Instructor-pang

Instrument Approach Procedure Charts

IAP(instrument approach procedure) chart는 저시정 조건에서 안전하게 하강 및 착륙할 수 있는 방법을 제공한다. FAA는 장애물, 지형 특성, 그리고 항법 시설에 대한 철저한 분석을 통해 IAP를 설정한다. 각종 기동들(여기에는 고도 변경, course 수정, 그리고 그 외의 제한 사항들이 포함됨)이 IAP에 규정되어 있다. 접근 차트는 TERPs(Terminal Instrument Approach Procedures)와 관련된 기준을 반영한다. TERPs는 계기 비행 절차의 설계를 위한 표준화된 방법을 규정한다.

※ 다음은 Jeppesen Airway Manual을 발췌한 내용이다. Jeppesen은 다음을 통해 차트가 어떤 기준을 준수하는지 나타낸다.

1. 접근 절차가 항공기 속도 및 circling area와 관련하여 United States Standard for Terminal Procedures criteria를 준수하도록 지정되었음을 나타낸다.

2. 접근 절차가 항공기 속도 및 circling area와 관련하여 ICAO PANS-OPS criteria를 준수하도록 지정되었음을 나타낸다.

다른 정부와 기업에서도 접근 절차를 제작한다. 미군 IAP는 국방부가 제정 및 발부하며 요청 시 대중에게 공개된다. special IAP는 개인 운영자를 위해 FAA가 승인한 것으로 대중이 이용할 수 없다. 해외의 표준 IAP는 각 국가의 발부 절차에 따라 제정 및 발행된다. 다음 내용에서 제시하는 정보는 미국 TPP의 특징을 강조한다.

계기 접근 차트는 6개의 주요 섹션으로 나뉜다. 여기에는 margin identification, pilot briefing(그리고 notes), plan view, profile view, landing minimums, 그리고 airport diagram을 포함한다. [그림 1-10] 각 섹션에 대한 내용은 다음과 같다.

Margin Identification

margin identification은 차트의 상단과 하단에 위치한다. 이는 공항의 위치와 절차의 식별자를 나타낸다. civil approach plate는 도시, 그리고 공항 명칭 및 주(state)로 구성된다. 예를 들어 Florida 주 Orlando의 Orlando Executive는 Orlando의 “O” 아래에 나열되어 있다. military approach는 먼저 공항 이름별로 구성된다.

차트의 수정 상태는 bottom margin의 도시/주 아래에 표시된다. 수정 번호 뒤에는 마지막으로 차트가 변경된 다섯 자리의 julian-date가 표시된다. “05300”은 “2005년의 300일”을 의미한다. top margin의 중앙에는 FAA 차트 참조 번호와 승인 기관이 있다. bottom 중앙에는 공항의 위도 및 경도 좌표가 제공된다. 만약 차트가 원본이라면 julian-date 대신 발행일을 사용할 수 있다.

접근 차트의 제목(그림 1-10의 top 및 bottom margin area)은 final approach course를 제공하는 항법 시설의 유형으로부터 만들어진다. approach course가 활주로 중심선으로부터 30도 이내에 정렬될 경우 runway number가 표시된다. 이러한 접근은 올바른 조건 하에서 straight-in landing을 허용한다. 접근 유형 뒤에 문자가 표시될 경우 straight-in landing minimums가 게재되지 않으며 circling minimums만 표시된다. 이러한 유형의 첫 번째 접근에는 문자 A가 지정되며 이후 알파벳 순서로 이어진다(예를 들어 “VOR-A”, 혹은 “LDA-B”). 이러한 문자를 통해 절차가 circling approach to land로 종결될 것이라는 예상을 할 수 있다. 일반적으로 circling-only approaches는 다음 두 가지 이유 중 하나 때문에 설계된다:

∙ final approach course와 runway centerline 사이의 각도가 30도를 초과하는 경우.

∙ FAF(final approach fix)로부터 TCH(threshold crossing height)까지의 descent gradient가 400 FPNM보다 큰 경우.

이 항목에 대한 자세한 내용은 IPH, Chapter 4의 Approach Naming Chart Conventions에서 확인할 수 있다.

left, right, 그리고 center를 구별하기 위해 “L, ”R“, 혹은 ”C“가 runway number 뒤에 표시된다(예를 들어 ”ILS RWY 16R“). 경우에 따라 공항에 하나 이상의 circling approach가 있을 수 있다(예를 들어 VOR-A, VOR/DME –B).

slash(/)로 구분된 두 개 이상의 항법 시스템은 final approach를 수행하는데 있어 두 가지 이상의 장비가 필요함을 의미한다(예를 들어 VOR/DME RWY 31). “or”로 구분된 두 개 이상의 항법 시스템은 final approach를 수행하는데 있어 장비들 중 하나를 사용할 수 있음을 나타낸다(예를 들어 VOR or GPS RWY 15). 동일한 활주로에 대해 동일한 유형의 접근 방식이 여럿 존재하는 경우 접근 명칭에 알파벳, 숫자, 혹은 문자가 생긴다(예를 들어 ILS Z RWY 28, SILVER ILS RWY 28, 혹은 ILS 2 RWY 28). VOR/DME RNAV approaches는 VOR/DME RNAV RWY (runway number)로 식별된다. final approach segment 이전 구간에, 혹은 missed approach 구간에 다른 유형의 항법 시스템이 필요할 수도 있다.

※ 다음은 Jeppesen Airway Manual을 발췌한 내용이다. 3번은 index number를 나타내며 활주로 번호 순서대로 정렬된다. 5번은 차트의 발효일을 나타낸다.

The Pilot Briefing

pilot briefing은 차트의 맨 위에 있다. 이는 접근 절차를 완료하는데 필요한 정보를 조종사에게 제공한다. 여기에는 접근 안내를 제공하는 NAVAID, 해당 NAVAID의 주파수, final approach course, 그리고 활주로 정보가 포함된다. notes section에는 추가적인 절차상 정보가 포함된다. 예를 들어 procedural note는 circling maneuvers에 대한 제한을 나타낼 수 있다. 일부 notes는 local altimeter setting에 대한 사항과 이에 따른 minimums의 변화와 연관될 수 있다. RADAR의 사용 또한 이 부분에서 언급될 수 있다. 추가적인 notes는 plan view에서 확인할 수 있다.

“T”를 포함하는 삼각형이 notes section에 표시될 경우 이는 nonstandard IFR takeoff minimums가 존재함을 나타낸다. 조종사는 takeoff minimums를 결정하기 위해 TPP의 DP section을 참조해야 한다.

“A”를 포함하는 삼각형이 notes section에 표시될 경우 이는 nonstandard IFR alternate minimums가 존재함을 나타낸다. 민간 조종사는 alternate minimums를 결정하기 위해 TPP의 Alternate Minimum Section을 참조해야 한다. 군 조종사는 적절한 규정을 참조해야 한다.

“A”NA를 포함하는 삼각형이 notes section에 표시될 경우 이는 Alternate Minimums가 인가되지 않음을(Not Authorized) 나타낸다. 이는 unmonitored facility로 인해, 혹은 weather reporting service의 부재로 인해 발생한다.

교신 주파수는 접근 도중 사용되는 순서로 나열된다. 해당하는 경우에는 기상 시설과 관련 시설의 주파수가 포함된다(예를 들어 ATIS, ASOS, AWOS, 그리고 AFSS).

※ 다음은 Jeppesen Airway Manual을 발췌한 내용이다. 6번의 (R)은 레이더 서비스를 이용할 수 있다는 것을 나타낸다. 8번의 별표(*)는 관제탑이 시간제로 운영된다는 것을 나타낸다.

The Plan View

plan view는 절차의 부감도를 제공한다. 이는 en route segment에서 IAF(initial approach fix)로 향하는 경로를 조종사에게 안내한다. [그림 1-10] initial approach 도중 항공기는 intermediate segment나 final segment로 향한다. initial approach는 terminal area 내의 특정 경로를 따라 수행될 수 있다. 이러한 경로는 arc, radial, course, heading, radar vector, 혹은 이들의 조합일 수 있다. procedure turns와 high-altitude teardrop penetration은 initial approach segment이다. plan view의 특징들이 그림 1-11에 나타나 있다. 여기에는 procedure turn, obstacle elevation, MSA(minimum safe altitude) 그리고 procedure track이 포함된다. plan view 내의 지형이 공항 표고로부터 4,000ft를 초과하는 경우, 혹은 airport reference point로부터 6nm 이내의 지형이 공항 표고로부터 2,000ft 이상 상승하는 경우에는 plan view에 지형이 표시된다.

일부 AeroNav Products는 특정 반경의 reference circle을 포함한다(10NM이 가장 일반적임). plan view의 접근 특징들은 보통 축척되어 표시된다. 허나 reference circle 내의 정보들은 항상 축척되어 표시된다.

