Airway and Route System
공중 항법을 위해 설정된 세 가지 route systems가 있다. 바로 VOR(low victor airways, high jet routes), NDB(low or medium frequency), 그리고 RNAV route system이다. 이러한 route systems는 각 경로간의 전환을 용이하게 만들기 위해 최대한 겹쳐지도록 정렬된다. 대부분의 airways는 victor airways, jet routes, 그리고 RNAV로 구성되어 있다. 허나 몇몇 low/medium frequency(L/MF) airways 및 routes가 여전히 사용되고 있다. [그림 2-23]
Airway/Route Depiction
IFR en route charts는 모든 IFR radio NAVAIDs를 표시한다. IFR en route 항법 정보는 세 가지 차트에서 제공된다: IFR en route low altitude charts, IFR en route high altitude chart, 그리고 Terminal Area Chart(TAC). [그림 2-24A 및 B]
IFR En Route Low Altitude Chart
en route low altitude charts는 18,000ft MSL 미만에서 IFR conditions로 항법 시 필요한 항공 정보를 제공한다. low altitude charts에는 다음 정보가 포함된다[그림 2-25]:
∙Airways [그림 2-25A]
∙RNAV routes [그림 2-25B]
∙관제 공역의 한계 [그림 2-25C]
∙항법을 위한 VHF radio aids(주파수, 식별부호, 채널, 좌표) [그림 2-25D]
∙계기 접근 절차, 혹은 최소 3,000ft의 hard surface runway를 갖춘 공항 [그림 2-25E]
∙Off-route obstruction clearance altitudes (OROCA) [그림 2-25F]
∙Reporting points [그림 2-25G]
∙특수사용공역(Special use airspace areas) [그림 2-25H]
∙Military training routes [그림 2-25I]
IFR 항공 차트는 VOR airways(VOR이나 VORTAC을 기반으로 하는 airways)를 검정색으로 표시한다. 이는 “V”(Victor)와 항로 번호(예를 들어 V12)로 식별된다. [그림 2-26] LF/MF airways(LF/MF NAVAIDs를 기반으로 하는 airways)는 색깔의 이름과 번호(예를 들어 Amber One[A1])로 식별되기 때문에 종종 colored airways라 불린다. Green airway와 red airway는 동쪽과 서쪽으로, 그리고 amber airway와 blue airway는 북쪽과 남쪽으로 표시된다. LF/MF airways는 색깔에 관계없이 갈색으로 표시된다. [그림 2-27]
airway/route 정보(예를 들어 airway 식별부호, bearing나 radials, 거리, 그리고 고도(예를 들어 MEA, MOCA, 그리고 MAA))가 airway에 정렬되며 같은 색깔로 표시된다. [그림 2-26]
VOR이나 VORTAC을 기반으로 하는 모든 airways/routes는 NAVAID로부터의 outbound radial로 규정된다. LF/MF NAVAIDs를 기반으로 하는 모든 airways/routes는 inbound bearing으로 규정된다.
FAA는 새로운 low altitude RNAV routes를 만들었다. RNAV routes는 IFR 항공기에게 더 직접적인 경로를 제공하며 NAS의 안전성과 효율성을 향상시킨다. 이러한 routes를 사용하기 위해선 항공기가 IFR approved GNSS를 갖추어야 한다.
low altitude RNAV only routes는 접두사 “T”와 세 자리 숫자(T-200 ~ T-500)로 식별된다. RNAV routes는 파란색으로 식별되며 다음과 같은 RNAV route 정보를 포함한다[그림 2-28]:
∙경로
∙identification boxes
∙거리
∙Waypoints
∙Waypoint 명칭
∙Magnetic reference bearings
∙MEA
magnetic reference bearings는 waypoint, fix/reporting point, 혹은 NAVAID로부터 시작된다. 장애물 회피와 교신 수신을 보장하기 위하여 각 구간마다 GNSS MEA가 설정된다. 모든 MEA는 접미사 “G”로 식별된다. [그림 2-29]
joint Victor/RNAV routes의 경우 victor airways는 검정색으로, 그리고 RNAV routes는 파란색으로 표시되며 각각의 identification boxes가 서로 인접하여 표시된다. magnetic reference bearings는 표시되지 않는다. MEA는 각각의 identification box에 표시되거나, 혹은 겹쳐져서 표시된다. joint routes에서 RNAV와 관련된 정보는 파란색으로 표시된다. [그림 2-30]
IFR En Route High Altitude Chart
en route high altitude charts는 FL 180 이상에서 IFR conditions로 항법 시 필요한 항공 정보를 제공한다. [그림 2-31] high altitude charts는 다음 정보를 포함한다:
∙Jet route structure
∙RNAV Q-routes
∙항법을 위한 VHF radio aids(주파수, 식별부호, 채널, 좌표)
∙특정 공항
∙Reporting points
∙Navigation reference system (NRS) waypoints[그림 2-32]
jet routes는 검정색으로 표시되며 “J”와 항로 번호(예를 들어 J12)로 식별된다. 이는 VOR이나 VORTAC을 기반으로 한다. [그림 2-33] RNAV “Q” Route의 MEA가 18,000ft가 아닌 경우 MEA가 표시된다. [그림 2-34] GNSS RNAV 항공기에 대한 MEA는 접미사 “G”로 식별된다. 모든 RNAV routes, 그리고 이와 연관된 정보는 파란색으로 표시된다. 그리고 waypoint, fix/reporting point, 혹은 NAVAID로부터의 magnetic reference bearings가 표시된다. joint Jet/RNAV routes의 경우 route identification boxes가 서로 인접하여 표시되며 경로가 검정색으로 표시된다. [그림 2-35] “Q” routes는 레이더 모니터링 기능을, 그리고 GNSS나 DME/DME/IRU RNAV 장비를 필요로 한다. DME/DME/IRU RNAV 장비를 갖춘 항공기의 경우 특정 DME 정보를 위해 Chart Supplement를 참조한다.
