(3) Latitude and Longitude(Meridians and Parallels)

Latitude and Longitude(Meridians and Parallels)

 

적도는 지구의 극들과 같은 거리에 놓인 가상의 원이다. 적도에 평행한 원(동쪽과 서쪽을 가로지르는 선)은 위도의 평행선이다. 이는 적도의 북위(N)나 남위(S)를 측정하는데 사용된다. 적도에서 극까지의 각 거리는 원의 1/4, 혹은 90도이다. 그림 16-4에서 “Latitude”라 표시된 화살표는 위도선을 가리킨다. 경도의 자오선은 북극에서 남극으로 그려져 있으며 적도와 직각을 이룬다. 영국 그리니치를 통과하는 “본초 자오선”은 동경과 서경을 측정하는 영점으로 사용된다. 그림 16-4에서 “Longitude”라 표시된 화살표는 경도선을 가리킨다.

Time Zones

 

자오선은 표준 시간대를 지정하는데 유용하다. 하루는 지구가 360도를 한 바퀴 자전하는데 필요한 시간으로 정의된다. 하루는 24시간으로 나뉘므로 지구는 시간당 15도를 자전한다. 정오는 태양이 자오선 바로 위에 있을 때를, 오전은 태양이 자오선의 서쪽에 있을 때를, 그리고 오후는 태양이 자오선의 동쪽에 있을 때를 말한다.

 

15도의 경도마다 각 표준 시간대를 설정하는 것이 일반적이다. 이는 각 표준 시간대마다 정확히 1시간의 차이를 만들어낸다.

 

동쪽을 향해 장거리 비행을 하는 경우 이러한 표준 시간대 차이를 고려해야 한다(특히 어두워지기 전에 비행을 완료해야 하는 경우). 하나의 표준 시간대에서 다른 표준 시간대를 향해 동쪽으로 비행하는 경우, 혹은 같은 표준 시간대의 서쪽 끝에서 동쪽 끝으로 비행하는 경우 1시간이 손실된다는 점을 기억하라. FSS(flight service station)에 문의하여 목적지의 일몰 시간을 확인하고 비행 계획 시 이를 고려한다.

 

대부분의 항공 운영 도중 시간은 24-hour clock을 기준으로 표현된다. ATC instructions, 기상 보고 및 방송, 그리고 도착 예정 시간은 모두 이를 기초로 한다. 예를 들어 9a.m은 0900으로, 1p.m은 1300으로, 그리고 10p.m은 2200으로 표현된다.

 

조종사가 비행 도중 여러 표준 시간대를 넘나들 수 있으므로 표준시 시스템이 채택되었다. 이를 UTC(Universal Coordinated Time)이라 부르며 종종 Zulu time이라 한다. UTC는 Greenwich, England를 통과하는 0도 경도선에서의 시간이다. 전 세계의 모든 표준 시간대는 이를 기준으로 한다.

 

Measurement of Direction

 

자오선을 사용하여 한 지점으로부터 다른 지점까지의 방향을 진북을 기준으로 도(°) 단위로 측정할 수 있다. 비행할 course를 표시하기 위해선 먼저 차트에 출발지부터 목적지까지 선을 긋는다. 그리고 이 선이 자오선과 이루는 각도를 측정한다. 방향은 16-6의 compass rose처럼 도(°) 단위로 표시된다.

자오선은 극들을 향해 수렴하므로 출발지점에서 course 각도를 측정하기보다는 course 중간 지점에서 이를 수행해야 한다. 차트에서 측정된 course를 true course(TC)라 부른다. 이는 자오선이나 진북(TN-true north)을 기준으로 측정된 방향이다. true course는 진북으로부터 시계 방향으로 측정된 비행 예정 방향이다.

 

[그림 16-7] A에서 B로 향하는 방향을 TC 065도이다. 반면 되돌아오는 방향(reciprocal이라 부름)은 TC 245도이다.

true heading(TH)은 비행 도중 항공기의 기수가 가리키는 방향으로 이는 TN으로부터 시계 방향으로 측정된다. 일반적으로 바람의 영향을 상쇄하기 위해 항공기는 TC와 약간 다른 방향으로 향해야 한다. 그 결과 TH는 TC와 일치하지 않을 수 있다. 이는 다음 섹션에서 더 자세히 설명된다. 여기서는 무풍 조건이라 가정하여 heading과 course가 일치한다. 따라서 TC 065에 대한 TH는 065이다. 허나 나침반을 정확하게 사용하기 위해선 magnetic variation과 compass deviation을 보정해야 한다.

 

Variation

 

편차(variation)는 TN과 자북(MN-magnetic north) 사이의 각도이다. MN이 TN의 동쪽에 있는지 서쪽에 있는지에 따라 동편차(east variation)나 서편차(west variation)로 표시된다.

 

자북은 북위 71도, 서경 96도 근처에 위치하며 진북으로부터 약 1,300마일 떨어져 있다(그림 16-8). 지구가 균등하게 자화(magnetize)되어 있다면 나침반이 자북으로 향할 것이며 TN(geographical meridians가 나타내는 것)과 MN(magnetic meridians가 나타내는 것) 사이의 편차는 자오선들의 어떤 교차지점에서도 측정될 수 있다.

허나 사실상 지구는 균등하게 자화되어있지 않다. 수시로 조금씩 변화하는 편차의 양 및 방향이 등편차선(isogonic lines)이라 불리는 분홍색 점선을 통해 항공 차트에 표시된다. 등편차선은 자기 편차가 동일한 지점들을 연결한다. 반면 TN과 MN 사이에 변화가 없는 지점들을 연결하는 선은 무편차선(agonic line)이다. isogonic chart가 그림 16-9에 나타나 있다. 등편차선과 무편차선의 굴곡들은 해당 지역의 자기력에 영향을 미치는 특정 지리적 조건에 의해 발생한다.

