(4) Communication Facilities

Communication Facilities

 

관제사의 주요 책임은 IFR 하에 운영 중인 항공기의 분리이다. 이는 ATC 시설을 통해 이루어진다. 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. 이는 라디오, 혹은 전화로 수행된다. 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. 라디오 교신에는 다양한 방법이 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 legend에서도 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 비행이 최초로 진입하는 Center로 보낸다. 그림 2-6은 일반적인 flight strip을 보여준다. 이러한 flight strip은 제출된 출항 시간으로부터 약 30분 전에 전송된다. en route의 경우에는 항공기가 공역에 진입할 것으로 예상되기 30분 전에 전송된다. 비행계획서가 수행되지 않을 경우 이는 제출된 출항 시간으로부터 2시간 후에 “time out” 된다.

 

G등급 공역의 공항에서 출항할 경우 조종사는 FSS로부터 IFR clearance를 받는다(전화, 혹은 라디오로). 여기에는 clearance void time(항공기는 이 시간 이전에 반드시 이륙해야 함), 혹은 release time이 포함된다. 조종사는 release time 이전에 이륙해서는 안 된다. 조종사는 이륙까지 얼마나 남았는지를 관제사에게 알려줌으로써 그들을 도울 수 있다. 예를 들어 void time이 1시 10분이고 항공기가 정확히 1시 10분에 이륙하였다면 clearance가 무효해진다. 조종사는 반드시 void time 이전에 이륙해야 한다. 비행계획서를 제출할 때 특정한 void time을 요청할 수 있다.

 

ATC Towers

 

tower cab의 몇몇 관제사들은 계기 비행을 처리하는데 관여한다. clearance delivery가 있는 경우 이 주파수는 A/FD, 그리고 계기 접근 차트에서 확인할 수 있다. clearance delivery가 없는 경우 ground 관제사가 이를 수행한다. 복잡한 공항에서는 pre-taxi clearance가 필요하다: pre-taxi clearance를 위한 주파수는 A/FD에서 확인할 수 있다. ATC가 제안한 taxi time으로부터 10분 이전에는 taxi clearance를 요청해야 한다.

 

조종사들은 IFR clearance를 clearance delivery 관제사에게 다시 읽어주는 것이 좋다. instrument clearance를 말 그대로 적으려 시도할 경우 이는 매우 어려울 수 있다. 그러나 “Ready to copy”라 응답하였을 때 조종사가 준비될 수 있도록 하는 양식이 있다. 그 양식은 다음과 같다: clearance limit(주로 목적지 공항), route(departure procedure 포함), altitude, frequency(departure control), 그리고 transponder code. 조종사는 transponder code 외에는 이러한 항목의 대부분을 알고 있다. clearance를 받아 적는 한 가지 기술은 C-R-A-F-T를 적는 것이다.

 

워싱턴주 시애틀에서 V-23, 그리고 7,000ft를 통해 캘리포니아주 새크라멘토로 향하는 IFR 비행계획서가 제출되었다 가정한다. 현재 항적들이 Seattle-Tacoma(Sea-Tac) 공항에서 북쪽으로 이륙하고 있다. 그리고 clearance delivery 주파수를 모니터링 함으로써 departure procedure를 결정할 수 있다. clearance limit은 목적지 공항이므로 문자 C 뒤에 “SAC”이라 적는다. route를 위해 R 뒤에 “SEATLLE TWO – V23”을 적는다. 왜냐하면 departure control이 이 departure procedure를 다른 항공기에게 발부하였기 때문이다. A 뒤에 “70”을 적는다. F 뒤에는 Sea-Tac 접근 차트에 표시된 departure control 주파수를 적는다. T 뒤에는 공백을 남겨둔다. 트랜스폰더 코드는 컴퓨터에 의해 생성되므로 사전에 결정될 수 없다. 그런 다음 clearance delivery를 호출하고 “Ready to copy”를 보고한다.

 

관제사가 clearance를 읽을 때 이미 기록해둔 항목들과 대조하여 확인한다. 만약 변경 사항이 있다면 해당 항목에 선을 긋고 변경된 항목을 적는다. 변경 사항이 발생할 가능성은 크지 않다. 그러나 받아 적어야 하는 말을 줄이기 위해 clearance shorthand를 발달시키는 것이 좋다(Appendix 1 참조).