VHF Airways
victor airways는 하나의 VOR에서 다른 VOR로 향하는 특정 VOR radials를 따라 운항하는 경로이다. 이 시스템은 비행 계획을 더 쉽게 해주며 ATC로 하여금 항공 교통 흐름을 더 쉽게 조절하게 해준다. 적절한 고도를 사용할 경우 모든 조종사들이 victor airways를 사용할 수 있다.
Victor Airway Navigation Procedures
victor airway에 설정되기 위해선 VOR로 직접 향하거나, 혹은 airway radial을 교차해야 한다. 항로에 설정된 후에는 항적 분리를 위한, 그리고 안전을 위한 절차 및 지침을 따라야 한다. 항법을 위해 victor airways를 사용하는 경우 조종사는 VOR들을 연결하는 outbound/inbound procedure를 번갈아 사용하여 하나의 VOR에서 다른 VOR로 항행해야 한다. 예를 들어 Zanesville VOR에서 V-214를 따라 비행하는 경우 조종사는 CDI(course deviation indicator)에 090 radials를 설정해야 하며 항로의 중심선을 계속 tracking 해야 한다. [그림 2-36] COP(change over point)에 도달하기 전까지는 이 course를 유지해야 한다.
LF/MF Airways
LF/MF airway의 폭은 중심선으로부터 양쪽으로 각각 4.34NM이다. course guidance를 제공하는 시설과의 거리가 49.66NM보다 클 경우 폭이 5도로 확장된다. [그림 2-37]
En Route Obstacle Clearance Areas
NAS에 게재된 모든 경로들은 특정 장애물 회피 기준을 기초로 한다. en route obstacle clearance areas를 이해하면 상황 인식에 도움이 되며 CFIT(controlled flight into terrain)를 방지하는데 도움이 될 수 있다. en route 구간을 위한 장애물 회피 구역은 primary area, secondary area, 그리고 turning area로 구분된다.
primary/secondary area obstacle clearance 기준, airway와 route의 폭, 그리고 ATC 분리 절차는 비행 절차의 안전성과 실용성을 고려한다. 이러한 비행 절차는 조종사, 항공기, 그리고 사용 중인 항법 시스템에 따라 달라지며 그 결과 총 VOR 시스템 정확도 계수가 관련 확률 계수와 함께 산출된다. 이러한 기준에는 다양한 바람, 대기속도, 그리고 고도에서 선회 도중 특정 비행경로를 따르는 조종사의 능력이 포함된다. 항법 시스템 정보는 수신기의 정확도 등등을 포함한다. 이러한 모든 요소들이 en route criteria 개발 도중 고려된다. 분석 결과 총 비행시간의 95%에서 ±4.5도의 총 시스템 정확도 계수가, 그리고 총 시간의 99%에서 ±6.7도의 총 시스템 정확도 계수가 도출되었다. 4.5도의 계수는 primary area obstacle clearance 기준, airway 및 route 폭, 그리고 ATC 분리 절차의 기준이 된다. 6.7도의 계수는 secondary obstacle clearance area의 크기를 제공한다.
Primary and Secondary En Route Obstacle Clearance Areas
primary obstacle clearance area의 폭은 중심선으로부터 양쪽으로 각각 4NM이다. primary area는 ±4.5도의 시스템 정확도를 기반으로 하는 route protection을 갖추고 있다. 이러한 4.5도 선들은 NAVAID로부터 연장되며 대략 51NM 지점에서 primary area의 경계선과 교차한다. 이 지점에서 VOR을 전환하는 것이 이상적이긴 하지만 이러한 경우는 매우 드물다. [그림 2-38]
NAVAID로부터 COP까지의 거리가 51NM을 초과하며 COP가 중간 지점에 위치하는 경우 primary area의 바깥 경계선이 4.5도 선을 따라 연장된다. 즉, primary area와 그 장애물 회피 기준이 secondary area 쪽으로 확장된다. offset COP나 dogleg segment로 인하여 장애물 회피 영역이 달라질 수도 있다. 비산악 지대의 primary area는 가장 높은 장애물로부터 최소 1,000ft의 장애물 회피를 제공한다. [그림 2-39] secondary obstacle clearance area는 primary area의 양쪽으로 2NM씩 연장된다. secondary area의 항법 시스템 정확도는 ±6.7도의 route protection을 갖춘다. 이러한 6.7도 선들은 NAVAID로부터 연장되며 51NM 지점에서 secondary area의 경계선과 교차한다. NAVAID와 COP 사이의 거리가 51NM을 초과하며 COP가 중간 지점에 위치하는 경우 secondary area의 바깥 경계선이 6.7도 선을 따라 연장된다. [그림 2-40] 모든 지역에서(산악 지대와 비산악 지대) secondary area에 위치한 장애물이 secondary obstacle clearance plane을 관통하는 경우 이는 장애물로 간주된다. 이러한 평면은 primary obstacle clearance area의 기준이 되는 장애물로부터 500ft 지점에서 시작되며 이로부터 500ft 더 높은 지점에서 secondary area의 바깥 가장자리와 교차되도록 경사진다. [그림 2-41]
Changeover Points
항로 비행 시 조종사는 보통 NAVAID들의 중간 지점에서 주파수를 변경한다. 허나 이러한 방법이 실용적이지 않은 경우도 있다. 경로의 중간 지점에서 두 번째 VOR의 신호를 수신할 수 없는 경우 COP가 표시되며 각 NAVAID까지의 거리를 NM 단위로 표시한다. [그림 2-42] COP는 항공기의 전방에 놓인 시설로부터 course guidance를 수신하기 위해 주파수 변경이 필요한 지점을 나타낸다. COP는 특정 minimum en route IFR altitude에서 항법 신호를 지속적으로 수신하도록 보장한다. 또한 airway나 route의 같은 부분을 운항 중인 다른 항적이 동일한 항법 시설로부터 일관된 방위각 신호를 수신하도록 보장한다.