절차에 필요한 정보가 plan view의 한계 내 축척에 적합하지 않은 경우에는 concentric rings가 사용된다. 이는 절차에 필요한 정보를 reference circle의 바깥쪽에 체계적으로 배열하는 수단으로 사용된다. concentric rings에는 en route facility와 feeder facility가 지정된다.

plan view에 표시된 주요 공항은 활주로 방향과 final approach course를 나타내기에 충분할 정도로 세밀하게 그려진다. 주요 접근 공항 이외의 공항은 보통 plan view에 표시되지 않는다.

지형의 고도를 plan view에 나타내기 위해 점 기호와 고도(MSL 단위)가 표시된다. 가장 큰 점 기호와 숫자는 가장 높은 표고를 나타낸다. 거꾸로 된 “V”의 중앙에 점이 있는경우 이는 장애물을 나타낸다. 가장 높은 장애물은 이와 같은 기호가 더 굵게, 그리고 더 크게 표시된다. [그림 1-11]

MSA circle은 plan view에 표시된다. 단, TAA(Terminal Arrival Area)를 사용하는 접근의 경우, 혹은 적절한 NAVAID(예를 들어 VOR, 혹은 NDB)를 사용할 수 없는 경우는 제외한다. MSA는 비상용으로 제공되며 circle 내에서 1,000ft의 장애물 회피를 보장한다. 종래의 항법 시스템의 경우 MSA는 일반적으로 IAP가 입각된 NAVAID를 기반으로 한다. 접근 차트의 MSA에는 MSA 고도를 결정하는데 사용된 NAVAID의 식별자가 포함된다. RNAV approach의 경우 MSA는 straight-in approach를 위한 runway waypoint에 기반을 두거나, 혹은 circling approach를 위한 airport waypoint에 기반을 둔다. GPS approach의 경우 MSA의 중심은 missed approach waypoint이다. MSL 고도가 원 안의 박스에 표시되며 이는 보통 25NM의 반경을 가진다(단, 달리 표시된 경우 제외). MSA circle의 명칭은 원의 중심이 되는 NAVAID나 waypoint의 식별자를 나타낸다.

계기 절차에 필요한 NAVAID는 시설의 명칭, 식별자, 그리고 모스 코드를 포함한다. 여기에 주파수와 채널이 포함될 수도 있다. 굵은 선으로 그려진 NAVAID box는 접근에 가장 중요한 NAVAID를 나타낸다. NAVAID 식별자 앞에 있는 “I”은 localizer를 의미한다(그림 1-11의 “I-AVL”). 접근에 대한 ADF, DME, 혹은 RADAR 필요조건이 plan view에 표시된다.

※ 다음은 Jeppesen Airway Manual을 발췌한 내용이다. shadowed box의 문자 "D"는 DME/TACAN을 의미한다. 시설의 등급이 (T) Terminal, (L) Low, 그리고 (H) High로 표시된다.

intersections, fixes, radials, 그리고 course lines가 경로와 접근 순서를 나타낸다. main procedure나 final approach course는 두꺼운 실선으로 표시된다. DME arc도 두꺼운 실선으로 표시된다.

feeder route는 중간 굵기의 선으로 표시되며 여기에는 heading, altitude, 그리고 거리 정보가 포함된다.

radials는 얇은 선으로 표시된다(예를 들어 lead radials).

missed approach track은 얇은 해시마크 선으로 표시되며 화살표를 포함한다.

visual flightpath segment는 두꺼운 점선으로 표시되며 화살표를 포함한다.

missed approach holding pattern은 얇은 점선으로 표시된다. missed approach holding pattern과 procedure turn holding pattern이 겹쳐지는 경우에는 holding pattern이 검은색 실선으로 표시된다. arrival holding pattern은 얇은 실선으로 표시된다.

※ 다음은 Jeppesen Airway Manual을 발췌한 내용이다. 착륙을 위해 QFE를 사용하려는 조종사는 현재 보고된 QNH altimeter setting에 7번의 TDZ Elev : 1hpa을 뺀다.

※ Glossary

AIRPORT ELEVATION/FIELD ELEVATION - usable runways에서 가장 높은 지점을 평균 해수면으로부터 피트(feet) 단위로 측정한 것. 일부 국가에서는 airport reference point를 기준으로 airport elevation을 결정한다.

AIRPORT REFERENCE POINT(ARP) - 공식적인 공항 위치로 지정된 지점.

TOUCHDOWN ZONE ELEVATION(TDZE) - approach end of the runway로부터 3,000ft 이내에서 가장 높은 지점.

Terminal Arrival Area(TAA)

GPS/RNAV 장비를 갖춘 입항 항공기에게 transition method를 제공하기 위해 TAA procedure가 설계되었다. TAA는 feeder routes, departure extension, 그리고 procedure turns/course reversal의 필요성을 없애거나 줄여준다. TAA는 standard RNAV approach configuration이나 modified RNAV approach configuration과 관련하여 설정된 관제 공역이다.

standard TAA는 세 가지 영역으로 구성된다: straight-in, left base, 그리고 right base. TAA 영역의 경계선들은 접근에 대해 게재된 부분으로 항공기가 en route structure에서 가장 가까운 IAF로 전환할 수 있게 해준다. 이러한 경계선을 통과할 경우, 혹은 ATC로부터 해당 영역 내로 release 될 경우 조종사는 비행 중인 접근 영역에 대한 waypoint IAF로 직접 향해야 한다. 모든 접근 영역에서 조종사는 holding pattern으로 직접 향할 선택권을 갖는다.

TAA는 “T” structure를 가지고 있는데 이는 보통 접근 항공기에게 NoPT(No Procedure Turn)를 제공한다. [그림 1-12] TAA는 조종사와 관제사로 하여금 en route에서 terminal structure로 향하는 효율적인 경로를 제공한다. TAA의 basic “T”는 활주로 중심선을 MAP(이는 threshold에 위치함), FAF(이는 threshold로부터 5NM에 위치함), 그리고 IF(이는 FAF로부터 5NM에 위치함)와 정렬한다.

(ATP: Highest Spot Elevation은 plan view에 표시된 가장 높은 지형이다.)

높은 en route 고도에서 initial segment altitude로 하강할 수 있도록 hold in lieu of a procedure turn이 제공된다. 이 목적을 위해 holding pattern은 항상 center IAF wapoint에 설정된다. 평행 활주로나 특별 운영 조건에 대해서는 기타 수정이 필요할 수 있다. RNAV chart는 각 TAA를 나타내는 아이콘을 통해 TAA를 표시한다. 이러한 아이콘은 plan view에 표시되며 보통 en route structure로부터 항공기가 입항하는 위치와 연관되도록 정렬된다.

Course Reversal Elements in Plan View and Profile View

course reversal은 세 가지 중 하나로 표시된다: 45°/180° procedure turn, holding pattern in lieu of procedure turn, 혹은 teardrop procedure. 항공기를 intermediate course나 final approach course에 설정하기 위해 반대로 향해야 하는 경우에 이 기동이 필요하다. 절차의 구성 요소들은 plan view와 profile view에 표시된다. 이 기동은 profile view에 지정된 최소 고도 및 거리 내에서 완료되어야 한다. 조종사는 IAP 도중 course reversal과 관련하여 ATC 시설에 협조해야 한다.

Procedure Turns

procedure turn의 화살표는 procedure turn이 수행되는 outbound course를 나타낸다. [그림 1-13] 여기서 45° procedure turn에 대한 heading이 제공된다. 허나 선회를 수행할 지점, 그리고 선회의 유형 및 선회율은 조종사의 재량이다. procedure turn을 위한 선택지로는 45° procedure turn, racetrack pattern, teardrop procedure turn, 혹은 80°/260° course reversal이 있다. plan view에 procedure turn의 화살표가 없다면 해당 절차에 대해 procedure turn이 허가되지 않은 것이다. 장애물 회피 영역 내에 머물기 위해 procedure turn 기동 도중에는 200knots 이하의 지시속도(KIAS)를 준수해야 한다. 일반적인 procedure turn 거리는 10NM이다. Category A 항공기만 운영되는 경우에는 이 값이 최소 5NM로 감소할 수 있으며 고성능 항공기를 수용하기 위해 최대 15NM까지 증가할 수도 있다. procedure turn altitude 이하로 하강하는 것은 항공기가 inbound course에 설정된 이후에 시작된다.

“NoPT” 기호가 있을 경우, final approach를 향한 radar vector가 제공되는 경우, timed approach를 수행하는 경우, 혹은 procedure turn이 인가되지 않은 경우에는 procedure turn이 필요하지 않다. procedure turn이 필요하다 판단하였다면 조종사는 ATC 시설에 교신해야 한다.

