Captain school part IV Approach by CH KIM

2011.07.19 12:21

★ipilot 조회 수:9142 추천:1

기장 스쿨

 

접근 1

 

Approach  구간

Approach 구간은 TOD서 시작하여 Flare 직전에 끝납니다. 그러나 Stablized 이후에는 변화가 없다고 가정하면 TOD부터 Landing Configuration이 완료되고 Landing Checklist가 끝나는 지점까지로 보아도 큰 무리가 없을 것입니다.

 

Vertical Profile

Vertical Navigation의 계획은 TOD에서 IDLE 파워로 STEP DOWN없이 강하하여 1500’에서 Landing Configuration Landing Checklist가 완료되고 3도의 Glide Path Capture되는 것을 목표로 해서 설명하겠습니다. 물론 Arrival Charts에 의해 제한사항이 있는 경우는 예외로 합니다.

 

TOD를 정하는 가장 기초적인 방법으로 마일당 300’의 고도를 강하하는 계산법은 모두 아실 것입니다. 현대 여객기는 Ground SPD ND상에 시현되므로 계산이 더 쉬워졌습니다. GS를 반으로 나누고 0을 하나 더 붙이면 3도를 유지할 수 있는 FPM이 나옵니다. 예를 들어 GS 480 Knots라면 480/2*10 2400 FPM을 유지하면 3도 강하각을 유지하는 것입니다. 여기에 변수를 더하는데 EN-ROUTE 강하 속도(보통 280 Knots) 1만 피트 이하 250 Knots로 줄이는 거리, 250 Knots에서 Clean Min 속도로 줄이는 거리, 정풍 또는 배풍, Anti-Ice 사용 등입니다.

 

무풍 상태에서 고도 FL300라면 TOD는 대략 100NM + 3NM(280K-250K) + 3NM(250K-220K), 106NM 전입니다. 하지만 Level Change 모드가 아니라 V/S 모드를 사용한다면 6NM을 더하지 않을 수도 있습니다. Level Change 모드에서 속도 10 Knots를 줄이는데 1 nm이 더 소요됩니다. 그런데 3도 강하각을 유지하기 위한 FPM GS의 함수이므로 V/S 모드를 사용해서 3도의 각하각을 유지하면서 1만 피트에 도달할 때 IAS 250K로 줄어든다면 SPD 전환(Transition)을 위한 거리의 손실을 계산하지 않을 수 있습니다.

 

FL300에서 IAS 280K로 강하하다 1만피트에서 IAS 250K로 줄이는 것을 가정하여 설명하겠습니다. TAS는 기초계기비행의 RULE OF THUME 1천 피트당 2%가 증가하는 것으로 생각하겠습니다. FL300에서는 보통 GS(또는 TAS) 480K이며 강하를 시작해서 2500 FPM을 유지하면 3도 강하각을 유지할 수 있습니다. 같은 IAS을 유지하며 강하하므로 1만 피트에 도달하면 TAS는 약 330K가 됩니다. 만일 13,000’내외에서 V/S 1500’으로 줄이면 V/S가 줄어드는 만큼 속도도 줄어듭니다. 1만 피트에 도달하면 IAS 250K(TAS 300K) 이내가 되고 V/S 1500FPM 이므로 여전히 계속해서 3도의 강하각을 유지할 수 있습니다.

 

이 방법은 B727이나 MD80 등 과거의 여객기들이 쓰던 방법입니다. 이 방법을 사용하면 SPD를 줄이기 위해 LEVEL을 유지하지 않아도 됩니다. 요즘 현대 여객기들은 SPD를 중요시하기 때문에 거의 사용하지 않는 방법이지만 조금 높고 SPD BRAKE는 쓰고 싶지 않을 때 사용할 만합니다. 요지는 고도 강하엔 조종사에게 선택의 여지가 조금 더 있다는 것입니다.

 

고도 강하 첵크 포인트

지금까지는 이상적인 상황에서의 기본적인 강하율 계산에 대해 말씀 드렸습니다. 문제는, 그렇지 않은 경우 어떤 판단 기준을 가져야 하나 하는 것입니다. 비행상황은 계속해서 변하기 때문에 몇 개의 첵크 포인트를 갖는 것이 좋습니다. 다른 조종사들하고 얘기해보니 어떤 사람들은 Gate라고도 하고 어떤 이는 통과해야 할 바늘귀라고도 합니다. 첫 번 째 포인트는 10NM 3000’, 두 번 째는 20NM 6000’, 세 번 째는 30NM 9000’(또는 1만피트)입니다. 여기에 더해 최종적으로 -1 포인트로 5NM 1500’를 최종적인 관문으로 설정하겠습니다.