MEA 상에서 두 VOR 신호 범위가 겹친다면 보통 COP가 중간 지점에 배치된다. 무선 주파수 간섭이나 기타 항법 신호 문제가 존재하는 경우에는 신호의 강도, 정렬 오차, 혹은 수신에 영향을 미치는 기타 조건을 고려한 후 최적의 위치에 COP가 배치된다. COP는 primary/secondary obstacle clearance areas에 영향을 미친다. 두 시설 사이의 거리가 102NM을 초과하며 COP가 중간 지점에 배치된 경우 system accuracy lines가 8NM 폭과 12NM 폭 너머로 연장되며 COP 지점에서 flare가 발생한다. [그림 2-43] airways나 routes의 offset COP와 dogleg segments도 COP 지점에서 flare를 발생시킬 수 있다.
Direct Route Flights
direct route flights는 airways나 routes의 radials/courses를 비행하지 않는 경로이다. direct route flights는 경로가 통과하는 radio fixes를 통해 규정되어야 한다. 경로를 규정하기 위해 선택된 fixes는 항공기의 위치가 정확하게 파악될 수 있는 지점이어야 한다. 이러한 fixes는 자동으로 compulsory reporting points가 된다(단, ATC가 달리 통보한 경우 제외). 특정 구조(예를 들어 low structure나 high structure)에서 사용되도록 설정된 NAVAID는 해당 altitude structure 내에서의 direct flight를 규정하는데 사용될 수 있다.
그림 2-44는 SCRAN intersection에서 Forth Smith Regional Airport로 향하는 270도의 magnetic course를 나타낸다. 이 경로는 R-2401A/B와 R-2402의 북쪽을 통과한다. 실용적인 관점에서 볼 경우 Wizer NDB로 직접 향하는 것이 더 나을 수 있다. 해당 경로는 비행제한구역으로부터 훨씬 더 북쪽으로 향하며 항공기를 Fort Smith Runway 25에 대한 final approach fix 상공으로 이동시킨다.
VOR의 방위각 기능과 VORTAC∙TACAN의 방위각 및 거리(DME) 기능에는 특정 주파수 보호 공역이 할당된다. 이는 airway와 route에 적용되기 위해, 그리고 airway나 route 바깥에서 비행을 계획할 경우 안내를 제공하기 위해 설정되었다. 이러한 영역은 class limits, 혹은 categories라 불리는 특정 크기의 원통형 서비스 범위로 표시된다.
각 class에 대한 서비스 범위는 충분한 신호 범위를, 그리고 주파수 보호를 보장한다. 관제 공역 내에서 direct route flight를 규정하기 위하여 조종사가 VOR, VORTAC, 혹은 TACAN을 사용하는 경우 다음을 초과해서는 안 된다:
1. FL 450을 초과하는 운항 – 200NM 미만에 위치한 NAVAIDs를 사용한다. 이러한 항법 보조 장치들은 en route high altitude charts에 표시된다.
2. 18,000ft MSL ~ FL 450 운항 – 260NM 미만에 위치한 NAVAIDs를 사용한다. 이러한 항법 보조 장치들은 en route high altitude charts에 표시된다.
3. 18,000ft MSL 미만 운항 – 80NM 미만에 위치한 NAVAIDs를 사용한다. 이러한 항법 보조 장치들은 en route low altitude charts에 표시된다.
VOR/VORTAC/TACN 시스템에 의존하지 않는 항법 시스템이 증가함에 따라 조종사가 NAVAID 서비스 범위를 초과하는 direct routes를 요청하는 경우가 많아졌다. 이러한 direct route는 radar environment에서만 승인되며 해당 승인은 조종사가 항법에 대한 책임을 진다는 기준으로 이루어진다. 때때로 ATC는 radar environment 내에서 NAVAID 서비스 범위를 초과하는 direct route를 할당한다. 이 경우 ATC는 필요에 따라 radar monitoring과 navigational assistance를 제공한다.
