(7) Dead Reckoning

Dead Reckoning

 

추측항법(dead reckoning)은 시간, 대기 속도, 거리, 그리고 방향을 기반으로 항행하는 방법이다. 이러한 변수들에 풍향 및 풍속을 적용하여 산출한 결과물이 heading과 GS이다. 예상되는 heading은 특정 경로를 따라 항공기가 이동하게 만든다. 그리고 예상되는 GS는 각 checkpoint와 목적지에 도착하는 시간을 설정한다. 추측항법은 보통 야외비행(cross-country)을 위해 지문항법과 함께 사용된다(단, 수면 위를 비행하는 경우 제외). 계산된 heading과 GS를 지속적으로 모니터링 해야 하며 checkpoints에서 확인된 지문항법을 통해 수정이 이루어져야 한다.

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※ 다음은 대한항공 항법 교재를 발췌한 내용이다.

 

2. 추측항법 (Dead Reckoning)

 

지문 항법의 단점을 극복하기 위해 개발된 항법이 추측항법(Dead Reckoning) 입니다. 지문항법을 수행할 수 없는 기상 조건이나 뚜렷한 시각 참조물들이 없는 상황에서도 예상되는 바람 정보와 항공기의 Heading, 속도 등의 정보를 이용하여 한 지점에서 목표지점까지 비행하는 방법을 추측항법이라 합니다. 1927년 린드버그가 뉴욕~파리 간의 대서양 무착륙 단독비행에 사용했던 항법이 바로 추측항법입니다. 1927년 5월 20∼21일 린드버그는 정확하게 항로를 계산하여 지상의 시각 참조물 없이 비행하는 추측항법(Dead-reckoning)으로 대서양 횡단을 성공함으로써 장거리 항행기술의 새로운 장을 열게 됩니다. 그러나 추측항법은 예보된 기상 정보를 사용하기 때문에 바람의 정확한 예보가 필수적일 뿐만 아니라 비행 시간이 길어지면 길어질수록 오차가 증가한다는 단점을 가지고 있습니다.

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Wind Triangle or Vector Analysis

 

바람이 존재하지 않는 경우에는 항공기 ground track이 heading과 동일하며 GS는 true airspeed와 동일하다. 허나 이러한 상황은 거의 존재하지 않는다. wind triangle은 추측항법의 기초가 된다.

 

wind triangle이란 비행 도중 바람이 미치는 영향을 그림으로 나타낸 것이다. wind triangle을 통해 GS, heading, 그리고 시간을 결정할 수 있다. 이는 가장 간단한 종류의 야외비행 뿐만 아니라 가장 복잡한 계기 비행에도 적용될 수 있다. 숙련된 조종사는 그림을 그리지 않고도 측정이 가능할 정도로 기본 원리에 익숙해진다. 허나 초보 조종사가 바람의 영향을 완전히 이해하기 위해선 이러한 그림을 그려내는 기술을 개발해야 한다. 훌륭한 조종사는 의식적이든 무의식적이든 비행을 wind triangle의 측면에서 생각한다.

 

동쪽으로 비행할 때 북동쪽에서 바람이 불어오고 있다면 편류를 상쇄하기 위해 약간 북쪽으로 향하여야 한다. [그림 16-19] 각 선은 방향과 속도를 나타낸다. 파란색과 흰색의 점선은 항공기가 향하는 heading을 나타내며 그 길이는 지시 대기속도로 1시간 동안 이동한 거리를 나타낸다. 오른쪽의 짧은 파란색 화살표는 풍향을 나타내며 그 길이는 1시간 동안의 풍속을 나타낸다. 노란색 실선은 지구 표면에서 측정된 경로(track)의 방향을 나타내며 그 길이는 1시간 동안 이동한 거리(ground speed)를 나타낸다.

실제로는 그림 16-19에 표시된 삼각형을 그리지 않는다. 대신 그림 16-20의 파란색, 노란색, 그리고 검은색 선으로 이루어진 삼각형을 그린다. 이는 다음 예시에서 설명된다.

E에서 P를 향하여 비행하다 가정해보자. 이 두 지점을 연결하는 선을 항공 차트에 그린다. 각도기나 plotter를 사용하여 자오선을 기준으로 그 방향을 측정한다. 이것이 TC이다(이 예시의 경우 90도). 바람은 북동쪽(045도)으로부터 40노트로 불고 있다.

 

이제 종이 위에 북쪽에서 남쪽으로 향하는 수직선을 그린다. 자세한 순서는 그림 16-21에 나타나 있다.

Step 1

각도기의 밑면이 수직선에 놓이도록 배치시킨다. 밑면의 중앙에 “E”(출발 지점)라 표시된 점을 찍는다. 그리고 각도기의 90도 지점(true course의 방향)과 45도 지점(바람의 방향)에도 점을 찍는다.

