!
이런 일선에서 항공관련 업무를 수행하는 사람들에게는 책임감이란게 존재한다. 항공기 조종사들에게는 직접 몇백톤이 넘는 항공기를 조종하는 업무를 수행하기 떄문에 반기마다 시뮬레이터 시험을 받고, 노선 심사와 반복적인 신체검사 등 체계적인 검사를 받는다. 나는 그래서 항상 그들이 달고 다니는 윙과 견장에는 책임감이라는 것을 보여주는 일종의 시각적 표식이라고 생각한다. 자랑스러우면서, 그들의 업무가 얼마나 중요한지를 표시하는 것 말이다.
저런 항공기들을 안전하게 인도하는 관제사들의 업무는 두말할것도 없다. 어디에서나 볼 수 있는 ‘하늘의 경찰’ 이라는 수식어 답게 조종사들은 그들이 말하는 지시들을 따르게 되어있다. 물론 예외적인 경우도 있지만 그건 논외로 두고-.
관제사들의 업무는 극한의 경우일 때 빛을 발하는 경우가 많다. 정해진 공항 터미널 지역에 항공기들을 유도하게 되는데 서울 접근관제소처럼 인천/김포 입출항을 하는 수 많은 항공기들을 정해진 공간에서 처리해야 하거나, 김해국제공항 처럼 지형의 특수성으로 특정 활주로때 제한적인 접근 방법을 사용하는 경우, 그리고 어느 공항에 불문하고 악기상으로 인해 항공기들을 신경써야 하는 경우.
항로관제소, 접근관제소의 경우 악기상일때 무척이나 까다롭다. 평소같으면 항공기들을 정형화된 방법으로 활주로 유도, 출발업무를 제공하기 때문에 스트레스를 비교적 받지 않는다. 하지만 날씨가 나쁘면 조종사들이 지시한 방향을 가지 못하며, 다른 방향으로 선회를 요청하기 때문에 이런 경우 수직분리인 Vertical Separation이 무척이나 중요하다. 수직분리만 되어 있다면 항공기들이 어디를 움직이던 요청을 허가해 줄 수 있는 것이다.
오늘 같은 경우는 특이했다. 항공기가 서로 나란히 한 방향을 가고 있었고 한 대는 다른 공항으로 가기 위해 상승, 나머지 한 대는 착륙을 위해 하강 중이었다. 순간, 서로 고도가 교차하기 4000ft 가 되지 않았을 때 출발 항공기가 전방의 적란운으로 선회 요청을 한 것이다. 나란히 오는 항공기의 반대편이라면 크게 문제가 되지 않았겠지만, 역시나 다를까, 항공기 쪽으로 선회 요청을 한다. 최소 고도분리는 1000ft 이므로 두 항공기가 수렴하는 고도에서 1000ft 를 해야하는데 여기서 고려해야 할 것이 있다. 항공기의 상승/하강률.
항공기의 경우 조종사에 따라 지시히는 고도에 도달하기 위한 상승, 하강률이 다르다. 실제 충분한 항공기간 수직 분리가 취해져있음에도 불구하고 항공기들이 TCAS RA 울리는 경우가 종종 있다. 왜 그럴까?
먼저 조종사들이라면 한번쯤은 꼭 읽고 넘어가야하는 FAA의 AIM(Aeronautical Information Manual)에 관련 내용이 서술되어 있다.
Descend or climb at an optimum rate consistent with the operating characteristics of the aircraft to 1000ft above or below the assigned altitude, and then attempt to descend or climb at a rate of between 500 and 1500 fpm until assigned altitude is rached
목표 고도에 도달하기 1000ft 전부터 분당 상/하강률을 500~1500ft 으로 조절해야 한다는 것을 알 수 있다.
이것만 가지고는 TCAS RA 기동이 왜 울리는지 알기가 힘들지 않나? TCAS 시스템에 대해 더욱 알아야 한다.
TCAS, Traffic Collision Avoidance System.
항공안전법 시행규칙 109조, 사고예방장치 등 에 따라 대한민국에 등록된 항공기에 장착해야하는 것은 아래와 같다.
1. 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 비행기에는 「국제민간항공협약」 부속서 10에서 정한 바에 따라 운용되는 공중충돌경고장치(Airborne Collision Avoidance System, ACAS ) 1기 이상
가. 항공운송사업에 사용되는 모든 비행기. 다만, 소형항공운송사업에 사용되는 최대이륙중량이 5천 700킬로그램 이하인 비행기로서 그 비행기에 적합한 공중충돌경고장치가 개발되지 아니하거나 공중충돌경고장치를 장착하기 위하여 필요한 비행기 개조 등의 기술이 그 비행기의 제작자 등에 의하여 개발되지 아니한 경우에는 공중충돌경고장치를 갖추지 아니 할 수 있다.
