공항 장주 패턴은 항공기들이 안전하게 공항을 드나들 수 있도록 보장한다. 패턴의 방향과 위치, 패턴의 고도, 패턴에 진입하고 빠져나가는 절차들은 그 지역의 조건에 따라 달라질 수 있다. 특정 공항의 절차에 대한 정보는 Chart Supplements에서 찾을 수 있다. 공항 운영과 장주 패턴에 대한 일반적인 정보는 AIM(Aeronautical Information manual)에서도 확인할 수 있다.
자동차 운전을 위해 길과 도로들이 필수적인 것처럼 비행기 조종을 위해 공항이나 활주로가 필수적이다. 모든 비행은 공항, 혹은 적절한 착륙 지역에서 그 시작과 끝을 맺는다. 따라서 조종사는 다양한 공항에서 사용되는 장주 규칙, 장주 절차, 장주 패턴의 배치에 대해 배워야 한다.
자동차가 혼잡한 도시의 거리를 달릴 때 마주 보는 차량에 길을 양보하기 위해 차를 멈출 수 있다. 그러나 비행기는 그러할 수 없다. 그 결과 departures, arrivals, 그리고 landings 도중 충돌을 최소화하기 위해 장주 패턴과 교통 통제 절차가 존재한다. 각 공항 장주 패턴의 정확한 특성은 사용 중인 활주로, 바람 상태(이는 사용할 활주로를 결정함), 장애물, 그리고 기타 요인에 따라 달라진다.
공항은 작은 잔디밭부터 포장된 활주로와 유도로가 있는 큰 공항에 이르기까지 복잡성이 다양하다. 공항의 종류와 상관없이 조종사는 해당하는 규칙과 운영 절차를 알아야 하며 이를 준수해야 한다. 이용하려는 공항의 Chart Supplements에서 장주 패턴과 운영 절차를 확인하는 것 외에도 조종사는 마주할 수 있는 airport visual markings and signs를 해석하는 방법을 알아야 한다. 조종사에게 제공되는 정보들은 항공 교통이 최대한 안전하고 효율적으로 움직이도록 한다. 그러나 장주 패턴, 서비스, 혹은 절차를 사용한다 해서 다른 항공기를 see and avoid 해야 하는 조종사의 책임을 덜어 주지는 않는다.
관제탑이 운영 중인 공항을 운영할 경우 조종사는 라디오를 통해 approach나 depart에 대한 clearance, 그리고 장주 패턴과 연관된 정보를 받는다. 관제탑 운영자는 조종사에게 어느 지점에서든 장주 패턴에 진입하도록, 혹은 일반적인 rectangular pattern 대신 straight-in approach를 수행하도록 지시할 수 있다. 관제탑 운영자와 조종사가 교통 흐름을 원활하게 유지하기 위해 협력할 경우 그 외의 경우들도 발생할 수 있다. jet airplanes나 heavy airplanes는 보통 light airplanes보다 더 넓고/높은 장주 패턴으로 비행할 것이다. 그리고 때때로 착륙을 위해 straight-in approach를 수행할 것이다.
조종사가 모든 공항의 모든 장주 패턴에 대하여 폭넓은 지식을 가지고 있는 것은 아니다. 그러나 만약 조종사가 기본적인 rectangular pattern을 잘 안다면 관제탑의 유무에 상관없이 대부분의 공항으로부터 제대로 된 approaches와 departures를 쉽게 수행할 수 있다. 만약 관제탑이 없다면 장주 패턴의 방향을 결정하는 것, 적절한 장주 규칙을 준수하는 것, 그리고 해당 지역에서 운영 중인 다른 조종사에게 예의를 갖추는 것은 조종사의 책임이다. 관제탑이 없는 공항을 운영할 경우 조종사는 모든 항적을 보지 못할 수 있다. 따라서 조종사는 항적이 적거나 아예 없어 보인다 하더라도 계속하여 확인하는 습관을 길러야 한다. 기본적인 rectangular traffic pattern을 준수하면 공중 충돌의 가능성이 줄어든다.
공항 장주 패턴은 패턴의 방향과 고도, 그리고 패턴에 진입하고 떠나는 절차를 포함한다. 조종사는 패턴 내에서의 모든 선회를 좌측으로 수행해야 한다(단, 오른쪽으로 선회해야 함을 나타내는 visual markings가 공항에 있는 경우 제외)
그림 8-1은 표준 rectangular traffic pattern을 나타낸다. 장주 패턴 고도는 보통 공항 지표면 고도로부터 1,000ft 이다. 관제탑이 없는 특정 공항에서 공통의 고도를 사용하는 것은 충돌 위험을 최소화하는 핵심 요소이다.
