공중충돌방지장치 (r20210301판)

 

파일:external/upload.wikimedia.org/TCAS_Indicator.jpg

1. 개요
2. 원리
3. 화면 해석
4. 수행 절차
5. 분류
6. 모드
7. 관제사와 TCAS가 충돌한다면?


1. 개요


  • FAA 측 명칭: Traffic alert and Collision Avoidance System(TCAS)
  • ICAO 측 명칭: Airborne Collision Avoidance Systems(ACAS)

공중 충돌을 예방하기 위한 장비이다. 공중에서 복수의 항공기가 서로 접근할 때 기본적으로 조종사에게 경고하며 상황이 악화될 경우 회피 기동을 안내한다.

똑같은 장비에 2개의 이름이 붙어 있다. ACAS의 방식 중 하나로 TCAS가 채택되어 있는 형태로 ACAS 쪽이 상위 개념이다. 국토교통부는 ICAO를 따라 ACAS라고 칭하며, 내셔널지오그래픽항공사고수사대는 FAA의 협조를 받는 특성상 TCAS라고 칭한다.

T-CAS, TCAs 등 다양한 표기 방법이 존재하는 것 같다.

읽는 방법은 티(T)캐스(CAS)[1]이다.


2. 원리


항공기는 비행하는 동안 트랜스폰더(발신기)를 통해 주변[2]의 항공기에게 지속적으로 해당 항공기의 운항 정보를 요청한다(문의). 이를 수신한 항공기는 정보를 제공하며(응답) 이 정보를 종합하여 조종사에게 트래픽 접근 정보를 제공한다.
  • Traffic Advisories(TA): 단순한 트래픽 접근으로 항공기 간 거리가 6 km 이내일 경우이다. 조종사는 주변을 둘러보며 주의를 기울인다. 6 km라는 거리가 굉장히 길다고 생각할 수 있는데 항공기의 속도로는 40초 이내에 충돌이 일어날 수 있는 아주 가까운 거리이다. 더 가까워지는 경우 RA[3]를 내린다.
  • Resolution Advisory(RA): 항공기 간 충돌이 25초 안에 가능할 경우로 회피 기동이 필요하다. TCAS는 다가오는 두 비행기에게 한 쪽에는 상승, 다른 한쪽에는 하강 지시를 내리고[4] 조종사는 RA가 제공되는 즉시 이에 따라야 한다. 평균적으로 4km가 채 안되는 거리이다. 이게 울리는 것만으로 준사고가 되며[5], 전세계 뉴스를 탄다.
  • Clear of conflict(CC): 경보 해제


3. 화면 해석


파일:TCAS_Screen_When_Multiple_Airplanes_Are_approaching.jpg


  • 초록색 선
컴퓨터에 입력된 항로이다.

  • 중앙 하단의 노란색 비행기 아이콘
이 기체의 위치이다. 이 기체를 기준으로 하기에 사진에서 움직이지 않는다.

  • 각 아이콘의 위 또는 아래에 있는 숫자 (사진에서의 +10, -11, -01)
상대 고도[6]이다.
양수일 경우 해당 기체가 이 기체보다 위에 있음을 의미한다. (예 : + 10 → 이 기체보다 1000ft 위에 있음)
모든 기기의 고도가 보인다는 점에서 모든 기체의 트렌스폰더가 S모드 또는 C모드로 되어있음을 유추할 수 있다.

  • 각 아이콘의 옆에 있는 위 또는 아래를 가리키는 화살표
현재 해당 기체의 고도가 어떻게 변화하고 있는지를 알려준다. 위를 가리킬 경우 해당 기체가 상승 중임을 의미한다.

  • 가장 왼쪽에 있는 내부가 채워지지 않은 하얀색 사각형 (+10)
충돌 가능성이 거의 없는 기체이다.

  • 사진 중앙에 있는 내부가 채워진 하얀색 사각형 (-11)
충돌 가능성이 있는 기체이다.

  • 사진 우측에 있는 내부가 주황색으로 채워진 원 (+10)
충돌 가능성이 높은 기체이다.
이 순간부터 TCAS의 음성 안내가 시작되며 Traffic! Traffic!이라는 음성이 출력된다.

  • 사진 속 기체의 바로 앞에 있는 내부가 빨간색으로 채워진 사각형 (-01)
충돌 가능성이 매우 높은 기체이다.
이 순간부터 TCAS의 RA 지시가 내려오며 기체는 그 지시에 맞춰 고도를 변경한다.
사진 속에서 상대 기기가 더 아래에 있으므로 상대 기기에 Descend 명령, 이 기체에 Climb 명령이 나올 것을 유추할 수 있다. 하지만, 두 기체간 거리가 가깝고 상대 기기가 밑에서 올라오는 중으로 매우 위험한 상황이므로 Adjust Vertical Speed 및 Increase Climb이 나올 수도 있다.

