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System & Eqiupments

[System] TCAS, ACAS 공중충돌방지장치에 대하여 알아보자.

역사적으로 그렇듯이 과거의 발생한 비극적인 사건들이 기술의 발전을 일으키는 사건이 되곤한다.

현대 발전된 항공기술의 대부분의 히스토리를 찾아보면 안타까운 사고들로 인해 이를 보완하는 과정에서 생겨난 기술들이다.

덕분에 우리가 보다 안전한 비행환경에서 세계를 자유롭게 오가며 살 수 있는 시대에 살 수 있게되었다.

오늘은 그 중 하나인 TCAS, ACAS에 대하여 알아보도록 하자.


TCAS란 무엇인가?

Jeppesen Airway Manual : Definition

 

우선 Traffic Alert and Collision Avoidance System의 약어이다.

지상 시설과는 독립적으로 작동하는 Radar Beacon Signal을 기반으로한 공중충돌방지 장치라고 하면 이해하면 된다.

즉, 독립적으로 항공기에 장착된 Radar Beacon 정보를 바탕으로 작동하는 장비로 보면된다.


그럼 ACAS란 무엇인가?

Jeppesen Airway Manual : Definition

2차 감시 Radar Transponder Signal에 의해 지상 시설에 독립적으로 작동하는 장비이다.

SSR transponder가 장착된 항공기간에 잠재적 충돌을 조언해주는 장비.

즉 TCAS랑 같은 역할을 한다. 그렇다면 정확한 차이는 어떻게 되는가?

교통안전공단 항공정보매뉴얼

 

간단히 말해서

TCAS는 미국 FAA 용어

ACAS는 ICAO에서 사용하는 용어 차이로 보면 된다.


ㅁ History

왜 TCAS장비가 생겨나게 되었고 상용화되는데 어떤 역사가 있었나 찾아보았다.

1978년 San Diego에서 발생한 Pacific Soutwest Airlines 182편 B727와 Cessna172와의 공중충돌사고가 있었다.

유튜브에 다큐9분 채널에서 아주 잘 만들어놓은 영상이 있어 첨부하였다. 좋은 영상을 제작해주심에 감사하며 아래 영상 참고하면 왜 TCAS가 의무하 되었는지에 대해 이해하기 쉽다.

https://youtu.be/FO0HPELxA5M

 


그렇다면 어떠한 기준에 의해 적용되었나 확인해보자.

ㅁ FAR AIM 기준

우선 TCAS의무화가 시작이 된 미국에서는 어떻게 적용되나 확인해보자.

FAR AIM에 찾아보면 아래와 같이 설명되어 있다.

FAR AIM 4-4-16

 

기본적으로는 TCAS I & II 두가지로 분류가 된다.

쉽게 이렇게 생각하면된다.

TCAS I 은 TA(Traffic Advisory)만 제공!

Small Commuter, 10~30 seater, GA항공기들은 TCAS I 만 충족하면된다.

Small Commuter, 10~30 seater, GA항공기

이는 경보만 제공하는 것이고 따로 회피조작은 제공되지 않는다.

이때는 회피기동은 할 필요는 없지만 추가적인 주의가 요구되는 상황에서 쓰인다.

TCAS II는 TA(Traffic Advisory) + RA(Resolution Advisory)까지 제공.

Airliner, 31 seater이상 항공기는 TCAS II가 장착되어야 한다.

이는 경보에 추가적으로 회피조언이 추가적으로 제공된다. 이때 수직으로 상승/하강하는 지시를 따라 조작하면 된다.

Airliner, 31 seater이상 항공기

 추가적으로 TA/RA가 울리기 위한 시간, 수평/수직 거리는 아래와 같다

시간의 경우 두 항공기간 CPA(Closest Point of Apporach)까지 소요되는 시간이다. (KAIM참고)

- TA : 25 ~ 48초 / 1.3NM / ± 850ft

- RA : 15 ~ 35초 / 1.1NM / ± 700ft(Preventive RA), ± 600ft(Corrective RA)

참고적으로 알아두면 좋을듯!


ㅁ 국내 항공안전법 시행규칙

항공안전법 시행규칙 제 109조

가.에서는 모든 항공운송사업 항공기에 적용되지만

(예외 : 소형운송사업에 사용되는 MTOW 5,700kg이하 비행기는 개발이 안됬을때 예외로 장착안해도된다는 기준)

나. 2007년 1월 1일 이후 감항받은 항공기는 MTOW 15,000kg, 30 seats, Turbine

다. 2008년 1월 1일 이후 감항받은 항공기는 MTOW 5,700kg, 19 seats, Turbine

즉, 2008년에 조금 더 강화되서 더 작은 비행기에도 의무적으로 설치해야함으로 지정되었다. (미국과는 설치기준이 약간 상이하다.)

(한국말이지만 정신 안차리고 읽으면 도중에 이게 무슨말인가 한다 하..)

여기서 주의해야 할게 국내는 ACAS II가 기본이다.

왠만한 항공운송사업용 항공기나 적당히 큰 항공기(적당히 큰게 뭔데)는 장착되어야한다.

Cessna208 Grand Caravan 

이 정도 항공기가 대략 MTOW가 3900kg 정도되니 5700kg가 어느정도인지 대략 추측하면 될 듯 하다.


지금까지는 설치관련 기준에 대하여 알아보았다.

지금부터는 Pilot 입장에서 어떻게 대응하여야 하나에 대하여 알아보자.

보다 쉬운 이해를 위해 영상을 통해 알아보자.

아래 영상은 실제상황에서 TCAS TA가 울렸을때의 상황이다.

https://youtu.be/KK5KTQGuXSQ?t=47

 


아래 영상은 TCAS RA가 울렸을때의 상황이다.

https://youtu.be/OrYqIU0NxHQ?t=10

 

이런식으로 한다고 참고하면 좋을것 같다.

Navigation Display에 TCAS가 구현되는 방식 참고

 


관련된 Reference들을 참고하여 대응절차를 자세히 알아보자.

ICAO DOC 8168

ICAO DOC 8168 : Flight Procedars

TA에 대하여는

- Maneuver 기동을 하지말고 RA가 발생할 것을 대비만 하라고 한다.

RA에 대하여는

- 즉각적으로 대응하고

- ATC지시와 상충될때는 RA를 따라라! 즉 TCAS RA가 우선!

- 가능한 빨리, 단 workload가 허락하는한, ATC에게 알려야한다

- Conflict가 해소된 후에는 즉각 기존 ATC Instruction/clearance로 돌아가 다시 ATC에게 알린다.

찬찬히 읽어보면 의외로 Simple하다.

FAR AIM에서의 대응절차도 크게 다르지 않다.

FAR AIM 4-4-16

 


마지막으로 가장 중요한 것을 하나 이야기하고 글을 마무리 해야겠다.

기술이 발전함에 따라 장비에 대한 의존도가 높아짐은 사실이다. 하지만 기술이 모든 안전에 대한 책임을 지어주진 않는다.

FAR AIM 4-4-16 c

TCAS는 말 그대로 보조장비이지 "See and Avoid"에 대한 책임은 조종사에게 있다.

추가할 내용이나 오류가 있으면 언제든 댓글이나 쪽지로 알려주시면 감사하겠습니다:)

더 자세한 설명은 제가 좋아하는 유튜버 Captiain Joe의 영상을 보셔도 좋을것 같습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=37tXmJzUAQc

 


참고자료 Reference

- FAR AIM

- ICAO DOC 8168

- 항공안전법 시행규칙

- 교통안전공단 항공정보매뉴얼