항공기의 속도는 14 CFR part 91, section 91.117에 의해 제한된다. 관제탑이 운영되는 대부분의 공항에서 장주 패턴을 운영할 경우 항공기는 보통 200 노트(230mph) 이하의 속도로 비행한다. 관제탑이 운영되지 않는 공항의 장주 패턴을 운영할 경우에도 이러한 속도 이하로 비행하는 것이 현명하다. 필요하다면 조종사는 어떤 경우에든 속도를 조절하여 장주 패턴의 다른 항공기 속도와 화합할 수 있도록 해야 한다.
관제탑이 운영되지 않는 공항의 장주 패턴에 진입할 경우 조종사는 이미 패턴 내에 있는 다른 항공기를 찾아야 한다. 그리고 사용하려는 장주 패턴을 따라야 한다. 조종사는 확인된 다른 항공기로부터 거리가 먼 지점에서 장주 패턴에 진입해야 한다. 만약 다른 항공기가 존재하지 않는다면 조종사는 어떤 활주로와 장주 패턴 방향을 사용할지 결정하기 위해 지상의 wind indicators와 traffic indicators를 확인해야 한다. [그림 8-2] 대부분의 공항 활주로 근처에는 segmented circle과 함께 L 모양의 traffic pattern indicators를 가진다. L의 긴 부분이 활주로에 평행할 경우 L의 짧은 부분은 장주 패턴의 선회가 만들어져야 하는 방향을 지시한다. 조종사는 장주 패턴을 비행하고 있을 다른 항공기에 대비하여 장주 패턴보다 거리나 고도가 멀리 떨어진 지점에서 indicators를 확인해야 한다.
착륙을 위해 공항에 도착할 때 다음 사항을 고려한다:
∙조종사는 패턴에 진입하기 전에 적절한 장주 패턴 고도를 알고 있어야 한다. 그리고 entry leg에 establish 되기 전까지는 항적으로부터 떨어져 있어야 한다.
∙장주 패턴은 보통 착륙 활주로의 중간에 abeam 되는 downwind leg 지점을 향해 45도 각도로 진입된다.
∙조종사는 entry leg가 전체 장주 패턴을 명확하게 볼 수 있을 만큼 충분한 길이인지, 그리고 패턴 및 접근에 대한 경로를 계획하는데 충분한 시간을 허용하는지 확인해야 한다.
∙하강하면서 장주 패턴에 진입하면 충돌 위험이 발생하므로 피해야 한다.
downwind leg는 착륙 활주로에 평행하게 비행하는 경로이다. 그러나 의도하는 착륙 방향과는 반대이다. 이 구간은 대략 착륙 활주로에서 1/2~1 마일 간격으로 비행 되어야 한다. 또한 명시된 장주 패턴 고도로 비행 되어야 한다. downwind leg를 비행할 때 조종사는 모든 before landing checks를 완료해야 한다. 만약 항공기가 retractable landing gear를 장착하고 있다면 landing gear를 내린다. 패턴 고도는 최소한 착륙 활주로의 approach end에 abeam 되기 전까지 유지되어야 한다. 이 지점에서 조종사는 출력을 감소시키고 하강을 시작해야 한다. 조종사는 활주로의 approach end에 abeam 된 지점을 지나 활주로의 approach end로부터 대략 45도인 지점까지 downwind leg를 계속해서 비행한다. 그리고 base leg를 향해 medium bank로 선회를 수행한다. 조종사는 배풍을 고려해야 하며 downwind에서 너무 많이 하강해서는 안 된다. 이는 base leg에서도 계속 하강하기 위한 충분한 고도를 갖추기 위함이다.
Base leg는 downwind leg와 final approach leg 사이의 장주 패턴 전환 구간이다. 바람 조건에 따라서, 조종사는 의도하는 touchdown 지점으로의 점진적 하강을 허용하기 위해서, 착륙 활주로 끝으로부터 충분한 거리를 두어 base leg를 만들어야 한다. 바람 상황에 따라 조종사는 착륙 활주로의 approach end로부터 충분한 거리에 base leg를 설정하여 의도하는 착륙 지점을 향해 점진적으로 하강할 수 있도록 해야 한다. base leg에서 비행기의 ground track은 착륙 활주로의 연장된 중심선에 수직이다. 만약 편류를 보상하기 위해 바람을 향하여 선회하였다면 비행기의 세로축은 ground track과 연장되지 않을 수 있다.