또한 direct route flight를 제출할 때 비행경로의 일부분을 설명하기 위하여 airway number나 jet route number를 포함할 수 있다. 다음은 direct route flight를 작성하는 방법의 예시이다.
MDW V262 BDF V10 BRL STJ SLN GCK
Spelled out: from Chicago Midway Airport via Victor 262 to Bradford, Victor 10 to Burlington, Iowa, direct St. Joseph, Missouri, direct Salina, Kansas, direct Garden City, Kansas.
Note: 경로가 radio fixes를 통해 설명되는 경우 조종사는 해당 지점들 사이의 direct course를 비행해야 한다.
조종사는 관제 공역 바깥에 놓인 direct routes 구간에서 장애물 회피 조건을 준수해야할 책임을 가지고 있다. low altitude IFR en route charts에 표시된 MEA와 기타 고도들은 관제 공역 내 해당 경로에 적용된다. 따라서 해당 경로를 벗어난 운영 도중 이러한 고도들이 장애물 회피 기준을 충족하지 못할 수 있다.
Published RNAV Routes
published RNAV routes는 RNAV 기능을 갖춘 항공기가 계획 및 비행할 수 있는 경로이다. 이는 새로운 RNAV routes가 개발되고 conventional routes에 RNAV가 지정됨에 따라 세계적으로 확장되고 있다. conventional en route airways에 적용되고 있는 RNAV 기술이 빠르게 변화하고 있다는 점을 유의해야 한다. 모든 en route chart에서 published RNAV routes를 찾을 수 있다. published RNAV route가 명확하게 표시될 수도 있으나 해당 published route가 conventional airway와 비행경로를 공유하는 경우에는 명확하게 표시되지 않을 수도 있다.
Note: 빠르게 변화하는 RNAV의 특성으로 인하여 en route charts가 정보 변화에 따라 지속적으로 업데이트 되고 있으며 차트 간에 약간의 차이가 있을 수 있다.
ATS(air traffic service) routes에 대한 기본 지정자, 그리고 이들을 음성 교신에서 사용하는 방법이 설정되었다. 기본 지정자의 주요 목적 중 하나는 조종사와 ATC로 하여금 RNAV airways/routes를 명확하게 참조할 수 있도록 만들기 위함이다. 기본 지정자는 지상 및 공중 자동화 시스템에서 모두 사용될 수 있도록 최대 다섯 글자의 알파벳/숫자로 구성된다. 기본 지정자는 경로의 유형(예를 들어 high/low altitude), 특정 공중 항법 장비 조건(예를 들어 RNAV), 그리고 경로를 주로 사용하는 항공기 형식을 나타낸다. 기본 지정자는 한 개의(혹은 두 개의) 문자, 그리고 1 ~ 999 사이의 숫자로 구성된다.
Composition of Designators
RNAV 지정자와 관련된 접두사는 다음 목록에 포함되어 있다:
1. 기본 지정자는 하나의 알파벳, 그리고 1 ~ 999 사이의 숫자로 구성된다. 알파벳은 다음과 같다:
a. A, B, G, R – 지역 항공교통업무비행로(ATS route) 망에 포함되는 비행로로서 지역항법비행로(RNAV route)가 아닌 것.
b. L, M, N, P – 지역 항공교통업무비행로(ATS route) 망에 포함되는 지역항법비행로(RNAV route).
c. H, J, V, W – 지역 항공교통업무비행로(ATS route)망에 포함되지 않고 지역항법비행로(RNAV route)가 아닌 것.
d. Q, T, Y, Z - 지역 항공교통업무비행로(ATS route)망에 포함되지 않는 지역항법비행로(RNAV route).
2. 해당하는 경우에는 기본 지정자의 앞에 다음과 같은 문자를 추가해야 한다:
a. K – 주로 헬리콥터가 사용하도록 설정된 low level route를 나타낸다.
b. U – 경로나 그 일부가 upper airspace에 설정되어 있음을 나타낸다.
c. S – 오직 초음속 항공기만을 위해 설정된 경로를 표시한다.
3. 해당하는 경우에는 기본 지정자의 뒤에 다음과 같은 문자가 추가될 수 있다:
a. F – 경로나 그 일부에서 advisory service만 제공됨을 나타낸다.
b. G – 경로나 그 일부에서 flight information service만 제공됨을 나타낸다.
c. Y – FL 200 이상의 RNP 1 routes에서 30 ~ 90도로 수행되는 선회는 22.5NM의 반경으로 규정된 직선 구간들 사이의 접선 허용 오차 이내에서 이루어져야 함을 나타낸다.
d. Z – FL 190 이하의 RNP 1 routes에서 30 ~ 90도로 수행되는 선회는 15NM의 반경으로 규정된 직선 구간들 사이의 접선 허용 오차 이내에서 이루어져야 함을 나타낸다.
Note: RNAV Q-routes는 en route RNAV 2를, 이에 해당하는 NAV/E2 code를, 그리고 PBN/C1-C4를 필요로 한다.
Use of Designators in Communications
음성 교신 도중 기본 지정자를 ICAO 음성 기호에 따라 발음해야 한다. 앞서 언급한 접두사 K, U, 혹은 S가 음성 교신에서 사용될 경우 다음과 같이 발음해야 한다:
K - Kopter
U - Upper
S – Supersonic
앞서 언급한 접미사 F, G, Y, 혹은 Z는 음성 교신에서 사용되지 않는다. 다음은 문자와 숫자가 어떻게 발음되는지를 보여주는 예시이다.