Holding in Lieu of Procedure Turn

일부 절차에서는 course reversal을 위해 holding pattern in lieu of a procedure turn이 지정될 수 있다. [그림 1-14] 이 경우 holding pattern은 IF(intermediate fix)나 FAF에 설정된다. profile view에 표시된 holding pattern 거리나 시간을 준수해야 한다. 모든 holding pattern에 대해 규정된 maximum holding airspeed가 여기에도 적용된다. 항공기가 적절한 entry를 수행한 후 inbound course에 설정되었을 때 holding pattern 기동이 완료된다. 항공기가 holding fix로 되돌아오기 전에 접근이 승인되었다면 holding pattern을 더 그리지 않아도 된다. 만약 조종사가 고도를 깎기 위해 위해, 혹은 course를 더 제대로 설정하기 위해 holding pattern을 더 그리기로 결정하였다면 즉시 ATC에 알려야 한다. hold in lieu of a procedure turn 도중 holding pattern을 반드시 따라야 한다(단, final approach를 향하여 RADAR VECTORING이 제공되는 경우, 혹은 접근 경로에 NoPT가 표시된 경우 제외).

Teardrop Procedure

차트에 teardrop procedure turn이 표시되어 있다면 이러한 유형의 절차를 수행해야 한다(단, ATC가 달리 승인한 경우 제외). [그림 1-15] 차트에 게재된 outbound course를 통해 IAF를 떠난 다음 intermediate fix 전에 inbound course를 교차하기 위해 선회한다. 이는 항공기의 방향을 역전시키며 제한된 공역 내에서 상당한 고도를 감소시킨다. intermediate segment가 시작되는 fix가 없는 경우에는 FAF로부터 10NM 이전에 intermediate segment가 시작된다 가정된다. 시설이 공항에 위치하는 경우에는 항공기가 penetration turn을 완료하였을 때 final approach에 놓인 것으로 간주된다. 허나 final approach segment는 시설로부터 10NM 떨어진 final approach course에서 시작된다.

The Profile View

profile view는 측면에서 바라본 절차를 나타내며 수직 접근 경로 고도, heading, 거리, 그리고 fix를 보여준다. [그림 1-10, 11, 그리고 12] 여기에는 procedure turn을 위한 최소 고도 및 최대 거리, 특정 fix에서의 고도, fix들 사이의 거리, 그리고 missed approach 절차가가 포함된다. profile view는 IAP의 해석에 도움을 준다. profile view는 축척에 맞게 그려지지 않는다. [그림 1-10, 11, 12, 16]

GS(glideslope) intercept altitude는 GS을 교차하기 위한 최소 고도이다. 이는 고도 값과 번개 모양 기호로 표시된다. 해당 기호는 정밀 접근에 적용된다. GS가 작동하지 않는 경우에는 해당 고도가 FAF를 교차하기 위한 최소 고도로도 적용된다(단, 달리 규정된 경우 제외). 정밀 접근의 profile view는 GS angle of descent, (TCH)threshold crossing height, 그리고 OM(outer marker)에서의 GS altitude도 표시한다.

비정밀 접근에서는 FAF나 FAP(final approach point)에서 final segment/final descent가 시작된다. FAF는 profile view에 표시된 십자가 기호를 통해 식별된다. [그림 1-11]

FAF가 표시되지 않은 경우에는 항공기가 final approach course에 설정되는 지점이 곧 final approach point가 된다. [그림 1-16]

비정밀 접근 절차의 stepdown fixes는 FAF와 공항 사이에 있다. 이는 항공기가 장애물을 통과한 후에 더 낮은 MDA(minimum descent altitude)로 하강할 수 있도록 만들기 위함이다. stepdown fix는 NAVAID, NAVAID fix, waypoint, 혹은 레이더로 식별될 수 있다. 이는 차트에 해시 마크 선으로 표시된다.

보통 FAF와 MAP 사이에는 하나의 stepdown fix가 존재한다(여러 개가 존재할 수도 있음). 어떤 이유로든 step down fix를 식별할 수 없다면 step down fix에서의 minimum altitude가 접근을 위한 MDA가 된다. 허나 circling minimums가 stepdown fix minimum altitude보다 높다면, 그리고 circling approach를 수행하고 있다면 circling minimums가 적용된다.

VDP(visual descent point)는 nonprecision straight-in approach의 final approach course에 지정된 지점이다. 여기서 시각 참조점이 확인되면 MDA에서 touchdown point를 향하여 강하를 시작할 수 있다. VDP는 접근 차트의 profile view에 “V” 기호로 식별된다. [그림 1-12]

MAP는 접근에 따라 달라진다. ILS의 경우 MAP는 DA/DH(decision altitude/decision height)에 위치한다. 비정밀 접근의 경우에는 세 가지 방법을 통해 MAP가 결정된다: 1) 항법 시설이 공항에 있는 경우에는 fix나 NAVAID를 통해 MAP가 결정됨 2) 항법 시설이 공항으로부터 멀리 있는 경우에는 FAF로부터의 timing을 통해 MAP가 결정됨 3) GPS나 VOR/DME RNAV에서 규정된 waypoints를 통해 MAP가 결정됨. 미리 MAP를 수행하는 경우에는 선회 기동을 수행하기 전에 MDA나 DA/DH 이상으로 MAP를 통과해야 하며 접근 차트대로 IAP를 수행하여 MAP로 향해야 한다(단, ATC가 달리 승인한 경우 제외).

MAP에 대한 설명은 pilot briefing section에 나타나 있다. [그림 1-16] MAP에서 수행되어야 할 행동을 나타내는 아이콘이 profile view에 표시된다. 실패 접근 절차는 곧장 상승하라 지시하거나(예를 들어, “Climb to 2,000”), 혹은 특정 고도를 향해 상승 선회를 수행하라 지시한다(예를 들어, “Climbing right turn to 2,000.”). initial altitude로 곧장 상승한 다음 holding altitude를 향해 상승 선회를 수행하라 지시하는 경우도 있다(예를 들어, “Climb to 900, then climbing right turn to 2,500 direct to ABC VOR and hold.”)

MAP가 facility나 fix에서 체공하라 명시하는 경우에는 plan view에 표시된 missed approach track 및 pattern에 따라 체공해야 한다. ATC가 alternate MAP를 발부할 수도 있다. holding fix를 식별하는 NAVAID나 radial이 pilot briefing section에서 명시된다.

profile view는 접근에 사용되는 minimum altitude, maximum altitude, recommended altitude, 그리고 mandatory block altitude를 표시한다. minimum altitude는 밑줄 친 고도를 통해 표시된다. final approach 도중 차후의 fix에 도달하기 전까지는 해당 고도 이상을 유지해야 한다.

maximum altitude는 윗줄 친 고도를 통해 표시된다. 조종사는 해당 고도 이하를 유지해야 한다. 

mandatory altitudes는 윗줄과 밑줄이 쳐진 고도를 통해 표시된다. 조종사는 해당 고도를 유지해야 한다.

recommended altitudes는 권장 고도로 윗줄과 밑줄이 없다. 윗줄과 밑줄이 두 숫자에 걸쳐서 표시되는 경우 이는 mandatory block altitude를 나타낸다. 이때 항공기는 두 숫자의 범위 내에서 고도를 유지해야 한다.

비정밀 접근 차트의 VDA(Vertical Descent Angle)는 FAF나 stepdown fix로부터 TCH를 향하여 stabilized approach를 수행하는데 필요한 정보를 제공한다. [그림 1-17] 조종사는 TPP의 rate of descent table을 통해 특정 하강률을 찾을 수 있다.

Landing Minimums

minimum section은 접근에 필요한 가장 낮은 고도와 시정을 명시한다. nonprecision final segment 내에 fix가 포함된 경우에는 fix가 식별될 수 있는 방법에 따라 두 가지 minimums가 게재될 수 있다. 또한 두 번째 altimeter source가 사용되는 경우에도 두 가지 minimums가 게재될 수 있다. minimums는 final segment의 시작 지점으로부터 활주로나 MAP(둘 중 이후에 도달하는 지점)까지 장애물 회피를 제공한다. 주간 운영 위한 minimum과 야간 운영을 위한 minimum은 동일하게 적용된다(단, pilot briefing의 notes section에 다른 minimums가 명시된 경우 제외). circling minimums는 조종사가 적절한 보호 구역 내에 있을 때 장애물 회피를 제공한다. [그림 1-18]

(ATP: 정밀 접근의 경우 glide slope intercept altitude와 함께 표시된 번개 모양의 화살표가 final approach fix를 나타낸다.)