base leg에서 final approach로 선회하기 전에 조종사는 final approach에 이미 establish 된 다른 항공기와 근접하지 않은지 확인해야 한다. 두 대 이상의 항공기가 착륙을 위해 공항에 접근하는 경우 낮은 고도에 있는 항공기가 우선권을 가진다. 조종사는 final approach에 놓인 다른 항공기 앞에 끼어들기 위해, 혹은 다른 항공기를 추월하기 위해 이 규칙을 악용해서는 안 된다. final로의 선회가 충돌 위험을 발생할 경우 go-around나 회피 기동이 적절하다. 다른 항공기를 추월하려는 조종사는 final을 향해 지나치게 가파른 선회를 시도할 수 있다. 만약 다른 항공기와의 거리를 늘리기 위해 선회를 서두른다면 접근을 중단하고 go around를 수행해야 할 수 있다.
final approach leg는 base에서 final로의 선회 완료 시점으로부터 touchdown 지점까지 연장되는 하강 경로이다. 이곳은 아마도 전체 패턴에서 가장 중요한 구간이다. 왜냐하면 의도하는 touchdown 지점으로 접근하는 동안 속도와 하강 각도를 정확하게 제어하기 위해선 신중한 판단이 필요하기 때문이다.
final approach에 놓인 조종사는 안전한 접근에 초점을 맞춘다. 만약 활주로에 항적이 있다면 그 항적이 개방될 수 있는 충분한 시간이 있어야 한다. 만약 그 항적과 충돌할 것으로 보인다면 일찍 go-around를 수행하는 것이 적절할 것이다. go around를 수행하였다면 관제사에게 이를 알린다. 이 구간은 정확한 착륙 표면을 확인하는 좋은 시기이기도 하며 잘못된 활주로, 공항 도로, 유도로에 정렬하는 것을 피할 수 있는 좋은 시기이기도 하다,
upwind leg는 착륙 방향으로 착륙 활주로에 평행하게 비행하는 경로이다. upwind leg는 관제 공항에서 go-around 이후에 비행 된다. 필요한 경우 upwind leg는 장주 패턴의 일부가 된다. 이는 조종사가 go-around를 수행하기 위해 final approach에서 climb altitude로 전환하는 구간이다. safe altitude에 도달하였다면 조종사는 공항의 upwind side를 향해 shallow-bank turn을 시작해야 한다. 이를 통해 활주로의 departing aircraft를 더욱 잘 볼 수 있다.
rectangular pattern의 departure leg는 이륙 활주로에서 연장되는 직진 경로이다. 이 구간은 비행기가 지면을 떠나는 시점에서 시작되며 조종사가 crosswind leg를 향해 90도 선회를 시작할 때까지 계속된다.
이륙 후 departure leg에서 조종사는 곧장 직진하여 상승해야 한다. 만약 장주 패턴에 남아있을 것이라면 장주 패턴 고도로부터 300ft 이내에서 crosswind leg를 향해 선회를 시작한다. 만약 장주 패턴을 떠날 것이라면 조종사는 계속하여 직진하거나, 혹은 장주 패턴 고도에 도달한 후 45도 선회(left-hand 장주 패턴일 경우 좌측으로, right-hand 장주 패턴일 경우 우측으로)로 빠져나간다.
rectangular pattern의 일부인 crosswind leg는 이륙 활주로의 연장된 중심선으로부터 수직이다. 조종사는 upwind leg로부터 대략 90도 선회를 하여 crosswind leg로 진입해야 한다. 조종사는 downwind leg를 향하여 crosswind leg를 계속 비행해야 한다.
만약 이륙 도중 정풍이 불었었다면 이 바람은 이제 비행기의 비행경로에 거의 수직이 될 것이다. 그 결과 조종사는 crosswind leg에 있는 동안 바람을 향해 비행기를 약간 돌려놔야 한다. 이를 통해 활주로의 연장된 중심선에 수직인 ground track을 유지할 수 있다.
관제탑이 없는 공항의 장주 패턴은 항상 패턴 고도로 진입되어야 한다. 조종사가 패턴에 진입하는 방법은 도착하는 방향에 따라 달라진다. 패턴의 downwind leg 쪽에서 진입하는 선호되는 방법은 downwind leg의 중간을 향해 45도 경로로 패턴에 진입하는 것이다.