 

그림1

 

down.jpg  

 

1만 피트 이상에서는 속도를 증가시키는 것이 Drag를 증가시키는 것보다 고도 처리에 유리합니다. 20NM까지도 그렇습니다. 그러나 20NM 이내에서는 적절한 속도가 더 중요합니다. 속도가 빠르면 고도 처리엔 유리하지만 그 속도를 처리하기 위한 거리가 또한 필요하므로 활주로에서 가까운 20마일 이내에서는 거리의 손실이 너무 커서 그 둘을 모두 처리할 수 없습니다. 고도도 높고 속도도 많으면 매우 어려운 상황이 됩니다. 첵크 포인트 중에 제일 중요한 포인트가 따라서 포인트2, 20마일 지점입니다. 30마일은 참고점이고 20마일에서 고도와 속도에 따라 접근의 성공 여부가 결정됩니다. 그럼 20마일에서 속도가 Clean Min일 때 얼마만큼의 고도 처리가 가능할까요?

 

최대 처리 가능 고도는 거리당 고도의 2배입니다. 다음 포인트 10마일까지 거리가 10마일이므로 3도의 고도는 3000’, 포인트2의 목표고도 6000’ 10마일의 고도 3000’를 더한 9000’ 20마일 포인트에서의 최대 통과 고도입니다. 물론 속도는 미니멈 속도입니다. 그보다 많거나 적으면 처리할 수 있는 고도의 양도 달라집니다. SPD BRAKE 또는 SPD BRAKE FLAPS 1을 사용하면 2500 FPM 이상 강하율을 얻을 수 있습니다.

 

그 다음 지점, 포인트1을 목표로 Vertical Navigation을 계획합니다. 포인트2에서 9000’이더라도 3도보다 2배의 강하율로 강하할 수 있다면 포인트1에서 ON PATH, FLAPS 15 SPD를 만들 수 있고 그러면 모든 것을 정상적으로 여유있게 비행을 마칠 수 있습니다. 하지만 그렇지 않은 경우 마지막 기회인 포인트-1이 있습니다. 포인트1에서는 포인트-1까지 강하할 고도 1500’3000’에 더한 4500’가 처리 가능한 고도입니다. 포인트1 10마일 이내에서는 포인트2와 조금 다른 것이 Landing Configuration을 빨리 만드는 것이 중요합니다. 고도 처리가 조금 늦어지더라도 이 지점 이내에서는 속도를 Landing Flap 이내로 줄여야 합니다. 이유는 Landing Flap으로 IDLE 파워이면 어느 비행기나 두 배(6) 이상의 강하율이 가능하기 때문입니다.

 

조종사들은 접근 절차상 아무 제한이 없고 또 정상 경로에 있는 경우 L/G 8마일 또는 2500’에서 DOWN합니다. 그런데 포인트1 10마일 지점에서 4000’ 이상인 경우 L/G 10마일에서 DOWN하는 것을 추천합니다. 일단 L/G를 내리면 속도와 고도처리를 한꺼번에 할 수 있습니다. L/G DOWN하는 지점은 그 당시의 상황에 따라 조절하기 바랍니다. 2010년에 FOQA 보드 미팅에 간 적이 있습니다. 군산공항에서 ATC가 고도를 내려주지 않아서 높아진 상황에서 접근 승인이 나자마자 너무 일찍 L/G LANDING CONF.을 만들다 보니 강하율이 너무 커지고 부수적으로 다른 문제가 생긴 예입니다.

 

Stabilized Approach IMC 1000’, VMC 500’는 보너스라고 생각하고 이 고도는 첵크 포인트에서 제외하겠습니다.

 

VNAV PATH

B737NG VNAV PATH는 제가 타본 비행기 중 최고입니다. 지금 타고 있는 B747-400보다 훨씬 좋습니다. AUTO SPD CONTROL이 가능하고 TOD부터 G/S CAPTURE까지 VNAV PATH를 유지할 수 있습니다. 반면 B747-400은 두 기능 모두 없습니다. FMS는 조건을 얼마나 입력을 잘했느냐에 따라 결과가 달라지므로 VNAV을 잘 사용하기 위해서는 TOD 전에 필요한 모든 정보를 입력합니다.

 

보통 다음 정보를 입력합니다.

WPT마다 고도와 속도를 입력합니다. 고도에는 A(above)를 붙입니다. WIND DATA를 최소 3, TOD, 1만 피트, RWY WIND를 입력합니다. 경험상 VNAV PATH는 배풍인 경우 조금 높아지는 경향이 있습니다. 그 경우 WIND를 조금 더 많이 입력합니다. Anti-Ice 사용이 예상될 경우 ON, OFF 고도를 입력 합니다.