나. 2007년 1월 1일 이후에 최초로 감항증명을 받는 비행기로서 최대이륙중량이 1만5천킬로그램을 초과하거나 승객 30명을 초과하여 수송할 수 있는 터빈발동기를 장착한 항공운송사업 외의 용도로 사용되는 모든 비행기
다. 2008년 1월 1일 이후에 최초로 감항증명을 받는 비행기로서 최대이륙중량이 5,700킬로그램을 초과하거나 승객 19명을 초과하여 수송할 수 있는 터빈발동기를 장착한 항공운송사업 외의 용도로 사용되는 모든 비행기
TCAS II 는 상대속도 1200kts, 수직속도 10,000 FPM 까지 계산해내는 능력을 가지고 있다고 한다. 이러한 TCAS 는 어떠한 원리로 되는지 궁금해져서 자료를 찾아보았다.
미연방항공청(FAA)에서 발간한 ‘Introduction of TCAS II’ 자료에 따르면 TCAS 시스템에서 가장 중요한 것은 CAS(Collision Avoidance System) Logic 이며 TCAS 운용에 대해 이해하려면 SL(Sensitivity Level), Tau, Protected Volume 컨셉에 대한 이해가 있어야한다고 설명한다.
1. SL(Sensitivity Level)
- 효율적인 공중출동방지 시스템 논리 작동을 위해서는 Necessary Protection - Unncessary Advisories 간 조정이 필요하다고 한다. 그 조정을 관여하는게 바로 SL, Sensitivity Level 이다.
SL(민감도 강도)를 조절해 TA, RA 경보가 발부되는 구역 크기를 정한다. 여기서 일반적인 거리 개념이 아닌 시간 개념이 적용되는데, ‘내 항공기 - 다른 항공기’ 간의 상대적 속도를 고려하기 위해서다.
쉽게 말하자면, 우리가 고속도로에서 100km/h 속도로 운전하는데 100m 의 안전거리를 유지하는게 좋다
고 한다. 이것은 앞에 정지된 차량을 내가 100km/h 속도로 운전했을 때 브레이크를 밟아 멈출 수 있는 안전 거리인 것이다. 하지만 계속 주행하며 브레이크를 밟을 수 없는 경우라면 몇 초 전에 위험을 감지하고, 핸들을 꺾는게 안전한지에 대한 기준을 세울 수 있다. 그리고 운전자에게 주의를 주는 TA 구역, 즉각적인 행동을 지시하는 RA 구역을 내가 얼마나 민감하게 설정하냐에 따라 다를것이다. 이것이 TCAS의 개념인 것이다.
SL 의 단계는 1~7 로 나눠진다. 1은 OFF, 2는 TA ONLY, 3은 Radar Altimeter에 측정된 고도, 4 부터는 Barometric Altimeter에 측정된 고도에 따라 나뉘어진다고 한다.
2. Tau
Tau는 초 단위로 나타내며, 항공기가 CPA(Closest Point of Approach) 또는 상대 항공기와 같은 고도에 도달하는데 걸리는 시간을 의미한다.
CPA(Closest Point of Approach) 까지 도달하는데 걸리는 시간을 Range tau
= (Slant Range[nm]) / Closing speed * 3600
Co-Altitude 까지 도달하는데 걸리는 시간을 Vertical tau
= Altitude Separation / Vertical Closing speed(fpm) * 60
여기서 문제가 발견된다. 매우 낮은 상대적 속도로 항공기에 접근할 경우 (상대속도가 5kts 라던가..) 수평과 관련된 Range tau, CPA 까지의 도달 시간은 TA/RA 가 울리는 범위 밖이지만 엄청나게 가까울 것이라고 한다. 구글링 중 봤는데 실제로 RA가 울려야 정상인데도 불구하고 이런 논리오류로 실제 울리지 않은 사례도 있더라!!
그래서 DMOD, Distance MODification 를 설정해 놓았다고 한다.
똑같은 이유로 수직과 관련된 Vertical tau와 관련되어 설정된 것이 ZTHR 이다.
(ZTHR의 정확한 Naming은 없고, Vertical/Altitude Separation 으로 기술하더라)
Unmodified tau의 경우 Closure Rate 가 0일 경우 ‘0’ 값부터 시작하는데 반해, DMOD/ZTHR가 적용된 아래 그래프의 경우 일정한 값에서부터 시작된다.3. Protected Volume
위에서 서술한 Tau 와 DMOD, ZTHR 에 따라 Protected Volume이 정해지는데
수평적 공간에서는 estimate of the protected horizontal miss distance(충분한 종적분리가 되었음에도 불구하고 RA기동이 일어나는 것을 방지하기 위한 일종의 버퍼존) 가 가산된다고 한다.