(ATP: shaded fan이 표시된 경우 MDA/DA 미만에서의 visual segment에서 34:1 slope가 장애물 회피를 제공한다. shaded fan이 없는 경우에는 34:1 slope가 장애물 회피를 제공하지 못한다.)

minimums는 다양한 approach category에 대해 지정된다. 이는 maximum certified gross landing weight에서 착륙 외장일 때의 실속 속도에 1.3을 곱한 값에 기초한다. category에 대한 속도 범위의 상한선을 초과해야 하는 경우에는 다음 category의 minimums를 사용해야 한다. 예를 들어 category A에 속하지만 91 knots 이상으로 circling to land를 수행하는 항공기는 approach category B의 minimums를 사용해야 한다. [그림 1-19]

straight-in과 circling을 위한 minimums가 각 aircraft category의 아래에 표시된다. [그림 1-19] category 별 minimums 사이에 구분선이 없다면 해당 minimums가 두 개 이상의 category에 적용된다.

정밀 접근을 위한 minimum approach altitude와 비정밀 접근을 위한 minimum approach altitude는 서로 다르다. 정밀 접근은 DH를 사용하며 HAT(height above threshold elevation)를 기준으로 한다. 반면 비정밀 접근은 MDA를 사용하며 "feet MSL"을 기준으로 한다(또한 MDA는 straight-in approach의 경우 HAT를 기준으로, 혹은 circling approach의 경우 HAA[height above airport]를 기준으로 하기도 함). AeroNav Products 차트에서 괄호에 나열된 값들은 군사 운영을 위한 것이며 민간 항공에서는 사용되지 않는다.

(ATP: ATIS의 ceiling은 AGL을 기준으로 한다. 따라서 ceiling은 접근 차트의 HAT와 관련된다.)

시정 값은 statute miles나 RVR로 제공된다. RVR(runway visual range)은 transmissometer로부터 활주로를 따라 측정된 수평 거리를 나타낸다. RVR은 high intensity runway lights나 그 외 대상의 시각적 대비 중 더 높은 visual range를 산출하는 것을 기준으로 한다. RVR은 경사 거리가 아닌 수평 거리이며 특정 활주로의 minimums를 결정할 때 우세 시정을 대신하여 사용된다. RVR이 1마일 미만일 때에는 100ft 단위로 표시된다(즉, “24”는 2,400ft의 RVR임). [그림 1-19과 1-20]

시정 값은 minimums section의 DA/DH나 MDA 뒤에 표시된다. statute miles로 시정이 표시된 경우에는 고도 값, 하이픈(-), 그리고 시정 값이 표시된다. 예를 들어 530-1은 “530 feet MSL”과 1마일의 시정을 나타낸다. 이는 접근에 대한 descent minimum이다. RVR 값은 슬래시(/)를 통해 minimum altitude와 분리된다. 예를 들어 “1065/24”는 1,065ft MSL과 2,400ft RVR을 나타낸다. 만약 절차에 대해 RVR이 규정되어 있으나 이를 사용할 수 없다면 conversion table을 통해 이와 동등한 시정을 얻어야 한다. [그림 1-20]

교체비행장이 필요하다면 standard IFR alternate minimums를 적용한다. 정밀 접근 절차에는 600ft ceiling과 2 statue miles visibility가 필요하다. 비정밀 접근 절차에는 800ft ceiling과 2 statue miles visibility가 필요하다. pilot briefing의 notes section에 흰색 “A”가 표시된 검은색 삼각형이 있다면 이는 공항에 대해 non-standard IFR alternate가 존재함을 의미한다.

만약 “A” 뒤에 “NA”가 있다면 alternate minimums가 인가되지 않는다.

Airport Sketch/Airport Diagram

비행에 앞서 조종사는 착륙 예정 공항과 교체비행장의 레이아웃을 연구해야 한다. 비행 계획 도중 출항 공항에서의 지상 활주 절차와 입항 공항에서의 착륙 절차를 연구한다. 예상되는 지상 활주 경로를 airport diagram이나 taxi chart와 대조 확인해야 하며 지상 활주 경로를 따라 위치하는 복잡한 교차로에 주의를 기울여야 한다. 조종사는 지상 활주 경로상 중요한 시점과 위치를 식별해야 한다.

공항의 레이아웃과 특정 절차를 알면 ATC 지시/절차들이 안전하게 수행될 수 있다. 공항의 레이아웃과 절차를 알지 못하면 runway incursion이 발생할 수 있다. 이러한 상황 인식 부족은 불필요한 사고를 야기한다. 허나 이는 적절한 비행 계획을 통해 예방될 수 있다. ATC instructions가 준수되고 있는지 확인하기 위해 airport diagram을 통해 항공기 진행 상황을 참조하는 것이 runway incursion을 줄이는 핵심 절차 중 하나이다. 이를 위해 조종사는 비행 전에 모든 절차를 연구하는 시간을 가져야 한다.

차트 하단의 airport sketch는 유용한 기능들을 포함한다. 일부 대형 공항의 IAP는 전체 페이지를 airport diagram으로 사용한다. 활주로 방향, 등화, final approach bearings, 공항 등대, 그리고 장애물에 대한 정보는 비행의 최종 단계에 놓인 조종사에게 안내를 제공한다. 그림 1-21은 airport diagram/airport sketch의 legend를 보여준다.

공항 표고는 airport sketch의 왼쪽 상단에 표시된다. TDZE(touchdown zone elevation)이 approach end에 표시된다. TDZE이란 활주로 시작 지점과 3,000ft 지점 사이에서 가장 높은 표고를 의미한다.

해당하는 경우에는 airport sketch의 아래에 time and speed table이 표시된다. 표에는 FAF ~ MAP까지의 거리와 해당 거리를 통과하는데 필요한 시간(groundspeed 기준)이 표시된다.

approach lighting system과 visual approach light가 airport sketch에 표시된다. PCL(pilot-controlled lighting)이 존재하는 경우에는 흰색 “V”가 검은색 원에 표시된다.

runway lighting aids(예를 들어 REIL, HIRL)와 RCL(runway centerline lighting)도 표시된다. [그림 1-22]

(ATP: Runway Lead-in Light System은 하나 이상의 점멸등으로 구성된다. 지형, 장애물, 혹은 noise abatement procedures에 문제가 존재하는 경우에는 LDIN이 직선 접근 경로나 곡선 접근 경로를 따라서 시각 안내를 제공한다.)

airport diagram에 활주로는 검정색으로, 그리고 유도로와 주기장은 회색 음영으로 표시된다. 이 외의 활주로 특징들(예를 들어 활주로 번호, 활주로 크기, magnetic heading, displaced threshold, arresting gear, 이용 가능한 길이, 그리고 경사)도 표시된다.

Inoperative Components

특정 절차는 inoperative components가 존재하여도 비행할할 수 있다. 예를 들어 MALSR(= MALS with RAIL. Medium Intensity Approach Lighting System with Runway Alignment Indicator Lights)이 작동하지 않는다 해도 minimum visibility가 1/4마일 증가한다면 ILS approach를 수행할 수 있다. [그림 1-23]

RNAV Instrument Approach Charts

접근 차트의 불필요한 중복을 방지하기 위해 unaugmented GPS와 WAAS(Wide Area Augmentation System)에 대한 approach minimums가 LNAV/VNAV(lateral navigation/vertical navigation)와 함께 게재된다. TPP approach chart books의 minima notes에 따라 다른 유형의 장비로 접근을 수행하도록 승인될 수도 있다. 접근의 각 구간에 대한 RNP(required navigational performance) 값을 충족하는 항공기는 “RNAV RWY XX”라는 제목의 접근 차트를 사용할 수 있다. [그림 1-24]

차트에는 4개의 approach minimums가 포함될 수 있다: LPV, LNAV/VNAV, LNAV, 그리고 circling. LNAV/VNAV는 수평 안내와 수직 안내를 제공하는 계기 접근 방식으로 BARO VNAV(barometric vertical navigation)와 유사한 integrity limit을 가진다.

final approach stepdown fix를 포함하는 RNAV procedures 또한 RNAV라는 제목의 별도 차트에 게재될 수 있다. GPS procedures가 새로운 제목으로 개정되는 동안 RNAV chart와 GPS chart가 모두 게재된다. RNAV procedure에 대한 ATC clearance를 받으면 조종사는 항공기에 대해 증명된 landing minimums를 무엇이든 사용할 수 있다.

차트가 개정되면서 용어들이 약간 변경되었다:

1. DA가 DH를 대체한다. DA는 altitude(이는 MSL 연관)와 height(이는 AGL과 연관)에 대한 국제 협약을 준수한다. 수직 안내를 제공하는 다른 유형의 IAP에도 DA가 게재될 예정이다. DA라는 단어를 통해 조종사는 차트의 descent profile이 DA(착륙을 위한 시각 참조점이 발견되지 못하면 실패 접근을 수행하는 지점)까지 비행된다는 것을 알 수 있다. final approach에서 missed approach로 전환하는 동안 DA 아래로 잠깐 하강할 수 있도록 장애물 간격이 제공된다. 선회를 수행하기 전에 최소한 runway threshold waypoint나 MAP까지는 final approach course를 따라가면서 missed approach instructions를 수행해야 한다.

