[항공 지식] 조종사들의 고마운 친구, ILS

안녕하세요 :) Sots의 팀원 슈퍼챠저 입니다. 사실 오늘 소개해드릴 장비는 어쩌면 비행기에 조금 이라도 관심있으신 분들은 익숙히 들어보셨을 장비 입니다. 그 만큼 흔하고도 또 굉장히 편리한 장비이기에 많이 애용되어 지고 있는 장비이지요.

인간은 꿈도 꿀 수 없는 높이 에서 내려와 인간의 영역에서 고고한 학처럼 부드럽게 착륙하는 비행기, 맑은 날 볼 수 있는 정말 아름다운 풍경이라고 생각합니다. 하지만, 당연하게도(?!) 우리가 그 광경을 감상하는 동안 조종실에서는 굉장히 복잡한 일이 벌어지고 있어요. 일단 조종사 분들이 어떤 일을 하는 지는 여기 를 참고해주세요!

바람의 영향을 얼마나 받는지도 계산해야하고 활주로는 또 어떠 상태인지에 따라 어떻게 조작할지 고민하기도 하고...그런데, 여기에서 또 하나 '시정'이라는것이 발목을 잡습니다. 일단 앞이 보여야 착륙을 하지요! 그런데 신기하게도 한치 앞도 안보이는 상황에서도 비행기는 아름답게 하늘에서 내려옵니다. 그 비밀이 바로 ILS 이지요. 

먼저 ILS에 대해 알려면 비정밀 접근과 정밀 접근의 차이를 알아야 합니다. 조종사는 맨눈과 속도, 고도계만 보고 활주로를 향해 접근하는 것이 아닙니다. 맨눈과 속도, 고도계만 보면서 활주로에 내리는 것을 비주얼 어프로치라고 하는데, 정~말 날씨가 좋을때 행해지지요. 관제사의 유도를 통해 활주로 근처까지 다가가기도 하고(ASR레이더를 이용해서 ASR0 접근 방식이라고 합니다) VOR이나 NDB(VOR, NDB에 대해 자세히 알고 싶으시다면 여기를 참고)를 참고해서 활주로 근처까지 날아가기도 합니다. 여기까지는 모두 비정밀 접근 방식이지요. 기타 APV, LDA, SDF 도 있지만 많이 쓰이지는 않는 방식인데다가 여기서 자세히 설명할 필요는 없기에 넘어 가겠습니다. 비정밀 접근은 말그대로 비정밀 접근입니다. 활주로 중심선까지 정렬을 해주지 않고 말 그대로 활주로까지 접근하는 구간 근처까지 대~충 알려주는 것이지요. 당연히!! 이것역시 시정이 좋을때 행해지는 방식입니다. 

(인천공항 15L 활주로의 VOR 접근 방법을 담은 차트)

그러니 결심고도도 비교적 높습니다. 결심고도는 말 그대로 결심고도, 즉 결심고도에서 활주로가 안보이면 바로 다시 고도를 높여서 재접근을 해야하지요. 결심고도에서 활주로도 보였다~ 이상도 없겠다~ 싶으면 착륙을 하기로 결정하는 것입니다. 정밀접근과 비정밀 접근에서의 결심고도는 약간 다른데 이건 나중에 설명드릴게요.

그럼 정밀접근은 무엇이냐, 말 그대로 정밀 접근입니다. 활주로로부터 굉장히 가까운곳에서 까지 활주로 중심선과 거의 일치하게 깔끔하게 정렬해주지요. 거의 앞이 안보이는 상황에서도 비행기가 안전하게 내리는 비결이 여기에 있습니다. 정밀접근 방식은 MLS, ILS, PAR 방식, 거기다가 최근 각광받고 있는 LAAS 방식이 있는데 MLS는 여기 를 참고해주시면 되고 PAR 방식은 특수한 레이더로 관제사가 일일히 조종사에게 어떤 동작을 취해야 할지 알려주어 활주로 중심선 근처 가까이 유도하는 방식입니다. 이중에 가장 많이 쓰이는 방식은 당연히 오늘 소개해드리는 ILS 접근 방식이겠지요?

