[논문]항공 수송 임무 수행을 위한 Avionics 시스템의 기능 분석

송윤섭

[국내논문] 항공 수송 임무 수행을 위한 Avionics 시스템의 기능 분석
Functional analysis of Avionics system for an air transport mission 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.17 no.3, 2009년, pp.40 - 50

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Avionics system's function for an air transport mission is analysed. The starting point for designing a Avionics system is a clear understanding of the mission requirements and the requirement allocation by the top level aircraft system. Therefore, the analysis begins by making a top-down analysis to the aircraft missions. The baseline mission is divided into segments, and each segment is subjected to a detailed analysis to establish the requirements for the Avionics system. Special attention is given to capture the key aspects of interfaces, and to incorporate them into the design.

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문제 정의

특히 수명주기적인 관점에서 항공기의 설계, 개발, 운용, 유지는 상호연관된 일련의 과정으로 밀접한 관련을 갖는다. 그러므로 본 연구는 항공기 설계, 개발, 운용, 유지에 필요한 핵심 성능 및 구속 요건을 확립하기 위한 기본 자료를 확보하기 위해 운항적 관점에서 항공 수송 임무 수행에 필요한 항공전자장치의 기능을 분석하였다.
항공전자장치의 주요한 기능인 비행 관리는 조종사와 자동비행장치에게 정확하게 항공기 명령을 제공하는 것을 목적으로 하며, 명령이 제공되는 두 가지 방법 간의 절충에서 부하감 특징, 중량, 신뢰도, 정비비용 및 훈련비용 등을 고려해야 한다. 자세 비행 유지를 위한 계기 및 기동 성능과 관련된 여러 가지 감지된 값을 원하는 수준으로 유지하고 조절하기 위해 Autopilot이 제공하는 선택 모드에는 Fig.
둘째, 항공 수송 임무의 핵심 운항 기능을 담당하는 Avionics 시스템의 자세 제어와 자세 제어 수행에 필요한 각종 데이터 감지, 모니터링, 인터페이스 관리 활동을 규명하였다. 이를 통해 기능 최적화 실현을 위한 각 부문 간의 절충연구를 위한 기본 자료를 확보하였다.

제안 방법

Avionics 시스템의 기능분석을 위해 임무(항공 수송), 임무 구간(비행 전, 이륙, 비행, 착륙 후 운용), 임무 구간 요건(항법 정밀도, 마하 유지, 롤률 등), Avionics 요건(중량, 신뢰성, 방위 정확도 등) 등을 규명하였다.
상용기 운용에 필요한 기본 자료를 확보하여 향후 설계과업에서 활용하기 위해 Avionics 시스템의 기능을 분석하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다.
셋째, Avionics (하위) 시스템의 체계적이고 포괄적인 검사에 기반하여 전체 시스템의 기능 위험 평가를 위한 기본 자료를 확보하였다. 이는 항공기 인증 과정의 핵심 요소인 안전 평가를 위한 기본 자료로 활용할 수 있다.

성능/효과

첫째, 상용기 Avionics 시스템의 기능을 분석하기 위한 계층을 생성하여 항공기 운용에 영향을 주는 다른 비항공기적인 요소와의 상호관계를 확인할 수 있었다. 특히 운항적 관점에서 임무 수행을 위한 항공기 각 부문의 다차원 기능으로 확대하여 기능, 요건, 시스템 구조라는 계층 간의 경로와 내·외적인 인터페이스를 규명하였다.
둘째, 항공 수송 임무의 핵심 운항 기능을 담당하는 Avionics 시스템의 자세 제어와 자세 제어 수행에 필요한 각종 데이터 감지, 모니터링, 인터페이스 관리 활동을 규명하였다. 이를 통해 기능 최적화 실현을 위한 각 부문 간의 절충연구를 위한 기본 자료를 확보하였다.