2. MDA는 LNAV 절차와 circling 절차를 위해서만 사용된다.

3. TCH는 예부터 정밀 접근 도중 시단에서의 GS 높이로 사용되었다. LNAV/VNAV minimums와 RNAV descent angles가 게재됨에 따라 TCH는 시단에서의 glidepath 높이에도 적용된다. TCH는 보통 30 ~ 50ft이다.

minima 형식이 약간 변경된다:

1. RNAV IAP의 각 line of minima는 해당 RNAV 시스템을 반영하도록 이름이 지정된다(예를 들어 LPV, LNAV/VNAV, 그리고 LNAV). circling minima 또한 제공된다.

2. minima title box는 minimum altitude의 특성을 나타낸다. 예를 들어 DA는 수직 안내를 지원하는 minima line에 게재되고 MDA는 수평 안내만을 지원하는 minima line에 게재된다.

3. 두 개 이상의 시스템들이 동일한 minima를 공유한다면는 각 minima line이 별도로 표시된다.

Introduction

이 장은 NAS(National Airspace System)에서 IFR(instrument flight rules)로 비행할 때 이용할 수 있는 교신 장비, 교신 절차, 그리고 ATC(air traffic control) 시설 및 서비스를 다룬다.

Communication Equipment

Navigation/Communication Equipment

민간 조종사는 VHF(very high frequency) 범위 내 주파수(118.000 ~ 136.975MHz)에서 ATC와 교신한다. ATC 시스템을 최대한 활용하기 위해서는 25 kHz 간격을 사용할 수 있는 라디오가 필요하다(예를 들어 134.500, 134.575, 134.600). 만약 선택할 수 없는 주파수를 ATC가 할당하였다면 대체 주파수를 요청한다.

그림 2-1은 교신 송수신기(좌측)와 항법 수신기(우측)로 구성된 일반적인 라디오 패널을 보여준다. 라디오들은 보통 하나 이상의 주파수를 메모리에 저장할 수 있으며 송수신을 위해 하나의 주파수를 활성화할 수 있다(이를 simplex operation이라 부름). 교신 라디오에 설정된 주파수로는 송신을 수행하고 항법 라디오에 설정된 VOR 주파수로는 수신을 수행해서 일부 FSS(flight service station)와 교신하는 것이 가능하다. 이를 duplex operation이라 부른다.

오디오 패널을 통해 조종사는 특정 수신기의 볼륨을 조절할 수 있으며 원하는 송신기를 선택할 수 있다. [그림 2-2] 오디오 패널에는 수신기를 선택하기 위한 두 가지 position이 있다: cabin speaker와 headphone(중앙에 “OFF” position이 존재하는 장치도 있음). 휴대용 마이크와 cabin speaker를 사용하게 되면 마이크를 집어 들고 내릴 때 주의가 산만해진다. 명확한 교신을 위해서는 boom microphone을 갖춘 헤드셋이 권장된다. 조종실 소음이 관제사에게 전달하는 내용을 방해할 가능성을 줄이기 위해 마이크를 입술 가까이에 위치해야 한다. 헤드폰은 수신된 내용을 곧장 귀로 전달하므로 주변 소음으로 인해 조종사의 교신 이해 능력이 방해받지는 않는다. [그림 2-3]

transmitter selector를 COM1과 COM2 사이에서 전환하면 송신기 주파수와 수신기 주파수가 모두 변경된다. 이는 조종사가 하나의 주파수로 전송을 하면서 다른 하나의 주파수를 모니터링 하는 경우에만 필요하다. 예를 들어 하나의 수신기로는 ATIS(Automatic Terminal Information Service)를 청취하면서 다른 하나의 수신기로는 ATC와 교신하는 경우가 있다. 오디오 스위치 패널은 항법 수신기의 올바른 식별을 위해 모니터링을 수행할 때에도 사용된다.

대부분의 오디오 스위치 패널은 marker beacon 수신기도 포함한다. 모든 marker beacon은 75 MHz로 전송되므로 frequency selector가 없다.

그림 2-4는 최근 인기를 끌고 있는 항법/교신 라디오로 이는 GPS 수신기와 교신 송수신기를 갖추고 있다. 이 장치는 항법 기능을 통해 항공기가 공역 경계선이나 fix를 통과하는 시점을 파악할 수 있으며 해당 위치에 적합한 교신 주파수를 자동으로 라디오에 설정할 수 있다.

Radar and Transponders

ATC radar는 primary returns(항공기의 금속 구조물에서 반사되는 에너지)를 표시하는데 한계가 있다. 허나 ATC radar가 secondary returns(지상의 질문 신호에 대한 트랜스폰더 응답)를 표시하는 기능을 갖추고 있으면 자동화의 여러 이점이 가능해진다.

트랜스폰더란 계기 패널에 장착된 레이더 비콘 송수신기이다. ATC beacon transmitters는 레이더 안테나가 회전하는 동안 질문 신호를 계속 전송한다. 트랜스폰더가 질문을 수신하면 코드화된 응답이 지상국으로 전송되며 이 응답이 관제사의 스코프에 표시된다. 트랜스폰더 패널의 reply light는 레이더 질문을 수신 및 응답할 때마다 깜박인다. 트랜스폰더 코드는 ATC에 의해 할당된다.

정확한 항공기 식별을 위해 관제사가 “ident”를 요청해서 조종사가 ident button을 누르면 레이더 스코프에 표시된 트랜스폰더 응답이 격렬해진다. 관제사로부터 “ident”를 요청 받으면 ident button을 눌러서 이 기능을 활성화한다. 트랜스폰더 코드를 변경하였거나 ident button을 눌렀다면 이를 관제사에게 구두로 확인시켜주는 것이 좋다.

Mode C(Altitude Reporting)

primary returns는 레이더 안테나로부터 항공기까지의 거리와 방위각만 나타낸다. secondary returns는 레이더 스코프에 고도(Mode C)를 표시할 수 있다(단, 항공기가 encoding altimeter나 blind encoder를 갖춘 경우). 트랜스폰더가 ALT position에 놓여 있다면 항공기의 기압 고도가 관제사에게 전송된다. 고도계의 Kollsman window를 조정하여도 관제사에게 전송되는 고도는 영향을 받지 않는다.

항공기에 트랜스폰더가 설치되어 있다면 관제 공역 운영 시 이를 항상 켜두어야 한다. altitude reporting 또한 항상 켜두어야 한다(규정에 따라 B등급 공역, C등급 공역, 그리고 B등급 공역의 primary airport 주변 30마일 반경 내에서는 altitude reporting이 필수이다).

Communication Procedures

안전한 계기 비행을 위해서는 교신이 명확해야 한다. 이를 위해선 조종사와 관제사 모두가 이해할 수 있는 용어를 사용해야 한다. AIM의 Pilot/Controller Glossary는 용어와 정의에 대한 최고의 출처이다. AIM은 1년에 두 번 개정되며 새로운 정의들이 추가되므로 glossary를 자주 검토해야 한다. clearance와 instruction은 주로 문자와 숫자로 구성되므로 이를 위한 음성 발음 안내서(phonetic pronunciation guide)가 개발되었다. [그림 2-5]

ATC는 조종사와 교신할 때 Air Traffic Control Manual의 지침을 따라야 한다. 이 매뉴얼은 관제사에게 다양한 상황을 제시할 뿐만 아니라 사용해야 할 정확한 용어를 규정한다. 이는 조종사에게 득이 된다. 왜냐하면 일단 조종사가 관제사의 패턴을 인지하게 되면 이후의 관제사 송신이 해당 패턴을 따를 것으로 예상할 수 있기 때문이다. 관제사들은 조종사의 경험, 능숙함, 그리고 전문성에 따라 다양한 교신 스타일을 경험한다.

조종사는 AIM의 예시를 연구하고, 다른 조종사들의 교신을 듣고, 습득한 사실들을 ATC와의 교신에 직접 적용해야 한다. 조종사는 clearance나 instruction에 대해 명확하지 않은 점이 있다면 관제사에게 질문을 해야 한다. 필요하다면 이해를 돕기 위해 간단한 영어를 사용하며 관제사도 동일한 방식으로 응답하기를 기대한다. 관제사와 조종사의 협력이 있어야 안전한 계기 비행이 이루어질 수 있다.

Communication Facilities

관제사의 주요 책임은 IFR에 따라 비행 중인 항공기를 분리하는 것이다. 이는 ATC 시설을 통해 이루어지며 여기에는 FSS, ATCT(airport traffic control tower), TRACON(terminal radar approach control), 그리고 ARTCC(air route traffic control center)가 포함된다.