 

조종사는 텍스트로 된, 혹은 그림으로 된 DP(departure procedure)를 소지해야 한다. 그리고 clearance를 수신하기 전에 이를 검토해야 한다. 이것은 어떤 DP가 사용 중인지를 미리 알아야 하는 또 다른 이유이다. 만약 DP에 고도, 혹은 departure control 주파수가 포함되어 있다면 이러한 항목들은 clearance에 포함되지 않는다.

 

마지막으로 받은 clearance는 이전에 받은 모든 clearance를 대체한다. 예를 들어 DP에 “Climb and maintain 2,000 feet, expect higher in 6 miles”라 명시되어있다. 근데 departure 관제사와 교신하였을 때 새로운 clearance를 수신하였다: “Climb and maintain 8,000feet.” 2,000ft의 제한이 취소되었다. 이 규칙은 terminal airspace와 Center airspace에서도 모두 적용된다.

 

Center computer로부터 flight strip을 수신하기 전에 조종사가 IFR clearance를 “ready to copy” 할 준비가 되었다 교신할 경우  “clearance on request”라 통보받는다. 관제사는 flight strip을 수신하였을 때 교신을 시작한다. 그 동안 taxi 점검과 이륙 전 점검을 수행할 수 있다.

 

local controller는 D등급 공역, 그리고 활주로의 운영을 담당한다. IFR tower로 지정된 일부 관제탑에서는 local controller가 vectoring에 대한 권한을 가진다. VFR tower의 local controller는 terminal radar facility로부터 inbound 하는 IFR 항적을 다룰 수 있다. 그러나 vector를 제공하지는 못한다. local controller는 로컬 지역의 항적을 radar controllers와 조정한다. D등급 공역은 일반적으로 표고로부터 2,500ft까지 연장된다. 그러나 관제탑은 D등급 공역의 상공 비행을 용이하게 만들기 위해 radar controllers에게 보통 상단 500ft를 내준다. 따라서 관제탑의 공역에 진입할 것으로 보이는 고도를 통해 공항 상공으로 vector 된다 하여도 관제탑에 교신할 필요가 없다.

 

departure radar controller는 관제탑과 같은 건물에 있을 수 있다. 그러나 departure radar는 더 멀리에 위치할 가능성이 높다. tower controller는 departure controller가 release를 발부하기 전까지는 이륙 허가를 발부하지 않을 것이다.

 

Terminal Radar Approach Control(TRACON)

 

TRACON은 terminal 시설로 간주된다. 왜냐하면 이들은 출항 공항과 en route structure 사이의 연결을 제공하기 때문이다. terminal airspace는 보통 시설로부터 수평으로 30NM까지, 그리고 수직으로 10,000ft까지 연장된다(그러나 그 범위는 매우 다양함). B등급 공역과 C등급 공역의 범위는 aeronautical charts에 제공된다. terminal radar facility에서 공역은 sector들로 나뉜다. 각 sector에는 한명 이상의 관제사가 주어진다. 또한 각 sector에는 별도의 무선 주파수가 할당된다. 모든 terminal facility는 접근 관제소이며 “Approach”로 다루어져야 한다(단, 달리 지시된 경우 제외. 예를 들어 “Contact departure on 120.4”).

 

terminal radar 안테나는 공항에, 혹은 공항 근처에 위치한다. 그림 2-7은 일반적인 구성을 보여준다. terminal controller는 게재된 절차상 고도보다 낮은 고도를 할당할 수 있다. 이를 MVA(minimum vectoring altitudes)라 부른다. 이러한 고도는 조종사에게 게재되지 않으나 관제사에게 표시된다. [그림 2-8] 그러나 너무 낮은 고도가 할당되었다 판단될 경우 조종사는 하강을 수행하기 전에 관제사에게 문의해야 한다.

 

조종사가 clearance를 받은 다음 이륙 준비를 완료하였다 보고하면 관제탑의 관제사는 TRACON에 교신하여 release를 요청한다.