A11 - Alpha Eleven
UR5 - Upper Romeo Five
KB34 - Kopter Bravo Thirty Four
UW456 - Upper Whiskey Four Fifty Six
그림 2-45는 세 개의 published RNAV jet routes를 보여준다: J804R, J888R, 그리고 J996R. 접미사 R은 RNAV route를 나타내는 부가적인 지정자이다. AMOTT에서 intersection 기호와 waypoint 기호가 겹쳐져 있으므로 기존의 항법 수단을 통해, 혹은 위도/경도 좌표를 통해 AMOTT를 식별할 수 있다. 원래 좌표 정보는 INS(inertial navigation system)를 갖춘 항공기를 위해 표시되었다. 허나 이제는 차트의 좌표 정보를 FMS(flight management system), 혹은 GPS(global positioning system) 데이터베이스와 교차 확인함으로써 특정 비행경로가 올바르게 진행되고 있는지를 확인할 수단으로 사용되고 있다. AMOTT RNAV waypoint는 Anchorage VORTAC으로부터의 bearing/distance를 포함한다.
Random RNAV Routes
random RNAV routes는 RNAV 기능을 기반으로 하는 direct routes이다. direct routes는 위도/경도 좌표, degree-distance fixes, 혹은 established routes/airways로부터의 offset으로 규정된다. 모든 random RNAV routes에서는 ATC의 radar monitoring이 필요하다. random RNAV routes는 radar environment에서만 승인될 수 있다. random RNAV routes 승인 시 ATC가 고려하는 요소로는 radar monitoring 기능, 그리고 항적의 양 및 흐름과의 호환성이 있다. ATC의 radar monitoring이 제공되긴 하지만 random RNAV route를 항행하는 것은 조종사의 책임이다.
RNAV 장비를 갖춘 항공기의 조종사는 다음 절차에 따라 RNAV routes를 제출할 수 있다:
1. airport-to-airport 비행계획서를 제출한다.
2. 비행계획서에 적절한 RNAV 성능 접미사를 제출한다.
3. 비행계획서의 random route 구간이 적절한 arrival/departure transition fixes에서, 혹은 해당 고도에 적절한 NAVAIDs에서 시작 및 종료되도록 계획한다. DP/STAR가 설정된 경우 이를 사용하는 것이 권장된다.
4. random route 구간으로 향하는, 그리고 random route 구간으로부터 벗어나는 route structure transitions를 제출한다.
5. waypoints를 통해 random route를 규정한다. 해당 고도에 적절한 항법 보조 시설의 degree-distance fixes를 사용하여 route description waypoints를 제출한다.
6. random route가 통과하는 각 ARTCC에 대해 최소 하나의 route description waypoint를 제출한다. 이러한 waypoints는 이전 ARTCC의 경계로부터 200NM 이내에 위치해야 한다.
7. 경로 내 각 선회지점에 대한 route description waypoint를 추가한다.
8. 필요하다면 비행경로를 정확하게 항행하기 위하여 route description waypoints를 추가한다. ATC 지원을 요청하지 않는 한 항법은 조종사의 책임이다.
9. 비행금지공역과 비행제한구역을 최소 3NM 회피하도록 비행경로를 계획한다(단, 해당 공역에서의 운항 허가를 받았으며 ATC 시설의 조언을 받는 경우 제외).
Note: RNAV 장비가 NAS에서 사용되기 위해선 적절한 시스템 가용성, 정확성, 그리고 감항 기준을 충족해야 한다. 장비 조건에 대한 자세한 정보는 Advisory Circular (AC) 20-138 Airworthiness Approval of Positioning and Navigation Systems를, 그리고 AC 90-100 U.S. Terminal and En Route Area Navigation (RNAV) Operations를 참조한다.
위도/경도 좌표 항법 기능을 갖춘 항공기의 조종사는 다음 절차를 따라 random RNAV routes를 제출할 수 있다:
1. 출항 전에 airport-to-airport 비행계획서를 제출한다.
2. 비행계획서에 적절한 RNAV 성능 접미사를 제출한다.
3. random route 구간이 arrival/departure transition fixes에서 시작 및 종료되도록, 혹은 transition procedures가 없는 공항의 경우 적절한 NAVAIDs에서 시작 및 종료되도록 계획한다. DP/STAR가 설정된 경우 이를 사용하는 것이 권장된다.
4. 비행금지공역과 비행제한구역을 최소 3NM 회피하도록 비행경로를 계획한다(단, 해당 공역에서의 운항 허가를 받았으며 ATC 시설의 조언을 받는 경우 제외).
5. departure fix 이후의 비행경로를 규정한다. 여기에는 목적지 공항에 대한 각 intermediate fix(turning point)와 arrival fix가 포함된다. 이들은 위도/경도 좌표로, 혹은 NRS(Navigation Reference System) waypoints로 규정된다. 위도/경도 좌표가 사용되는 경우 arrival fix는 위도/경도 좌표와 fix 식별부호로 식별되어야 한다.