 

TRIFFIC이 여유가 있고 ATC에서 제한 없이 FULL 접근 허가를 준 경우 그리고 ARRIVAL CHART의 강하 PROFILE 3도 이하인 경우 VNAV PATH를 사용하면 FINAL TURN과 동시에 ILS CAPTURE되는 멋진 그림을 그릴 수 있습니다.  국내 공항 중 제주, 광주04, 울산36, 김해36의 경우 VNAV APP 사용할 수 있습니다. 인천공항의 경우 ARRIVAL CHART FIX 고도가 너무 높아 정상적인 VNAV 접근이 되지 않습니다.

 

VERTICAL PATH PARAMETERS

B737NG FMS 기능 중 VERTICAL PATH PARAMETERS가 정말 고맙습니다. B747-400 FMS도 이것은 제공하지 않고, CONVENTIONAL 비행기들은 전부 머리 속으로 하던 것을 한 페이지에 보여주기 때문에 강하 중에  특히 고도가 높은 경우에 정말 유용합니다.

 

그림 2

 

down2.jpg  

 

 

FPA는 현재 강하하고 있는 강하각을 보여 주고, V/B VERTICAL BEARING으로 현재 고도에서 다음 WPT 고도에 도달하기 위한 강하각, V/S V/B에 맞는 FPM입니다. 강하계획과 수정을 위한 핵심 정보들이죠.

 

TRACK MILE 계산

TOD를 결정하는 제일 기초적인 요소는 TRACK MILE입니다. FMS ND가 나오면서 TRACK MILE 계산이 쉬워졌습니다. STRAIGHT 접근이나 FULL APP를 할 경우는 FMS의 거리 정보를 그대로 이용할 수 있습니다. RADAR VECTOR를 하면 조금 달라집니다.

 

RADAR VECTOR를 하면 대부분 LVL CH 모드로 바꾸고 FINAL FIX EXTENTION을 하는데, 그보다는VNAV을 사용할 수 있는 만큼 사용하는 것이 유리합니다. FINAL EXTENTIONBASE TURN 이후에 하는 것이 좋다고 생각합니다. LEG PAGE에서 VECTOR되는 곳과 가장 가까운 WPT DIR 포인트로 선택하면 신뢰할 수 있는 TRACK MILE을 얻을 수 있습니다. 더구나 B737NG FMS는 가상 WPT 를 만들 수 있으므로 VECTOR 경로와 유사한 TRACK을 만들 수 있습니다. 이용할 수 있는 한 최대로 이용하는 것이지요.

 

RADAR VECTOR가 내 마음대로 된다면야 문제가 없지만 어디로 갈지 알 수 없는 경우도 있으므로 DEAD RECKONING하는 방법도 생각해 보겠습니다. 이것은 CONVENTIONAL 비행기의 RMI를 이용하는 것과 유사합니다. 내 비행기가 공항 ABEAM 상공을 지나고 있다고 합시다. 이때 TRACK MILE은 얼마이고 어느 고도가 적당합니까? 우리가 익숙한 김해36의 경우 경험상 FINAL 15마일 이상 VECTOR를 하는 것을 알 수 있지만 친숙하지 않은 공항에서 더 짧게 VECTOR를 하면 낭패를 보게 됩니다. 관제사가 VECTOR를 하더라도 FAF 안으로는 하지 않으므로, DEAD RECKONING시에는 FINAL TURN VECTOR 7에서 10마일로 잡고 계산합니다. 그러면 다운윈드 10마일, 베이스 5마일, FINAL 10마일을 모두 더하면 약 25마일이고 7000’ 내외가 적절한 통과 고도입니다.

 

그 이후로는 VECTOR 상황이 변하는 것과 비례하여 TRACK MILE을 수정합니다. FAF 7마일보다 짧거나, RADAR VECTOR PATTERN의 폭이 5마일과 다르거나, BASE TURN 지점이 달라지면 그에 따라 계속하여 수정합니다. 선행 비행기가 있다면 훌륭한 참조점이 됩니다. 일단 BASE TURN이 되면 정확한 계산이 가능합니다. ND가 있어서 쉬워졌지만 RMI만 있는 비행기도 훌륭하게 계산해 낼 수 있습니다.

 

그림3

 

down3.jpg

 

 

 

이번 호에서는 VERTICAL NAVIGATION만 중점적으로 다뤘습니다. 가능한 한 TOD에서 FAF까지 CONSTANT DESCENT를 하는 것을 계획하시기 바랍니다. CONSTANT DESCENT가 무엇보다 조종이 편하고 그리고 경제적이고 환경을 보호할 수 있습니다. 그럴 수만 있다면 몇 번 만 더 계산하는 수고는 기쁜 마음으로 할 수 있지 않을까요?

 

다음 호에는 각종 APPROACH에 대해 살펴 보겠습니다.

 

스스로 즐겁게 비행하시기 바랍니다.



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