본문내용
1. 항공 전자 장비 소개
1.1. 항공기 항법 시스템의 정의
항공기 항법 시스템이란 항공기의 현재 위치, 이동 거리, 방위 등 항공기의 진로에 대한 정보를 제공하는 기술이다. 항법 시스템은 크게 위치 측정 기술과 비행 제어 기술의 두 가지 기술 분야로 구성된다. 위치 측정 기술은 항공기의 현재 위치를 파악하는 기술이며, 비행 제어 기술은 현재 측정한 위치에서 목적지로 향하게 하는 항로를 결정하고 항공기가 목적지로 이탈하지 않도록 제어하는 기술이다. 이 두 가지 기술 요소가 반영된 시스템이 항공기 항법 시스템이라고 할 수 있다.
1.2. 항법 시스템의 종류
1.2.1. 지문항법
지문항법은 옛날부터 사용되어 온 가장 원시적인 항법 방식이다. 이는 육안으로 확인할 수 있는 지형지물을 보고 항로를 판단하는 방식이다. 육안으로 보이는 산, 강, 섬 등의 지형지물과 도로, 철도, 건물 등의 인공물을 이용하여 현재 위치를 파악하고 이동 경로를 결정한다. 이러한 지문항법은 단거리 비행이나 시계 비행에 적합하지만, 악천후나 야간에는 활용하기 어렵고 정확성이 떨어진다는 단점이 있다. 또한 육안으로 확인할 수 있는 거리에 한정되어 장거리 비행에는 부적합하다. 따라서 현대에는 보편적으로 사용되는 항법 방식은 아니지만, 전파 항법이나 위성 항법 등의 보조 수단으로 활용되고 있다.지문항법은 구시대적 항법 방식이지만, 오늘날에도 단거리 비행이나 시계비행 시 보조 수단으로 활용되고 있다. 이는 육안으로 확인할 수 있는 지형지물을 이용하여 현재 위치를 파악하고 이동 경로를 결정하는 방식이다. 지문항법은 악천후나 야간에는 활용하기 어렵고 정확성이 떨어지며, 장거리 비행에도 적합하지 않다는 한계가 있다. 그러나 전파 항법이나 위성 항법 등의 첨단 항법 시스템을 보완하는 수단으로서의 역할을 하고 있다.
1.2.2. 추측항법
추측항법(Dead Reckoning NAV)은 항공기의 속도와 방향 정보를 이용하여 현재 위치를 추정하는 방식이다. 이는 항공기에 장착된 속도계와 나침반을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 계산된다.
구체적으로 추측항법은 항공기가 이전 위치에서 현재까지 이동한 거리와 속도, 방향을 파악하여 새로운 위치를 계산해 내는 방식이다. 이를 위해 항공기는 속도계와 자북을 지시하는 나침반을 갖추고 있어야 한다. 속도계는 지대속도(ground speed)를 측정하고, 나침반은 항공기의 자기 방위각을 알려준다. 이 두 정보를 바탕으로 비행 시간 동안의 이동 거리와 방향을 계산할 수 있게 된다.
추측항법의 장점은 지상 또는 위성 지원 없이도 독립적으로 비행할 수 있다는 것이다. 하지만 시간이 지날수록 오차가 누적되는 단점이 있다. 이동 거리나 방향을 정확히 측정하기 어렵기 때문이다. 바람의 영향이나 항공기 자체의 기계적 오차 등으로 인해 실제 이동 거리와 계산된 거리 간에 차이가 발생할 수 있다. 따라서 추측항법은 주기적으로 다른 항법 시스템과 교차 확인하거나 보정을 받아야 한다.
결과적으로 추측항법은 지상 시설이나 위성 도움 없이도 현재 위치를 파악할 수 있는 장점이 있지만, 오차가 누적되는 단점으로 인해 단독으로는 정확도가 높지 않다. 따라서 다른 항법 장치와 병행 사용되는 경우가 많으며, 특히 장거리 비행 시 오차를 줄이기 위해 GPS와 같은 위성항법시스템과 함께 활용된다.
1.2.3. 천측항법
천측항법은 태양, 달, 별자리 등을 관찰하여 현재 위치를 파악하는 항법 방식이다. 이는 고대부터 이용되어온 전통적인 항법 기술로, 지문항법과 추측항법의 단점을 보완할 수 있는 장점이 있다.
천측항법은 천체의 위치와 운동 특성을 이용하여 현재 위치를 파악한다. 특히 항공기의 경우 지구상공에서 천체를 관측하기 용이하기 때문에 이 방식이 효과적으로 활용될 수 있다. 천체의 고도와 방위를 측정하여 현재 위치를 계산하며, 이를 위해 천문 항법 장비가 필요하다. 주요 장비로는 섹스턴트, 항법 시계, 전자 천체 관측기 등이 있다.
섹스턴트는 천체의 고도를 측정하는 기구로, 천체와 지평선 사이의 각도를 읽어낼 수 있다. 항법 시계는 천체의 시간과 위치를 계산하는데 사용되며, 전자 천체 관측기는 자동으로 천체의 고도와 방위를 감지하여 현재 위치를 알려준다. 이러한 장비들을 이용하여 관측된 천체 정보를 계산하면 위도, 경도, 고도 등 항공기의 3차원 위치를 파악할 수 있다.
천측항법은 지문항법이나 추측항법과 달리 지상 시설물에 의존하지 않으므로 보편적인 항법 방식으로 활용될 수 있다. 특히 해상이나 극지방 등 지상 시설물 설치가 어려운 지역에서 유용하게 사용된다. 또한 지상 시설물 파괴 등의 위협으로부터 자유롭기 때문에 군사 작전에서 중요한 역할을 해왔다.
하지만 천측항법은 날씨 조건이나 주간/야간 등 시간대에 따라 천체 관측이 어려워질 수 있다는 단점이 있다. 또한 복잡한 계산 과정이 필요하고 관측 기구의 오차로 인해 정확도가 떨어질 수 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 전자항법 기술이 발달하면서 천측항법은 점차 그 비중이 감소하고 있다.
1.2.4. 전자항법
전자항법은 지상 무선국이나 위성에서 송신하는 전파를 이용하거나 항공기에 탑재된 전자시스템을 이용하여 현재 위치, 시간, 거리 간격 등을 파악하여 항행에 이용하는 현대의 항법 방식이다. 전파를 이용한 항법 장치로는 단거리용인 ADF, VOR, DME, TACAN 등이 있으며, 장거리 항법용으로는 LORAN, OMEGA 등이 있다.
전자항법은 지문항법, 추측항법, 천측항법과 달리 지상 무선국이나 위성에서 송신하는 전파를 이용하여 현재 위치와 거리를 파악하는 시스템이다. 이는 구시대적 항법 방식들에 비해 정밀도와 안정성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 전파의 직진성과 균일한 속도를 이용하여 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 위성 항법 시스템인 GPS의 등장으로 전 세계적인 항법 서비스가 가능해졌다.
전자항법 시스템은 크게 전파 항법 시스템, 자립 항법 시스템, 위성 항법 시스템으로 구분된다. 전파 항법 시스템에는 ADF, V...
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