6. 위도를 설명하는 2자리(혹은 4자리) 값과 N/S를 통해, 그리고 경도를 설명하는 3자리(혹은 5자리) 값과 E/W를 통해 위도/경도 좌표를 제출한다. 위도와 경도는 “/”으로 구분한다. 필요한 경우 leading zero를 사용한다.
7. random RNAV 구간에는 FL 390 이상을 제출한다.
8. all routes/route segments를 대권 항로로 비행한다.
9. 비행 중 random RNAV clearances나 route amendments가 필요한 경우 en route ATC facility에 요청한다.
Off-Airway Routes
14 CFR Part 95는 Federal airways, jet routes, RNAV low/high altitude routes, 그리고 MEA가 지정된 기타 direct routes를 IFR로 운항하는데 적용되는 고도를 규정한다. 또한 해당 규정은 산악 지역과 COP를 지정한다. off-airway routes는 airways, 그리고 jet routes와 동일한 기준에 따라 설정된다. off-airway routes의 설정에 대한 모든 요청은 회사로부터 POI(principal operations inspector)를 통해 개시된다. 승인된 경로는 운영기준(OpSpecs)에 포함되어야 한다. [그림 2-46]
public navigation facilities를 기반으로 하는, 그리고 전적으로 관제 공역 내에 포함되는 off-airway routes는 direct Part 95 routes로 게재된다. private navigation facilities를 기반으로 하는, 그리고 전적으로 관제 공역 내에 포함되지 않는 off-airway routes는 off-airway non-Part 95 routes로 게재된다. off-airway routes의 적정성을 평가할 때 다음 항목들이 고려된다: 사용되는 항공기 및 항법 시스템의 유형, 군사 기지∙훈련 구역∙low level military routes와의 근접성, 그리고 교신의 적정성.
off-airway routes를 계획하는 commercial operators는 운영기준에 특정 지침들을 포함해야 한다. 여기에는 en route 한계 및 규정들이 다루어져야 한다. 회사의 매뉴얼과 체크리스트에는 장거리 항법을 위한 연습 및 절차를, 그리고 장거리 항법 장비의 사용 훈련을 포함해야 한다. MELs(minimum equipment lists)와 maintenance programs는 장거리 항법 장비에 대한 내용을 포함해야 한다.
Off-Route Obstruction Clearance Altitude
OROCA는 비산악 지역의 경우 1,000ft의 장애물 회피를 제공하는, 그리고 산악 지역의 경우 2,000ft의 장애물 회피를 제공하는 off-route altitude이다. 이러한 고도는 NAVAIDs, ATC 레이더, 혹은 교신 범위를 제공하지 못할 수도 있다. OROCA는 주로 비상 상황, 그리고 상황 인식을 위한 도구로 사용된다. en route charts의 OROCA는 관제 공역이나 비관제 공역에서 off route, random RNAV direct flight를 위한 지형 및 장애물 회피 고도를 제공하지 않는다. OROCA는 MEAs, MVAs, MOCAs, 그리고 기타 minimum IFR altitudes와 동일한 비행 검사를 받지 않는다. 따라서 OROCA는 이 외의 minimum IFR altitudes와 동일한 수준의 신뢰도를 제공할 수 없다.
VFR로 출항한 후 IFR clearance를 받기 위해선 지형 및 장애물로부터의 항공기 위치를 알고 있어야 하다. MEA, MIA, MVA, 혹은 OROCA 미만에서 clearance를 받아들이는 경우 MEA, MIA, 혹은 MVA에 도달하기 전까지는 지형/장애물 회피에 대한 책임이 조종사에게 있다. 지형/장애물 회피를 육안으로 수행할 수 없다면 조종사는 이를 ATC에 알린 다음 의도를 설명해야 한다. [그림 2-47]
※ 다음은 Jeppesen Airway Manual을 발췌한 내용이다.
GRID MINIMUM OFF-ROUTE ALTITUDE(Grid MORA) - Grid MORA는 젭슨이나 주(State) 당국에서 제공하는 고도이다. Grid MORA 고도는 위도/경도 선으로 표시된 구간 내에서 지형 및 인공 구조물로부터 간격을 제공한다. MORA는 항법 신호 범위나 교신 범위를 보장하지 않는다.
a. 가장 높은 장애물이 5000ft MSL 이하인 지역의 경우 Grid MORA 고도 값은 모든 지형 및 인공 구조물로부터 1000ft의 간격을 제공한다. 가장 높은 장애물이 5001 MSL 이상인 지역의 경우 MORA 고도 값은 모든 지형 및 인공 구조물로부터 2000ft의 간격을 제공한다. Grid MORA에 "Unsurveyed"라 표시되어 있다면 이는 정보가 불완전하거나 불충분한 것이다. Grid MORA 고도 값 뒤에 +/-가 표시된 경우 이는 정확도가 의심스럽긴 하나 충분한 장애물 간격이 제공되리라 여겨진다.
b. 주 당국에서 제공하는 Grid MORA (State) altitude는 산악 지역에서 2000ft의 간격을, 그리고 비산악 지역에서 1000ft의 간격을 제공한다.