Flight Service Stations(FSS)

ATC와의 첫 교신은 보통 FSS를 통해 이루어진다. FSS는 조종사 브리핑, 비행계획서의 수신 및 처리, ATC clearance 전달, NOTAM, 그리고 항공 기상 방송을 수행한다. 일부 시설은 EFAS(En Route Flight Advisory Service)을 제공하고, 기상 관측을 실시하며, 국제선에 대한 United States Customs and Immigration을 조언한다.

Flight Service와의 전화 연락은 1-800-WX-BRIEF을 통해 이루어질 수 있다. 이 번호는 미국 어디에서나 사용할 수 있으며 통과가 이루어지는 지역 번호를 기준으로 가장 가까운 FSS에 연결된다. Flight Service와의 라디오 교신은 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있다: 직접 송신, RCO(remote communication outlet), GCO(ground communication outlet), 그리고 NAVAID를 통한 duplex transmission. 주파수에 대한 최고의 정보 출처는 A/FD(Airport/Facility Directory)이다. sectional charts의 legend에도 이러한 정보가 포함되어 있다.

briefer는 ARTCC(Center)의 대용량 컴퓨터로 비행계획서를 전송한다. 컴퓨터는 비행계획서를 처리한 후 flight strip을 tower로, departure route를 처리하는 레이더 시설로, 그리고 비행기가 최초로 진입하는 Center로 보낸다. 그림 2-6은 전형적인 flight strip을 보여준다. 이 flight strip은 proposed departure time으로부터 약 30분 전에 전송된다. 지역 관제 시설의 경우에는 항공기가 본인의 공역에 진입할 것으로 예상되기 30분 전에 전송된다. 만약 비행계획서가 활성화되지 않으면 이는 proposed departure time으로부터 2시간 후에 “time out” 된다.

G등급 공역 내 공항에서 출항할 때에는 FSS로부터 IFR clearance를 받는다. 여기에는 clearance void time이나 release time이 포함된다. 조종사는 release time 이전에 이륙해서는 안 된다. 조종사가 이륙 예상 시점을 알려주면 관제사에게 도움이 된다. 만약 void time이 1시 10분인데 항공기가 정확히 1시 10분에 이륙하였다면 clearance가 무효해지므로 조종사는 반드시 void time 이전에 이륙해야 한다. 비행계획서를 제출할 때 특정 void time을 요청할 수 있다.

ATC Towers

tower cab 내의 몇몇 관제사들은 계기 비행을 처리하는데 관여한다. clearance delivery position이 있는 경우에는 해당 주파수를 A/FD와 계기 접근 차트에서 확인할 수 있다. clearance delivery position이 없는 경우에는 ground 관제사가 이 업무를 수행한다. 복잡한 공항에서는 pre-taxi clearance가 필요하다: pre-taxi clearance를 위한 주파수는 A/FD에서 확인할 수 있다. ATC가 제안한 지상 활주 시간으로부터 10분 전에 taxi clearance를 요청해야 한다.

조종사들은 IFR clearance를 clearance delivery 관제사에게 다시 읽어주는 것이 권장된다. instrument clearance를 있는 그대로 적으려 하면 매우 어려울 수 있다. 허나 instrument clearance는 특정한 형식을 따르므로 조종가가 미리 준비를 해놓을 수 있다. 그 양식은 다음과 같다: clearance limit(주로 목적지 공항), route(departure procedure 포함), altitude, frequency(departure control), 그리고 transponder code. 조종사는 transponder code를 제외한 대부분의 항목들을 시동 전부터 알고 있다. clearance를 받아 적는 한 가지 기술은 C-R-A-F-T를 적는 것이다.

워싱턴주 시애틀에서 캘리포니아주 새크라멘토를 향해 V-23을 따라 7,000ft로 비행하는 IFR 비행계획서가 제출되었다 가정하자. 현재 항적들은 Seattle-Tacoma(Sea-Tac) 공항에서 북쪽으로 이륙하고 있다. 조종사는 clearance delivery 주파수를 모니터링해서 남쪽으로 향하는 항공편에 할당되는 departure procedure를 결정할 수 있다. clearance limit은 목적지 공항이므로 문자 C 뒤에 “SAC”이라 적는다. route를 위해 문자 R 뒤에 “SEATTLE TWO – V23”을 적는다. 왜냐하면 departure control이 SEATTLE TWO departure procedure를 다른 항공기에게 발부하였기 때문이다. 문자 A 뒤에 “70”을 적는다. 문자 F 뒤에는 Sea-Tac 접근 차트에 표시된 departure control 주파수를 적는다. 문자 T 뒤에는 공백을 남겨둔다. 트랜스폰더 코드는 컴퓨터에 의해 생성되므로 사전에 결정될 수 없다. 그런 다음 clearance delivery를 호출하고 “Ready to copy”를 보고한다.

관제사의 clearance를 이미 적어둔 내용들과 대조하여 확인한다. 만약 변경 사항이 있다면 해당 내용에 선을 긋고 변경된 내용을 적는다. 변경 사항이 발생할 가능성은 크지 않으며 대부분의 clearance는 미리 준비된다. 허나 받아 적어야 하는 내용을 줄이기 위해 clearance shorthand를 발달시키는 것이 좋다(Appendix A 참조).

조종사는 텍스트 형식의 DP(departure procedure)나 그래픽 형식의 DP를 소지해야 하며 clearance를 수신하기 전에 이를 검토해야 한다. 이것 현재 사용 중인 DP를 미리 알아두어야 하는 또 다른 이유이다. 만약 DP에 고도나 departure control 주파수가 포함되어 있다면 이러한 항목들은 clearance에 포함되지 않는다.

마지막으로 받은 clearance는 이전에 받았던 모든 clearance를 대체한다. 예를 들어 DP에 “Climb and maintain 2,000 feet, expect higher in 6 miles”라 명시되어 있는데 departure 관제사와 교신하였을 때 새로운 clearance를 수신하였다: “Climb and maintain 8,000feet.” 2,000ft의 고도 제한이 취소되었다. 이 규칙은 terminal과 Center airspace에 모두 적용된다.

Center computer가 flight strip을 수신하기 전에 조종사가 "ready to copy“라 교신하면 “clearance on request”라 통보받는다. 관제사는 flight strip을 수신한 후에 조종사에게 교신한다. 그 동안 조종사는 지상 활주 점검과 이륙 전 점검을 수행할 수 있다.

local controller는 D등급 공역과 활주로에서의 운항을 담당한다. IFR tower로 지정된 일부 tower에서는 local controller가 vectoring 권한을 가진다. VFR tower의 local controller는 terminal radar facility로부터 입항하는 IFR 항적을 접수하지만 vectoring은 제공하지 못한다. 또한 local controller는 radar controllers와 함께 지역 내 항공편들을 조정한다. 보통 D등급 공역은 표고로부터 2,500ft까지 연장되지만 tower가 500피트 상단을 radar controllers에게 할당해서 상공 비행을 원활하게 만드는 경우도 있다. 따라서 항공기가 tower의 공역에 진입할 것으로 보이는 고도를 통해 공항 상공으로 vectoring 된다 해도 tower에 교신할 필요가 없다.

departure radar 관제사가 control tower와 같은 건물에 있을 수도 있지만 departure radar position은 보통 더 멀리에 위치한다. tower 관제사는 departure 관제사가 release를 발부하기 전까지는 이륙 허가를 발부하지 않을 것이다.

Terminal Radar Approach Control(TRACON)

TRACON은 terminal facility로 간주된다. 왜냐하면 이 시설은 출항 공항과 항로를 연결하기 때문이다. terminal airspace는 보통 시설로부터 수평으로 30NM · 수직으로 10,000ft까지 연장된다(허나 이 범위는 달라질 수 있음). B등급 공역과 C등급 공역의 범위가 항공 차트에서 제공된다. terminal radar facility에서 공역은 여러 sector들로 나뉘며 각 sector에는 한명 이상의 관제사와 별도의 무선 주파수가 할당된다. 모든 terminal facility는 접근 관제소이며 “Approach”라 불려야 한다(단, 달리 지시된 경우 제외. 예를 들어 “Contact departure on 120.4”).

terminal radar antenna는 공항이나 공항 근처에 위치한다. 그림 2-7은 전형적인 배치 형태를 보여준다. terminal controller는 차트에 게재된 절차상 고도보다 낮은 고도를 할당할 수 있으며 이러한 고도를 MVA(minimum vectoring altitudes)라 부른다. MVA는 조종사가 아니라 관제사에게 제공되는 고도이다. [그림 2-8] 허나 조종사는 너무 낮은 고도가 할당되었다 판단되면 하강을 수행하기 전에 관제사에게 문의해야 한다.