공항의 upwind leg 쪽에서 도착할 경우 패턴에 진입하기 위한 몇 가지 방법이 있다. 패턴의 반대편에서 진입하는 방법 중 하나는 너의 의도를 알린 뒤 패턴 고도로부터 최소 500ft 이상(보통 1,500ft AGL)으로 활주로 중간을 교차하는 것이다. 그러나 그 공항에 큰 항공기나 터빈 항공기가 운영 중이라면 그 항공기 장주 패턴과의 충돌을 방지하기 위해 2,000ft AGL을 유지하는 것이 좋을 것이다. 패턴으로부터 멀리 벗어났다면(대략 2마일) 조종사는 항적을 확인하고, 패턴 고도로 하강하고, downwind leg의 중간에 45도로 진입하기 위해 우측으로 선회한다. [그림 8-3A] 다른 방법은 패턴 고도로 crosswind의 중간으로 진입하고, 다른 항적을 확인하고, 의도를 알리고, downwind로 선회한다. [그림 8-3B] 이 기술은 패턴에 항적이 많을 경우에는 사용되어선 안 된다.
이 두 가지 방법들을 사용할 때 중요한 것은 바로 의도를 알리는 것, 그리고 바깥을 확인하는 것이다. 성공적인 패턴 진입이 진행될 수 있도록 , 그리고 45도로 진입 중인 다른 항공기나 이미 downwind에 establish 된 항공기가 먼저 진행할 수 있도록 경로와 속도를 조절한다.
45도로 진입하는 방법이 유리한 이유는 무엇일까? 45도로 진입하던 조종사가 만약 다른 항적 때문에 패턴에 진입할 수 없다면 downwind로부터 돌아서서 안전한 간격을 두고 비행한 뒤 45도 진입을 다시 시도하기 위해 돌아올 수 있다.
downwind leg에 진입하기 전에 항적의 흐름에 맞춰 경로나 속도를 조절한다. 항적의 흐름에 맞춰지면 너무 빠르게, 혹은 너무 느리게 비행하지 않기 위해 downwind leg에서 출력을 조절한다. 비행기 제조업체가 권장하는 속도가 사용되어야 한다. 일반적인 피스톤 single-engine airplanes의 경우 보통 70~90노트 사이가 된다.
NTSB(National Transportation Safety Board)에 따르면 공중 충돌 가능성의 가장 큰 원인은 조종사가 다른 항적을 see and avoid 하지 못한 경우이다. 공항 근처에 있을 때 조종사는 다른 항적을 끊임없이 확인해야 하며 고정된 항공기 구조로 인한 사각지대(문기둥과 날개)를 살펴야 한다. 고익기는 위쪽의 시야가 제한된 반면 저익기는 아래쪽의 시야가 제한된다. 가장 최악의 시나리오는 저익기가 고익기 위를 비행하는 것이다. 가끔 bank를 가하는 것이 사각지대를 벗어나게 만들 수 있다. 조종사는 또한 때때로 다른 항적을 확인하기 위해 뒤쪽도 보아야 한다. 그림 8-4는 장주 패턴에서 공중 충돌에 대해 가장 위험한 지역을 나타낸다. 아래의 내용은 공중 충돌에 관한 중요한 사실들이다:
• 공중충돌은 보통 주간에 발생했다. 사고의 56%가 오후에, 32%가 아침에, 2%가 야간, 땅거미 질 무렵, 새벽에 발생했다.
• 대부분의 공중 충돌이 좋은 시정 조건에서 발생했다.
• 공중 충돌은 주로 같은 방향으로 향하는 두 항공기 사이에서 발생했다.
• 공중 충돌에 연관된 대부분의 조종사들이 flight plan에 없었다.
• 거의 모든 사고들이 비관제 공항이나 그 근처에서, 그리고 1,000ft 고도 이하에서 발생했다.
• 모든 경험 수준의 조종사들이 공중 충돌과 연관될 수 있다.
다음 사항들은 장주 패턴을 비행할 때, 혹은 공항 근처에서 비행할 때 조종사가 따라야만 하는 중요한 절차들이다.
1. 공항 장주 구역으로 진입하기 전에 라디오 주파수를 동조하고 확인한다.
2. 정확한 CTAF(Common Traffic Advisory Frequency)를 확인한다.
3. 10마일 바깥에서 위치를 보고한다. 그리고 다른 inbound 항적의 보고를 듣는다.
4. 관제탑이 운영되지 않는 공항에서는 downwind에 진입할 때, downwind에서 base로 선회할 때, base에서 final로 선회할 때 보고 한다.
공항의 항적들은 위험한 상황을 만들어낼 수 있다. 공항 장주 패턴은 공항의 항적 흐름을 개선하기 위한 절차이다. 이는 올바르게 시행되었을 시 안전을 증진한다. 보고된 공중 충돌의 대부분은 공항 장주 패턴의 final leg, 혹은 short final approach leg에서 발생한다.