후속연구

연구를 통해 얻어진 자료는 효율적인 항공기 운용을 위한 자료로써 뿐만 아니라 설계 시 필요한 주요 선결요소를 구하고 시스템의 개발 인증을 위한 잠재적인 위험 평가를 위한 기본 자료로 활용할 수 있다.
이때 계층의 적절성을 조사하기 위해 각 요소에 대해 크기, 중력중심, 중량, 단위 제품 비용, 평균 수리기간 등과 특성의 매개변수 분석은 물론, 구조, 신뢰성, 정비성, 제조성, 안전, 설치, 인터페이스 등과 관련한 분석을 수행해야 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기능분석이란?	기능분석은 시스템이 그 임무를 수행하는데필요한 과업과 활동을 조직적으로 구하는 방법으로 시스템의 개념과 요건을 개발하는데 사용되는 과정의 일환으로서 임무 분석 후에 이루어진다. 특히 기능분석은 높은 수준의 기능을 분리된 과업 혹은 활동에 할당할 수 있도록 하기 위하여 여러 가지 하위 기능으로 분해하여 각 기능과 하위 기능이 일련의 성능 및 설계 요건으로 할당되며, 내·외적 인터페이스가 강조된다.
	유도 및 항법 기능은 어떤 기능을 갖는가?	유도 및 항법 기능은 항공기의 위치, 자세, 속도 및 방향 선정 그리고 비행 관리 제공 등의 여러 가지 기본 하위 기능을 갖는다. 이러한 기능 요건의 대다수는 항법 (하위) 시스템의 주요한 책임이다(Fig.
	상용기 운용에 필요한 기본 자료 확보 후 Avionics 시스템의 기능을 분석한 결과는?	첫째, 상용기 Avionics 시스템의 기능을 분석하기 위한 계층을 생성하여 항공기 운용에 영향을 주는 다른 비항공기적인 요소와의 상호관계를 확인할 수 있었다. 특히 운항적 관점에서 임무 수행을 위한 항공기 각 부문의 다차원 기능으로 확대하여 기능, 요건, 시스템 구조라는 계층 간의 경로와 내·외적인 인터페이스를 규명하였다. 둘째, 항공 수송 임무의 핵심 운항 기능을 담당하는 Avionics 시스템의 자세 제어와 자세 제어 수행에 필요한 각종 데이터 감지, 모니터링, 인터페이스 관리 활동을 규명하였다. 이를 통해 기능 최적화 실현을 위한 각 부문 간의 절충연구를 위한 기본 자료를 확보하였다. 셋째, Avionics (하위) 시스템의 체계적이고 포괄적인 검사에 기반하여 전체 시스템의 기능 위험 평가를 위한 기본 자료를 확보하였다. 이는 항공기 인증 과정의 핵심 요소인 안전 평가를 위한 기본 자료로 활용할 수 있다.

참고문헌 (11)

Y.S. Song, "Functional analysis of air transport mission", KSAF, Vol. 16, No. 4, 2008, pp. 41-48.
Scott Jackson, "Systems Engineering for Commercial Aircraft", Ashgate, 1997, pp. 3-4.
Jack W. Hunter, "Engineering the System Solution", Prentice Hall PTR, Engelwood Cliffs, 1995, pp, 61-71.
SAE, Guidelines for the certification of highly-integrated and Complex Aircraft Systems, 1997
Cary R. Spitzer, "Digital Avionics Systems", McGraw-Hill, 1993, pp. 6-18.
David E. Stem, Michael Boito, and Obaid Younossi, "Systems Engineering and
IATA, "Specification for Manufacturer's Technical Data, Specification 100, Revision 28", USA, 1989
DOD, MIL-STD-881B, "Work Breakdown Structures, USA, 1993
R. D. Campbell & M. Bagshaw, Human performance and limitations in aviation, BSP, 1991, pp. 117.
Chapanis, "Human factors in systems engineering, Wiley, 1996, pp. 14
Satchell, Paul, Cockpit monitoring and alerting systems, Ashgate, 1993, pp 10, 17,

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