 

Step 2

E 지점에서 90도 지점을 향하여 true course를 그리고 “TC 090°”라 표시한다.

 

Step 3

E 지점과 45도 지점이 연장되도록 자를 배치한다. 그리고 E 지점에서 바람의 풍하쪽으로 wind arrow를 그린다. 이때 풍속 40노트에 해당하는 40 단위의 길이로 그린다. 이 선의 끝부분에 문자 “W”를 표시한다.

 

Step 4

마지막으로 대기 속도를 나타내기 위해 자의 120 단위 지점에 점을 찍는다. 이러한 단위는 축적(예를 들어 1/4인치 = 10노트)을 통해 이루어질 수 있다. 그런 다음 자의 끝부분이 W 지점에 놓이도록, 그리고 120 단위 점이 TC line을 가로지르도록 배치한다. 선을 그린 다음 이를 “AS 120”라 표시한다. 교차점에 위치한 “P”는 1시간 후의 항공기 위치를 나타낸다. 이제 그림이 완성되었다.

 

1시간 동안 비행한 거리(GS)는 TC line의 단위를 통해 측정된다(88knots). 편류를 상쇄하는데 필요한 TH는 airspeed line의 방향으로 표시되며 이는 두 가지 방법 중 하나를 통해 결정될 수 있다:

 

∙각도기의 밑면이 남북 수직선과 연장되도록, 그리고 각도기의 중심점이 airspeed line과 남북 수직선의 교차점에 위치하도록 배치한다. 그리고 TH를 읽는다(076°). [그림 16-22]

∙각도기의 밑면이 TC line과 연장되도록, 그리고 각도기의 중심점이 P에 놓이도록 배치한다. 그리고 TC line과 airspeed line 사이의 각도를 읽는다. 이것이 WCA이다. TH를 구하기 위해선 TC에 WCA이 적용되어야 한다. 만약 바람이 TC의 오른쪽에서 분다면 WCA를 더한다. 만약 바람이 TC의 왼쪽에서 분다면 WCA를 뺀다. 이 예시에서 WCA는 14°이고 바람이 왼쪽에서 불어오므로 TC(090도)에서 14도를 뺀다. 그 결과 TH는 076도이다. [그림 16-23]

TH를 계산한 후 magnetic heading을 구하기 위해 magnetic variation을 적용한다. 그리고 compass heading을 구하기 위해 compass deviation을 적용한다. compass heading은 추측항법으로 목적지까지 비행하는데 사용될 수 있다.

 

비행에 필요한 시간과 연료를 결정하기 위해선 먼저 목적지까지의 거리를 찾아야 한다. 이는 항공 차트에 그려진 course line의 길이를 통해 측정될 수 있다. 거리가 220NM로 측정된 경우 이를 GS(88knots)로 나누면 2.5시간이 나온다. 연료 소비량이 시간 당 8갤런인 경우 대략 20갤런이 사용된다.

 

비행 정보를 얻는 단계들을 간단히 요약하자면 다음과 같다:

 

∙TC – 원하는 두 지점을 연결하는 선의 방향. 이는 중앙자오선의 진북(TN)으로부터 시계 방향으로 측정된다.

 

∙WCA – wind triangle로부터 결정되는 값. 바람이 오른쪽에서 부는 경우에는 TC에 WCA를 더한다. 바람이 왼쪽에서 부는 경우에는 TC에서 WCA를 뺀다.

 

∙TH – 진북으로부터 시계방향으로 측정된 방향. 이는 특정 course를 유지하기 위해 비행기의 기수가 가리켜야 하는 방향이다.

 

∙Variation – 차트의 등편차선으로부터 얻어지는 값. 서편차인 경우에는 TH에 편차를 더한다. 동편차인 경우에는 TH에서 편차를 뺀다.

 

∙MH – TH에 편차를 적용하여 얻어지는 값.

 

∙Deviation – 항공기의 deviation card로부터 얻어지는 값. deviation card에서 지시하는 대로 이를 MH에 적용한다.

 

∙Compass heading – 원하는 course를 유지하기 위해 따라야 하는 나침반 값. 이는 MH에 deviation을 적용하여 구해진다.

 

∙Total distance – 차트의 TC line 길이를 측정하여 얻어지는 값. 차트 하단의 축적을 사용한다.

 

∙GS – wing triangle의 TC line 길이를 통해 측정된 값. 그림을 그리는데 사용된 축적을 사용한다.

 

∙Estimated time en rote(ETE) - 총 거리를 GS로 나눈 값.

 

∙Fuel rate – 순항 속도에서 사용되는 시간 당 연료(갤런).

 

NOTE: 안전을 위해 충분한 예비 연료를 추가해야 한다.