ROUTE MINIMUM OFF-ROUTE ALTITUDE(Route MORA) - Route MORA는 젭슨에서 제공하는 고도이다. Route MORA 고도는 경로 중심선과 fix 종점들로부터 10NM 이내에서 장애물 간격을 제공한다. 가장 높은 장애물이 5000 MSL 이하인 지역의 경우 MORA 고도 값은 모든 장애물로부터 1000ft의 간격을 제공한다. 가장 높은 장애물이 5001 MSL 이상인 지역의 경우 MORA 고도 값은 모든 장애물로부터 2000ft의 간격을 제공한다. Route MORA에 "unknown"이라 표시되어 있다면 정보가 불완전하거나 불충분한 것이다.
14 - Grid MORA. 10,000ft 이상의 값은 적갈색으로 표시된다. 10,000ft 미만의 값은 녹색으로 표시된다. 고도 값은 100ft 단위로 표시된다.
45 - Route Minimum Off-Route Altitude(Route MORA).
random RNAV flights의 경우 조종사는 비행경로가 통과하는 ARTCC area에 최소 하나의 waypoint를 설정해야 한다. RNAV direct route와 관련된 큰 문제 중 하나는 해당 경로가 특수사용공역을 통과하는지를 결정하는 것이다. 대부분의 direct routes는 비행금지구역, 비행제한구역, 혹은 특수사용공역을 통과할 가능성이 높다. 모든 direct routes는 비행금지구역이나 비행제한구역을 최소 3NM 이상 피하도록 계획되어야 한다. 특수사용공역을 회피하기 위해 direct route가 굽혀지는 경우에는 비행 계획서에 선회 지점을 표시해야 한다. 오늘날 가장 유명한 두 가지 장거리 항법 시스템에는 FMS(GPS를 갖춘), 그리고 독립형 GPS가 있다. 다음은 RNAV 시스템을 사용하여 random RNAV route를 비행하는 방법을 보여주는 간단한 예시이다.
그림 2-48에서 항공기는 Tuba City VORTAC의 북동쪽에서 Winslow의 Lindbergh Regional Airport로 향하는 RNAV direct route를 비행하고 있었다. 이때 Las Vegas로 우회하라는 회사의 메시지를 수신하였다.
조종사는 MIRAJ waypoint(Las Vegas VORTAC으로부터 45 radial/28 DME)로 향하는 것이 최선의 조치라 판단한다. 조종사는 MIRAJ로 향하는 RNAV random route clearance를 요청한다. Denver Center는 Las Vegas로 향하는 다음의 clearance를 발부한다:
“Marathon five sixty four, turn right heading two six zero, descend and maintain one six thousand, cleared present position direct MIRAJ.”
비행경로가 Las Vegas로 변경된 후의 GPS moving map, FMS control display unit, 그리고 FMS map mode navigation displays를 확인한다. 상황 인식을 위해 조종사는 low altitude chart를 사용하여 현재 고도가 direct route에 놓인 모든 OROCAs보다 훨씬 높은지를 확인한다.
Monitoring of Navigation Facilities
VOR, VORTAC, ILS, 그리고 FAA가 설치한 대부분의 NDB와 marker beacons에는 내부 모니터링 기능을 가지고 있다. 이는 특정 허용 오차 이하로 성능이 저하될 경우 시설의 가동을 중단시키는 장비를 통해 이루어진다. 또한 signal-sampling receiver, microwave link, 혹은 telephone circuit을 통해 remote status indicator가 제공될 수도 있다. 구형 FAA NDB와 일부 non-Federal NDB는 이러한 내부 모니터링 기능을 갖추지 아니하므로 최소 1시간에 한 번씩 직접 모니터링이 수행된다. 보통 FAA 시설들(예를 들어 automated flight service stations, 그리고 ARTCCs/sectors)이 NAVAID 시설을 통제한다. 비행 도중NAVAID의 상태와 관련하여 궁금한 점이 있는 경우 해당 FAA 시설에 문의할 수 있다.
Navigational Gaps
MEA gap(navigational course guidance gap)은 airway나 route에서 항법 신호의 공백이 존재하는 거리를 의미한다. navigational gap은 고도에 따른 특정 거리(해수면에서는 0NM, 그리고 45,000ft MSL에서는 65NM)를 초과할 수 없으며 airway나 route에 두 개 이상의 공백이 존재해서는 안 된다. 또한 공백은 보통 airway나 route의 선회 지점에서는 발생하지 않는다. 최대의 course guidance를 보장하기 위하여 직진 구간과 선회 구간에 대한 en route 기준이 설정되었다. 고도 변경이 필요한 큰 공백이 존재하는 경우 18,000ft MSL 미만에서는 최소 2,000ft의 간격으로, 혹은 18,000ft MSL 이상에서는 최소 4,000ft의 간격으로 MEA “steps”가 설정될 수 있다. 공백 영역 내 반복적 고도 변화를 방지하기 위하여 MEA steps는 두 시설 사이에 하나로 제한된다. 허용 가능한 항법 신호 공백은 그림 2-49의 그래프를 통해 어느 정도 결정된다. V134에 항법 신호 공백을 갖춘 MEA가 설정되어있음을 주목하라. 13,000ft의 MEA에서 허용되는 항법 신호 공백은 대략 18.5NM이다. 항법 신호 공백 영역은 차트에 표시되지 않는다. 항법 신호 공백을 추측항법으로 통과해야할 수도 있으므로 비행 전 계획 도중 적절한 지도를 확보한다. 항법 신호 공백 전후의 ground track을 계산해두면 navigational course guidance를 이용할 수 없을 때 경로를 유지하는데 도움이 될 것이다.