4. 수행 절차


이해를 돕기 위해 TCAS의 RA 음성 안내를 먼저 읽어보자. 항공기 제조사에 따라 TCAS의 안내문은 서로 다르지만, 편의를 위해 모두 작성한다.
구분
음성 출력
해석
감지
Traffic! Traffic!
접근 기체 감지
상승
Climb! Climb!
상승하라
Reduce Climb
천천히 상승하라
Increase Climb!
더 빨리 상승하라
Climb now!
당장 상승하라
하강
Descend! Descend!
하강하라
Reduce Descend
천천히 하강하라
Increase Descend!
더 빨리 하강하라
Descend now!
당장 하강하라
기타
Adjust Vertical speed
수직 속도를 바로 잡아라[7]
Maintain Vertical speed
현재 수직 속도를 유지하라
Level off
상승 또는 하강을 중단하라
Monitor Vertical speed
현재 고도를 유지하라
해결
Crossing
현재 서로 교차 중이다
Clear of Conflict
충돌 (문제) 해결

일반적으로는 TCAS가 작동하기 전에 관제탑에서 두 기체가 가까워짐을 경고하고 서로를 육안으로 확인해보라고 지시한다. 그럼에도 불구하고 관제소의 안내가 없거나 TCAS의 RA가 작동한 경우, 관제소에게 TCAS가 작동했음을 알리고 서로를 육안으로 확인하기 위해 노력한다.

이후 메인 디스플레이에 나오는 RA의 고도 변화율 지시에 따라 고도를 변화 (또는 유지)하여 충돌을 회피한다. 기장과 부기장이 서로 반대로 비행기를 제어하는 일이 발생하지 않도록 기장 또는 부기장은 I have control (내가 제어한다), You have control(확인했다. 너가 제어하라)을 말해 누가 기체를 제어할지 결정하고 고도를 조정한다.

일반적으로 Traffic, Climb(Descend), Clear of Conflict 외에는 잘 나오지 않지만, 나오는 경우가 있다.
  • Increase Climb(Descend) 또는 Climb(Descend) now!
접근 기체 중 하나 이상의 기체에서 TCAS의 지시와 반대로 행동[8]하거나, 고도 변화률이 너무 적어 충분한 고도[9] 이상 가 확보되지 않을 경우 출력된다.
  • Level off
두 기체의 TCAS가 제대로 호환되지 않거나, 두 기체간의 거리가 너무 가깝지는 않아서 큰 회피 기동이 필요하지 않을 때 출력된다.
  • 그 외
3개 이상의 기체가 접근해 단순한 상승 및 하강 지시로는 충돌을 회피하기 어려울 때 출력된다. 있어서는 안 되는 경우로 관제탑의 매우 큰 실수이다. 이 쯤 되면 여러 기체에서 메이데이가 나오거나, 초대형 사고가 발생할 가능성이 높다.

5. 분류


  • TCAS I
단순 트래픽 정보만 제공하는 기본적인 장비.
  • TCAS II
단순 트래픽 정보 제공에서 진화해서 회피 기동도 안내한다. 수직 방향만 안내하며 필요하면 현재 고도를 유지하라는 안내도 한다. 현재 가장 널리 쓰이는 방식이다.
  • TCAS III
개발 중. 수직 방향 기동뿐만 아니라 수평 방향 기동 안내도 포함된다.


6. 모드


기본적인 항공기의 트랜스폰더 모드로 현재 위치, 고도(FL), 수직 속도를 송신한다.
모드 A 트랜스폰더와 마찬가지로 TCAS를 지원하지 않지만,현재 위치와 고도 정보를 송신한다.
무동력 항공기 또는 작은 항공기에서 S모드를 미지원하는 트랜스폰더를 사용하는 경우 사용한다. 현재 위치만을 송신한다.

7. 관제사와 TCAS가 충돌한다면?


TCAS 경고가 발령되는 경우 조종사가 관제사에게 통보를 하기 때문에 그럴 일은 없지만, 관제사가 통보를 못 듣거나 관제 장비의 이상으로 관제사의 지시와 TCAS의 지시가 서로 상반될 수 있다. 이 때는 무조건 TCAS의 안내를 우선하도록 규정되어 있다. 위버링겐 상공 공중충돌 사고 이후 규정된 사항으로 당시 TCAS를 따르지 않아[10] 공중 충돌 사고가 났다. 사실 2년 전 사고가 있었지만 ICAO가 일본정부의 사고조사 결과를 상큼하게 무시했다가 기어이 사고가 난 것.

2014년 8월 13일, 유사한 사고가 발생할 뻔 했다. 김해국제공항을 출발하여 일본 나리타 국제공항으로 가던 에어부산 항공기가 나리타공항 관제센터의 지시를 따르며 하강하던 도중 TCAS의 경고를 받고 상승하였다. 당시 맞은편 6km 지점에서 일본 국적 여객기가 상승하고 있었다. 만약 A 기장이 곧장 회피 조작을 하지 않았더라면 자칫 대형 참사가 발생할 수 있었다.


[1] TCAS의 A 발음은 전설 근저모음(æ) 이라서 일본에서는 '티-캬스(ティ-キャス)'라고 읽는다. 화자에 따라 '티카스'로 들릴 수 있다.[2] 수직 9900 ft (약 3 km), 수평 40 NM(약 74 Km)[3] 상승, 하강 지시[4] 일반적으로 위에 있는 비행기가 상승을, 밑에 있는 비행기가 하강을 지시받는다.[5] 애당초 두 기체가 접근하지 않도록 관제탑에서 고도를 조정해야 했다. TCAS가 작동했다는 것은 관제탑이 제 역할을 하지 못 했다는 것이다.[6] 지상에서의 고도가 아닌, 서로간의 고도 차이[7] 상승 또는 하강을 중단해라.[8] 하강을 지시했는데, 상승하는 경우[9] 1000ft (300m)[10] 위험한 상황에서 기계와 사람 중 누구를 믿느냐에 대한 문제였기에 일부 지역에서는 관제탑의 지시를 우선하게 되어있어 발생한 참사이다.