조종사가 clearance를 받은 다음 이륙 준비를 완료하였다 보고하면 tower 관제사는 TRACON에 교신해서 release를 요청한다. departure controller가 해당 항공편을 출항 흐름에 맞춰 넣기 전까지는 이륙 허가가 발부되지 않는다. 조종사는 hold for release를 수행해야 할 수 있다. 조종사가 이륙 허가를 받으면 departure 관제사는 해당 항공편을 인지하고 호출을 기다린다. 관제사에게 필요한 모든 정보가 departure strip이나 컴퓨터 화면에 표시되므로 관제사에게 clearance를 반복해서 말하지 않아도 된다. tower 관제사의 지시가 있을 때 terminal facility와 교신을 설정하기만 하면 된다. terminal facility의 컴퓨터가 트랜스폰더를 포착하며 할당된 트랜스폰더 코드를 감지하는 즉시 추적을 시작한다. 때문에 이륙 허가를 받기 전까지는 트랜스폰더를 standby로 유지해야 한다.

관제사의 레이더 화면에는 레이더 타겟과 관련 데이터 블록이 표시되며 항공기가 움직이면 이것들도 함께 움직인다. 데이터 블록에는 항공기 식별부호, 항공기 형식, 고도, 그리고 속도가 포함된다.

TRACON 관제사는 primary target을 탐지하기 위해 ASR(Airport Surveillance Radar)을 사용하고 트랜스폰더 신호를 수신하기 위해 ARTS(Automated Radar Terminal System)를 사용한다. ASR과 ARTS는 관제사의 스코프에서 결합된다. [그림 2-9]

ASR-3 장비가 설치된 시설에서는 precipitation으로부터의 radar returns가 다양한 강도로 표시되지 않으므로 관제사는 조종사의 보고 및 경험을 통해 기상 회피 정보를 제공해야 한다. ASR-9 장비가 설치된 경우에는 관제사가 최대 6단계의 강도를 선택할 수 있다. light precipitation은 회피 기동을 필요로 하지 않는다. 허나 moderate, heavy, 혹은 extreme precipitation에서는 조종사가 그에 따라 계획을 세워야 한다. 조종사는 온도도 고려해야 하는데, -20° ~ +5°C에서는 설령 light precipitation에서도 착빙이 발생할 수 있다. 강도가 높은 precipitation으로부터의 radar returns는 항공기의 데이터 블록을 가릴 수 있으므로 관제사는 조종사의 요청이 있을 때에만 높은 강도를 선택할 수 있다. 만약 전방 기상이 불확실하다면 조종사는 관제사에게 해당 시설이 강도 단계를 표시할 수 있는지 물어봐야 한다. 소형 항공기의 조종사는 3단계 이상의 강도를 회피해야 한다.

Tower En Route Control(TEC)

계기 비행이 전적으로 terminal airspace에서만 수행될 수 지역들이 있다. 이러한 TEC(tower en route control) routes는 일반적으로 10,000ft 미만을 운항하는 항공기를 위한 것이며 A/FD에서 해당 정보를 확인할 수 있다. TEC를 사용하고자 하는 조종사는 비행계획서의 remarks에 그 명칭을 포함해야 한다.

TEC는 A/FD에 나열된 한 쌍의 주요 공항에 국한되지 않는다. 예를 들어 NYC(New York) airspace 내에 있는 공항에서 시작된 tower en route flight는 BDL(Bradley International) airspace로부터 대략 30마일 이내에 있는 어떠한 공항에서도 종료될 수 있다(예를 들어 HFD – Hartford). [그림 2-10]

terminal radar facility의 automated radar equipment가 제공하는 귀중한 서비스는 바로 MSAW(Minimum Safe Altitude Warnings)이다. 이 장비는 항공편의 현재 비행경로를 기반으로 2분 이내의 항공기 위치를 예측한다. 만약 예상 경로가 지형이나 장애물과 마주친다면 관제사는 safety alert를 발부한다. 비정밀 접근 도중 발생한 비정상적으로 높은 하강률도 이러한 경보를 유발한다.

Air Route Traffic Control Center(ARTCC)

ARTCC 시설은 항로 내에서 IFR 항공기들 간의 분리를 유지하는 책임이 있다(국내의 경우에는 ACC[Area Control Center]가 이 역할을 담당한다). Center radar(ARSR – Air Route Surveillance Radar)는 terminal radar와 동일한 기술을 통해 트랜스폰더 응답을 추적한다. [그림 2-11]

초기의 Center radar는 slash(light precipitation)와 H(moderate rainfall)로 날씨를 표시하였다 [그림 2-12]. 관제사가 더 높은 강도의 precipitation을 감지할 수 없으므로 조종사들은 moderate rainfall로 나타나는 지역을 경계해야 한다. 새로운 레이더 화면은 날씨를 3단계의 파란색으로 표시한다. 관제사는 표시할 날씨의 강도를 선택할 수 있다. 높은 강도의 날씨가 표시되면 관제사로 하여금 항공기의 데이터 블록을 보기 어렵게 만들 수 있으므로 조종사는 ATC가 끊임없이 날씨를 제공하리라 예상해서는 안 된다.

Center airspace는 terminal airspace처럼 여러 sector들로 분할된다. 또한 대부분의 Center airspace는 고도에 따라 high sector와 low sector로 분할된다. 각 sector에는 remote transmitter/receiver sites 네트워크가 있으므로 해당 sector만을 위한 관제사들과 다양한 무선 주파수들이 있다. 왜냐하면 각 Center에는  모든 Center 주파수는 A/FD의 뒤쪽에서 확인할 수 있으며 en route chart에서도 확인할 수 있다. [그림 2-13]

각 ARTCC의 담당 구역은 여러 주(state)를 포함하므로 하나의 remote communication site 근처에서 다른 remote communication site로 비행할 때 서로 다른 주파수에서 동일한 관제사의 목소리를 들을 수 있다.

Center Approach/Departure Control

계기 접근을 갖춘 공항 중 몇몇은 terminal radar airspace 내에 있지 않다. 따라서 이러한 공항으로 입항하거나 이러한 공항으로부터 출항할 때에는 조종사가 Center 관제사와 직접 교신한다. 관제탑이 운영되는 공항에서 출항하는 경우에는 tower 관제사가 Center 관제사와 교신하기 위한 지시를 제공한다. 관제탑이 운영되지 않는 공항에서 출항하는 경우에는 clearance에 instructions가 포함된다(예를 들어, “Upon entering controlled airspace, contact Houston Center on 126.5”). 조종사는 관제사의 MVA에 도달하기 전까지는 지형 회피를 수행할 책임이 있다. 단순히 “Radar contact”를 들었다 해서 조종사의 책임이 완화되는 것은 아니다.

출항 경로의 장애물이 표준(200 FPNM)보다 높은 climb gradient를 필요로 하면 관제사는 조종사에게 조언을 제공한다. 허나 출항 경로에 나무나 전선이 있는지 확인하기 위해 A/FD를 통해 출항 공항을 확인하는 것은 조종사의 책임이다. 확실하지 않은 경우에는 필요한 climb gradient를 관제사에게 요청한다.

이러한 상황에서의 clearance는 보통 다음과 같다: “When able, proceed direct to the Astoria VOR...”. “when able”이라는 단어는 조종사가 적절한 안내, 이용 가능한 신호 등등을 제공하는 항공기 시스템을 통해 waypoint, intersection, 혹은 NAVAID로 곧장 항행할 수 있을 때 해당 지점으로 진행하라는 의미이다. VFR로 비행할 때 이러한 clearance를 받았다면 조종사가 지형 및 장애물 회피에 대한 책임을 진다. standard climb gradient를 사용해서 departure end of the runway로부터 2마일 지점(400ft AGL)에 도달해야 안전한 선회가 가능하다. Center 관제사가 heading, direct route, 혹은 “direct when able”을 발부하면 관제사가 지형 및 장애물 회피에 대한 책임을 진다.

또 다른 일반적인 Center clearance는 “Leaving (altitude) fly (heading) or proceed direct when able.”이다. 이렇게 되면 minimum IFR altitude를 통과하기 전까지는 조종사가 지형 및 장애물 회피에 대한 책임을 진다. 관제사는 항공기가 minimum IFR altitude를 통과하기 전까지는 IFR clearance를 발부할 수 없다(단, VFR conditions로 상승이 가능한 경우 제외).

Center 관제사의 스코프에서 1NM은 약 1/28 인치이다. Center 관제사가 레이더 안테나로부터 수마일 떨어진 공항에서 Approach/Departure control을 제공하는 경우에는 heading과 distance를 추정하는 것이 매우 어렵다. vector to final을 제공하는 관제사는 intercept heading을 최대한 정확하게 제공하기 위해 스코프의 범위를 125NM 이하로 설정해야 한다. 따라서 Center 레이더 안테나로부터 멀리 떨어진 조종사는 최소한의 vectoring을 예상해야 한다.