NAVAID Accuracy Check
IFR로 비행하는 항공기의 장비는 이륙 전에 특정 허용 오차 이내에 있어야 한다. 승인된 절차를 이용할 수 있다면 이를 모든 장비 점검 시 사용해야 한다.
VOR Accuracy
VOR 정확도는 다음 방법들 중 하나를 통해 점검될 수 있다: VOR test facility signal (VOT), VOR checkpoint signs, dual VOR check, 혹은 airborne VOR check.
VOT
VOT는 공항에 위치한 특정 테스트 신호이다. 이를 통해 조종사는 이륙 전에 VOR의 정확도를 점검할 수 있다. 다음은 VOT를 사용하기 위한 단계들이다:
1. VOR 수신기를 VOT 주파수로 동조한다. VOT 주파수는 Chart Supplements에서 확인할 수 있다. [그림 2-50] 이러한 주파수들은 일련의 Morse code dots로, 혹은 1020-cycle tone으로 부호화 된다.
2. VOR의 course selector를 0으로 설정한다. track bar(TB) indicator가 중앙에 놓여야 하며 TO-FROM indicator가 FROM을 지시해야 한다.
3. course selector를 180으로 설정한다. TB가 중앙에 놓여야 하며 TO-FROM indicator가 TO를 지시해야 한다.
Note: 수신기의 정확한 오차를 확인하기 위해 먼저 TB가 중앙에 놓일 때까지 track selector를 돌린다. 그런 다음 180도, 혹은 0도와의 각도 차이를 확인한다. VOT 점검 시 최대 오차는 ±4도이다. 4도보다 큰 오차는 VOR 수신기가 허용 오차를 벗어났음을 나타낸다.
VOR Checkpoint Signs
많은 공항의 유도로 옆에 VOR checkpoint signs가 배치되어 있다. [그림 2-51] 이러한 표지판은 VOR의 신호 세기가 충분한 지점을 나타낸다. 조종사는 항공기의 VOR 수신기를 표지판의 radial과 비교하여 점검을 수행할 수 있다. 다음은 VOR checkpoint를 사용하기 위한 단계들이다:
1. 적절한 VOR 주파수를 동조한다.
2. VOR 주파수를 식별한다.
3. 표지판의 radial을 CDI(course deviation indicator)에 설정한다.
4. TB가 중앙에 놓여있는지를 확인한다.
5. OBS(omnibearing select)를 양쪽으로 10도씩 변경하여 needle sensitivity를 점검한다.
6. radial의 역수를 설정한 다음 TO-FROM flag가 바뀌는지를 점검한다.
7. 항공기 장비와 특정 radial 사이의 최대 허용 오차는 4도이다. 그리고 항공기 장비와 특정 거리 사이의 최대 허용 오차는 0.5NM이다.
Dual VOR Check
항공기가 dual VORs를 갖추고 있다면 두 장비를 서로 비교 점검할 수 있다. 이는 두 장비를 하나의 VOR에 동조시킨 다음 station으로 향하는 bearings를 확인함으로써 결정된다. [그림 2-52] 두 bearings의 차이가 4도를 초과하는 경우 하나의 수신기가 허용 오차를 벗어나있을 수 있다.
Airborne VOR Check
VOR 장비는 공중에서도 점검될 수 있다. 이는 특정 radial에 놓인 fix나 landmark를 향하여 비행한 후 VOR에 표시되는 radial을 확인함으로써 결정된다. 6도보다 큰 오차는 VOR 수신기가 허용 오차를 벗어났음을 나타내며 IFR 항법을 위해 해당 계기를 사용해서는 안 된다.
NDB Accuracy Check
조종사는 NDB를 항법에 사용하기 전에 먼저 식별을 수행해야 한다. 그리고 계기 접근을 위해 NDB를 사용하는 동안 이를 계속 모니터링 해야 한다. 식별부호가 수신되지 않는다면 NDB가 사용 중단 상태일 수 있다(정비나 점검을 위하여 신호는 계속 송신중일 수도 있음). 부정확한 식별부호를 수신하였다면 NDB를 사용해서는 안 된다.
RNAV Accuracy Check
RNAV 정확도 점검은 장비의 유형과 제조업체에 따라 다를 수 있다. 서면 절차를 이용할 수 있다면 이를 따라야 한다. 다음은 비행 전에 시스템 정확도를 검사할 때 수행되는 전형적인 점검 목록이다.
1. 시스템 초기화 – 조종사는 항법 데이터베이스가 최신 상태인지, 그리고 항공기위 현재 위치가 올바르게 입력되었는지를 확인해야 한다.
2. active flight plan 점검 – 항공 차트, 출항 및 입항 절차, 그리고 기타 자료들을 map display와 비교하여 active flight plan을 점검해야 한다.
3. 이륙 전에 RNAV 시스템이 정상적으로 작동하는지를 확인한다. 가능하다면 항공기 위치가 변화할 때 시스템이 업데이트되는지를 점검한다.
Note: 비행 도중 VOR/DME로 향하는 bearing/distance를 RNAV 시스템에 표시한 다음 이를 실제 RMI와 비교함으로써 시스템의 정확도를 확인한다.
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