 

departure controller가 항공기를 출항 흐름에 맞춰 넣을 수 있기 전까지는 이륙 허가가 발부되지 않는다. 조종사는 hold for release를 수행해야 할 수 있다. takeoff clearance를 받았다면 departure controller는 그 비행기를 인지하고 교신을 기다린다. 관제사에게 필요한 모든 정보는 departure strip, 혹은 컴퓨터 화면에 표시된다. 따라서 관제사에게 clearance의 일부를 반복할 필요가 없다. tower controller의 지시에 따라 terminal facility와의 교신을 수행하기만 하면 된다. terminal facility의 컴퓨터는 할당된 트랜스폰더 코드를 감지하는 즉시 추적을 시작한다. 이러한 이유로 takeoff clearance를 수신받기 전까지는 트랜스폰더를 standby로 유지해야 한다.

 

항공기, 그리고 연관된 data block이 관제사의 레이더 화면에 나타난다. 이는 항공기가 이동함에 따라 함께 움직인다. data block은 항공기 식별부호, 항공기 형식, 고도, 그리고 속도를 포함한다.

 

TRACON 관제사는 primary target의 탐지를 위해 ASR(Airport Surveillance Radar)을 사용한다. 또한 트랜스폰더 신호를 수신하기 위해 ARTS(Automated Radar Terminal System)를 사용한다. 이 두 가지는 관제사의 스코프에서 결합된다. [그림 2-9]

 

ASR-3 장비가 설치된 시설에서는 precipitation으로부터의 radar returns가 다양한 강도로 표시되지 않는다. 관제사는 조종사의 보고와 경험에 의존하여 날씨 회피 정보를 제공해야 한다. ASR-9 장비가 설치된 경우에는 관제사가 최대 6단계의 강도를 선택할 수 있다. light precipitation은 회피 기동을 필요로 하지 않는다. 그러나 moderate, heavy, 혹은 extreme 수준의 precipitation인 경우 조종사는 이에 따른 계획을 수행해야 한다. 조종사는 또한 온도를 고려해야 한다. 영하 20도에서 영상 5도 사이에서는 착빙이 발생할 수 있다(심지어 light precipitation이라 하여도). 높은 강도의 precipitation으로부터 발생한 return은 관제사로 하여금 항공기의 data block을 알아보기 어렵게 만들 수 있다. 전방의 날씨에 대해 확실하지 않은 경우 조종사는 관제사에게 그 강도를 물어볼 수 있다. small aircraft의 조종사는 3단계 이상의 강도를 회피해야 한다.

 

Tower En Route Control(TEC)

 

계기 비행이 전적으로 terminal airspace에서만 수행될 수 있는 많은 지역이 있다. 이러한 TEC routes는 일반적으로 10,000ft 이하를 운항하는 항공기를 위한 것으로 A/FD에서 찾을 수 있다. TEC를 사용하고자 하는 조종사는 비행계획서의 remarks에 그 명칭을 포함해야 한다.

 

조종사는 A/FD에 나열된 한 쌍의 주요 공항에 국한되지 않는다. 예를 들어 NYC(New York) airspace 내의 공항에서 tower en route flight를 수행할 경우 BDL(Bradley International) airspace로부터 대략 30마일 이내인 모든 공항에서 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 현재 비행경로를 기반으로 2분 이내의 항공기 위치를 예측한다. 만약 예상 경로가 지형, 혹은 장애물과 마주칠 경우 관제사는 safety alert를 발부한다. 비정밀 접근 도중 발생한 비정상적으로 높은 하강률 또한 이러한 경보를 유발한다.

 

Air Route Traffic Control Center(ARTCC)

 

ARTCC 시설은 en route structure 내에서 IFR 항공기들 간의 분리를 유지하는 책임이 있다. Center radar(ARSR – Air Route Surveillance Radar)는 트랜스폰더의 return을 획득 및 추적한다. 이는 terminal radar와 동일한 기본 기술을 사용한다. [그림 2-11]

초기의 Center radar는 slash(light precipitation)과 H(moderate rainfall) 영역으로 날씨를 표시하였다 [그림 2-12]. 관제사는 더 높은 강도의 precipitation을 감지할 수 없기 때문에 조종사들은 moderate rainfall로 나타나는 지역을 경계해야 한다. 새로운 레이더 화면은 날씨를 3단계의 파란색으로 표시한다. 관제사는 표시할 날씨의 강도를 선택할 수 있다. 높은 강도의 날씨 표시는 관제사로 하여금 aircraft data block을 보기 어렵게 만들 수 있다. 따라서 조종사는 ATC가 끊임없이 날씨를 제공하리라 예상해서는 안 된다.