ATC Inflight Weather Avoidance Assistance

ATC Radar Weather Displays

ATC 레이더 시스템은 무선 에너지를 내보내서 precipitation area를 표시할 수 있다. 무선 에너지가 물체나 수분(이는 빗방울, 우박, 혹은 눈의 형태일 수 있음)에 부딪히면 레이더 안테나로 반사되어 돌아온다. 물체가 클수록, 혹은 반사 표면이 더 조밀할수록 회신 신호가 더 강해진다. radar weather processors는 레이더 반사도 인자(radar reflectivity factor)를 기준으로 회신 신호의 강도를 데시벨 단위로 표시한다(dBZ).

ATC 레이더 시스템은 구름의 유무를 감지할 수 없다. ATC 레이더 시스템은 보통 precipitation area의 강도를 결정할 수 있으나 그 지역의 특성(눈, 비, 우박, VIRGA, 등등)을 결정할 수는 없다. 때문에 ATC는 레이더 스코프에 표시되는 모든 기상 영역을 “precipitation”이라 부른다.

precipitation의 강도를 결정할 수 있는 radar weather processors는 조종사에게 그 강도를 다음과 같이 설명한다:

1. “LIGHT” (< 30 dBZ)

2. “MODERATE” (30~40 dBZ)

3. “HEAVY” (>40~50 dBZ)

4. “EXTREME” (>50 dBZ)

ARTCC 관제사는 “LIGHT”라는 용어를 사용하지 않는다. 왜냐하면 ARTCC 관제사의 시스템은 “LIGHT” precipitation을 표시하지 않기 때문이다. 장비의 한계로 인해 precipitation의 강도를 표시할 수 없는 ATC 시설은 항공기로부터의 위치나 지리적 위치를 통해 precipitation area의 위치를 설명한다. 강도를 설명할 수 없기 때문에 관제사는 “INTENSITY UNKNOWN”이라 명시한다.

ARTCC 시설은 다수의 NEXRAD에서 얻은 데이터를 표시하기 위해 보통 WARP(Weather and Radar Processor)를 사용한다. WARP는 ARTCC 시설에서만 사용된다.

관제사에게 표시되는 상황과 실제 상황 사이에는 시간 지연이 있다. 예를 들어 ARTCC 관제사 화면에 표시되는 precipitation 정보는 최대 6분 이전의 것일 수 있다. WARP를 사용할 수 없는 경우에는 두 번째 시스템인 narrowband ARSR이 사용된다. ARSR 시스템은 두 가지의 강도를 표시할 수 있다: “MODERATE”(30~40 dBZ)와 “HEAVY to EXTREME”(>40 dBZ).

ATC 레이더 시스템은 난기류를 감지할 수 없다. 일반적으로 강수량이나 precipitation 강도가 증가하면 난기류가 발생하리라 예상될 수 있다. 많은 양의 강수량/높은 강도의 precipitation과 관련된 난기류는 일반적으로 적은 양의 강수량/낮은 강도의 precipitation과 관련된 난기류보다 더 심하다. 대류 활동 근처에서는 설령 하늘이 맑다 해도 난기류가 발생하리라 예상해야 한다. 뇌우는 대류 활동의 한 형태로 이는 극심한 난기류를 암시한다. 뇌우로부터 20마일 이내를 운영할 때에는 매우 조심해야 한다. 왜냐하면 precipitation의 강도가 나타내는 것보다 난기류의 강도가 훨씬 더 클 수 있기 때문이다.

Weather Avoidance Assistance

ATC의 최우선 임무는 항공기를 분리하는 것, 그리고 safety alerts를 발부하는 것이다. ATC는 우선순위가 높은 업무와 기타 요인들(레이더의 한계, 항적의 양, 주파수 혼잡, 그리고 업무량 등) 여하에 따라 최대한 추가 서비스를 제공한다. 앞서 말한 요인/제한 사항에 따라 관제사는 precipitaion area나 chaff area에 대한 정보를 발부하며 조종사가 요청하는 경우에는 precipitation area를 피할 수 있도록 최대한 지원한다. 조종사는 관제사의 기상 조언을 acknowledge 해야 하며 만약 원한다면 다음과 같은 대체 조치를 요청한다:

※ CHAFF - 다양한 길이와 주파수 응답을 가지는 얇은 금속 반사체로 이는 레이더 에너지를 반사하는데 사용된다. 이러한 반사체가 항공기로부터 투하되서 아래로 향하면 레이더 화면에 커다란 타겟으로 표시된다(출처: AIM Pilot/Controller Glossary).

1. 기존 경로에서 벗어나는데 필요한 방향, 그리고 각도(°)나 거리를 명시해서 경로 이탈을 요청한다.

2. 고도 변경을 요청한다.

3. precipitation area를 회피하기 위한 경로 지원을 요청한다. ATC 레이더 시스템은 구름과 난기류의 유무를 감지할 수 없으므로 이러한 지원 덕분에 조종사가 대류 활동과 관련된 위험을 마주치치 않는다는 보장은 없다. 특정한 간격으로 precipitation area를 우회하고자 하는 조종사는 ATC에게 자신의 의사를 명확히 알려야 한다. 정상적으로 항법을 다시 재개할 수 있게 되면 조종사는 이를 ATC에 알려야 한다.

IFR 조종사는 ATC clearance 없이 이전에 할당받았던 경로나 고도를 벗어나선 안 된다. 위험한 대류 활동이 매우 빠르게 발달할 수도 있으므로 course deviations을 미리 계획한다. ARTCC 레이더 스코프에 표시되는 precipitation 정보는 최대 6분 이전의 것일 수 있으며 뇌우가 분당 6,000fpm을 초과하는 속도로 발달할 수 있으므로 사전 계획을 고려하는 것이 중요하다. 항공기의 안전을 위협하는 기상 조건에 직면하였는데 만약 할당받은 clearance로부터 즉시 이탈해야 하며 ATC로부터 승인을 받을 시간이 없다면 조종사는 14 CFR part 91, section 91.3에 명시된 비상 권한을 행사할 수 있다.

일반적으로 기상으로 인해 항공 교통 흐름에 차질이 생기면 관제사에게 더 많은 업무량이 부과된다. 경로 이탈을 위한 요청과 기타 서비스를 위한 요청은 가능한 한 미리 이루어져야 관제사가 이를 더 신속하게 승인할 수 있다. precipitation area를 우회하는 승인을 요청할 때에는 다음 정보들이 포함되어야 해당 요청이 용이해진다:

1. 우회를 시작하려 의도하는 지점

2. 의도하는 경로와 우회 범위(방향과 거리)

3. 기존 경로가 재개될 지점

4. 비행 조건(IMC 혹은 VMC)

5. 현재 작동 중인 공중 레이더가 항공기에 장착되어 있는지

6. 그 외 필요할 수 있는 추가 deviation

ATC가 제공할 수 있는 지원은 대체로 관제사가 이용할 수 있는 기상 정보에 달려 있다. 위험 기상은 매우 일시적이기 때문에 관제사에게 표시되는 precipitation 정보는 그 가치가 제한적일 수 있다.

terminal로부터 멀리 떨어진 항로에서는 위험 기상을 우회하기 위한 IFR clearance나 승인을 얻는 것이 더 쉬울 수 있다. 왜냐하면 항로는 덜 혼잡하기 때문에 행동의 자유가 더 크기 때문이다. terminal area에서는 항적의 양, ATC coordination 조건, 복잡한 출항 경로와 입항 경로, 그리고 인접 공항으로 인해 문제가 더 심하다. 따라서 terminal area에서는 기상 우회에 대한 모든 요청을 관제사가 수용할 가능성이 낮다. 그럼에도 불구하고 조종사는 본인이 관측한 위험 기상을 즉시 관제사에게 알려야 하며 해당 기상을 우회하길 원한다면 관제사에게 명확히 알려야 한다.

PIREP(pilot report)은 특정 지역에 대한 기상 조건의 특성과 범위를 규정하는데 도움이 된다. 이러한 보고는 라디오와 전자적 수단을 통해 다른 조종사들에게 배포된다. 다음과 같은 비행 상황 정보를 ATC에 제공하라:

1. 난기류

2. 시정

3. 구름의 상단과 하단

4. 위험 요인(예를 들어 착빙, 우박, 그리고 번개)의 유무

Approach Control Facility

접근 관제 시설은 terminal area 내에 접근 관제 서비스를 제공하는 ATC 시설이다. 이러한 서비스는 입항 및 출항하는 VFR/IFR 항공기에 제공된다(경우에 따라 en route 항공기에게도 제공됨). 또한 ILS approach나 LDA approach를 갖춘 평행 활주로에서는 접근 관제 시설이 접근을 모니터링 한다.