미국의 서부 해안에서는 나침반이 TN의 동쪽을 가리킨다. 반면 동부 해안에서는 나침반이 TN의 서쪽을 가리킨다.

 

MN과 TN이 일치하는 무편차선에는 zero degree variation이 존재한다. 그림 16-9와 16-10을 비교해보라.

 

courses는 TN을 가리키는 geographical meridians를 기준으로 측정되며 이러한 경로들을 나침반을 기준으로 유지된다. 허나 나침반은 magnetic meridian을 따라 MN의 방향을 가리킨다. 따라서 비행을 위해 true direction을 magnetic direction으로 변환해야 한다. 이러한 변환은 가장 가까운 등편차선의 편차를 더하거나 뺌으로서 수행된다.

 

예를 들어 차트의 두 지점 사이에 그려진 선을 TC라 부른다. 허나 나침반으로 이 경로를 비행하는 것은 두 지점 사이의 정확한 경로를 제공하지 않는다. 왜냐하면 세 가지 요소를 고려해야하기 때문이다. 첫 번째는 magnetic variation, 두 번째는 compass deviation, 그리고 세 번째는 wind correction이다. 정확한 항법을 위해선 이 세 가지를 모두 고려해야 한다.

 

Magnetic Variation

 

앞서 언급하였듯 지리적 위치에 대한 편차를 더하거나 빼야한다. 편차 변화가 있는 지역을 가로질러 비행하는 경우 해당 수치가 비행경로를 따라 적용되어야 한다. 편차가 적용된 후 이 새로운 경로를 magnetic course라 부른다.

 

Magnetic Deviation

 

각 항공기의 자체적인 자기 간섭은 나침반 시스템에 영향을 미치므로 조종사는 비행 방향에 따라 이러한 영향을 더하거나 빼야한다. 자차를 적용할 경우 magnetic course가 보정되어 compass course가 된다. 따라서 compass course를 따를 경우(무풍 조건에서) 비록 항공기 heading이 차트에 그렸던 초기 경로와 일치하지 않더라도 항공기를 A에서 B지점으로 이동시킨다.

 

만약 편차가 “9° E”로 표시되어 있다면 MN은 TN으로부터 동쪽으로 9도 떨어져 있다. TC 360을 비행하기 위해선 360도에서 9를 빼야한다. 그 결과 magnetic heading은 351도이다. 동쪽으로 비행하기 위해선 magnetic course 081(090° - 9°)을 비행해야 한다. 남쪽으로 비행하기 위해선 magnetic course 171(180° - 9°)을 비행해야 한다. 서쪽으로 비행하기 위해선 magnetic course 261(270° - 9°)을 비행해야 한다. TH 060을 비행하기 위해선 magnetic course 051(060° - 9°)을 비행해야 한다.

 

편차가 서쪽인 경우 이를 더한다. 편차가 동쪽인 경우 이를 뺀다. 편차를 더하거나 빼는 것을 기억하는 한 가지 방법은 “east is least (subtract) and west is best (add)”이다.

 

Deviation

 

정확한 compass heading을 얻기 위해선 magnetic heading을 결정해야 한다. compass heading을 결정하기 위해선 자차를 보정해야 한다. 항공기 내의 자기 간섭(예를 들어 전기 회로, 라이도, 등화, 계기, 엔진, 그리고 자화된 금속 부품)으로 인해 나침반이 종종 정상 수치로부터 벗어난다. 이를 자차라 부른다. 자차는 항공기마다 다르며 headings에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 항공기가 MN으로 향하고 있을 때 엔진의 자력이 나침반의 북쪽 끝을 끌어당긴다면 아무런 영향이 발생하지 않는다. 허나 항공기가 동쪽이나 서쪽으로 향하고 있다면 그림 16-11과 같은 오차가 발생한다.

이 오차를 줄이기 위해 compensation이라 불리는 나침반 조정이 수행될 수 있다. 허나 남은 수정은 조종사가 적용해야 한다.

 

나침반의 compensation은 유능한 기술자가 수행하는 것이 가장 좋다. 착륙 충격, 진동, 기계적 작업, 혹은 장비 변화로 인해 항공기 내의 자기력들이 변화하므로 조종사는 때때로 나침반의 자차를 확인해야 한다. 자차를 점검하는데 사용되는 절차를 “swinging the compass”라 부른다. 그 절차는 다음과 같다.

 

항공기를 magnetic compass rose에 배치하고, 엔진을 켜고, 일반적으로 사용되는 전기 장치(예를 들어 라디오)를 켠다. tailwheel-type aircraft의 경우 비행 자세로 jack up 되어야 한다. 항공기를 compass rose의 MN과 정렬시킨 다음 나침반 수치를 deviation card에 기록한다. 그런 다음 항공기를 30도 간격마다 정렬하고 각 수치들을 기록한다. 항공기가 야간에 비행해야 하는 경우 등화들을 켜고 수치들의 변화를 기록한다. 이 경우 야간 비행을 위한 추가 항목이 작성된다. 또한 나침반의 정확도는 known runway headings와 나침반 수치의 비교를 통해서도 확인될 수 있다.

 

deviation card는 나침반 근처에 장착된다. 이는 다양한 heading(일반적으로 30도 간격의 heading)에서의 자차 보정에 필요한 덧셈이나 뺄셈을 나타낸다(그림 16-12). 중간 값을 위해 조종사는 보간을 적용할 수 있다. 예를 들어 heading 195에 대한 보정이 필요하다면 조종사는 180(+0)과 210(+2)을 보간하여 +1을 적용할 수 있다. magnetic heading에 자차가 보정되면 이를 compass heading이라 부른다.