ILS가 어떻게 조종사에게 길을 알려주는지 잘 알려주는 그림입니다. 로컬라이져 라는 장치가 VHF(초단파, Very High Frequency, 30~300MHz)대역의 전파를 쏘아서 항공기가 활주로 중심선에 다가갈 수 있게 도와줍니다. 그리고 글라이드 슬로프라는 장치가 UHF(Ultra High Frequency, 300~3000MHz)대역의 전파를 윗부분과 아랫부분에 다르게 쏘아서 전파로 만들어진 공간 아래쪽에 갔을때는 하강속도를 줄이라고 하고 공간 위쪽에 갔을때는 하강 속도를 늘리라고 하지요. 로컬라이저도 비슷한 방식으로 비행기를 활주로 중앙선으로 유도합니다. '일반적으로' G/S가 쏘는 전파의 각도는 지상으로부터 3~3.3도로 고정되어 있으나 그렇지 않은 경우도 있습니다(두바이 공항의 경우 무려 6도 입니다!)

그리고 또 한가지, 마커라는 것이 있는데 보통 ILS는 DME 라고 해서 그 장비가 있는 지점과 항공기간의 거리를 측정해주는 장비와 혼합운영됩니다만 여러가지 이유로 마커도 같이 운영됩니다. 마커는 75MHz 주파수를 활용하며 활주로 7Km~11Km 에서 떨어져 있으며 미들마커는 활주로로부터 1Km 떨어진곳에서, 이너마커는 활주로로부터 300m 떨어진곳에 설치되어 각 지점을 통과할때마다 다른 모스 신호를 내어 대략적인 활주로와의 산출하는데 도움을 줍니다.

(국내 모 공항의 로컬라이저 장비입니다.)

접근에 필요한 정밀한 방향은 물론 고도정보까지 알려주니 당연히 고마운 친구일수 밖에 없지요. 그래서 보통 다른 접근방식은 1000피트에서 활주로가 보이지 않으면 다시 상승해야하지만 ILS의 경우 50피트~200피트 에서야 활주로가 보이지 않으면 상승해야 합니다. 그만큼 정교하다는 뜻이지요. 

여기서 아까 잠깐 언급한 비정밀접근과 정밀접근의 결심고도의 차이를 알려드릴게요.

비정밀 접근에서의 결심도도는 MDA(해수면으로의 높이 기준), MDH(지형으로부터의 높이 기준)이라고 불리는데 절대적으로 이 고도 위에서만 결심을 해야합니다. 하지만 정밀 접근에서의 결심고도는 DA(해수면으로의 높이 기준), DH(지형으로부터의 높이 기준)이라고 불리는데 그 고도를 '통과하면서' 착륙 결정을 내릴수 있습니다. 앞으로 결심고도라 하지않고 그냥 DH라고 할게요.

그런데 이 ILS 장비는 또 그 정교함에 따라 CAT1 인증을 받은 장비, CAT2 인증을 장비, CAT3a, CAT3b, CAT3c 인증을 받은 장비로 나누어집니다. CAT 기준은 사실 ILS 뿐만 아니라 항공사나 기타 다른 항법시설, 항공기에도 적용되는 기준으로 그 항공기의 안정성이나 항공사의 신뢰성을 평가하는 좋은 지표이기도 하지요. 

ILS 장비가 CAT-1 기준을 받았다는 것은 200피트 이상에서 착륙결정이 가능해야 하며,CAT-2 등급일 경우 착륙 시설을 갖춘 공항은 고도 100~200피트에서 착륙 결정이 가능해야 합니다. CAT3의 경우 CAT3a는 고도 100피트 이하가 DH가 되고 CAT3b는 50피트 이하가 DH가 됩니다. 인천국제공항에서 CAT3b 등급의 ILS 시설을 이용하고 있지요. CAT3c는 DH의 개념자체가 없어요. 그냥 앞이 안보여도 전파만 보고 내릴 수 있다는 뜻입니다. 당연히(...) 아직 이건 먼 우주 이야기(...) 입니다.

CNS/ATM이라고 하여 위성기반항법시스템이 보급되어도 향후 20년간 ILS의 위상은 변치 않을 것으로 보여요.

자, 사실 이것만 보고서는 ILS가 얼마나 중요하고 유용한 장비인지 실감이 안나시지요?

CAT3b등급을 받은 ILS장비를 이용한 착륙 영상 보여드리며 글 마치겠습니다.