Center airspace는 terminal airspace와 동일한 방식을 통해 sector로 분할된다. 또한 대부분의 Center airspace는 고도에 따라 high sector와 low sector로 분할된다. 각 sector에는 그 sector만을 위한 관제사들, 그리고 다양한 무선 주파수들이 있다. 왜냐하면 각 Center에는 remote transmitter/receiver sites의 네트워크가 있기 때문이다. 모든 Center 주파수는 A/FD의 뒤쪽에서 확인할 수 있다 [그림 2-13]. 이는 또한 en route chart에서도 확인할 수 있다.

 

각 ARTCC의 책임 영역은 여러 주(state)들을 포함한다. 하나의 remote communication site 근처에서 다른 remote communication site로 비행할 때 서로 다른 주파수에서 동일한 관제사의 목소리를 들을 것으로 예상할 수 있다.

 

Center Approach/Departure Control

 

계기 접근을 갖춘 공항의 다수가 terminal radar airspace 내에 있지 않다. 따라서 이러한 공항으로 입항할 경우, 혹은 이러한 공항으로부터 출항할 경우 조종사는 Center controller와 직접 교신한다. 관제탑이 운영되는 공항에서 출항할 경우 tower controller는 Center controller와 교신하기 위한 지시를 제공한다. 관제탑이 운영되지 않는 공항에서 출항할 경우에는 clearance에 지시가 포함된다(예를 들어, “Upon entering controlled airspace, contact Houston Center on 126.5”). 조종사는 관제사의 MVA에 도달하기 전까지 지형 회피를 수행할 책임이 있다. 단순히 “Radar contact”를 듣는다 하여 조종사의 책임이 완화되는 것은 아니다.

 

출항 경로의 장애물이 표준(200 FPNM)보다 높은 climb gradient를 필요로 하는 경우 관제사는 조종사에게 조언을 제공한다. 그러나 출항 경로에 나무나 전선이 있는지 확인하기 위해 A/FD에서 출항 공항을 확인하는 것은 조종사의 책임이다. 의심스러운 경우 필요한 climb gradient를 관제사에게 요청한다.

 

이러한 상황에서의 일반적인 clearance는 다음과 같다: “When able, proceed direct to the Astoria VOR...”. “when able”이라는 단어는 조종사가 항공기 시스템(적절한 안내, 그리고 이용 가능한 신호 등을 제공)을 이용하여 waypoint, intersection, 혹은 NAVAID를 향해 직접 항행할 수 있을 때 그 지점으로 진행하라는 의미이다. VFR로 비행하는 동안 이러한 안내가 제공되었다면 조종사는 지형 및 장애물 회피에 대한 책임을 진다. standard climb gradient를 사용할 경우 항공기가 departure end of the runway로부터 2마일 지점에 도달하였을 때 안전한 선회가 가능하다(400ft AGL). Center controller가 heading, direct route, 혹은 “direct when able”을 발부할 경우에는 관제사가 지형 및 장애물 회피에 대한 책임을 진다.

 

또 다른 일반적인 Center clearance는 “Leaving (altitude) fly (heading) or proceed direct when able.”이다. 이는 minimum IFR altitude 이상이 되기 전까지는 조종사가 지형/장애물 회피 책임을 가진다. 관제사는 항공기가 minimum IFR altitude 이상이 되기 전까지는 IFR clearance를 발부할 수 없다(단, VFR conditions로 상승이 가능한 경우 제외).

 

Center 관제사의 스코프 상 1NM은 약 1/28 인치이다. Center controller가 레이더 안테나로부터 수마일 떨어진 공항의 Approach/Departure control을 제공하는 경우 heading 및 거리를 추정하는 것이 매우 어렵다. vector to final을 제공하는 관제사는 스코프의 범위를 125NM 이하로 설정해야 한다. 이는 intercept heading을 최대한 정확하게 제공하기 위함이다. 따라서 Center 레이더 안테나로부터 더 먼 위치에 있는 조종사는 최소한의 vectoring을 예상해야 한다.