[논문]비행시험 안전 리스크 평가 및 완화 연구

김무근; 유병선; 한정호; 강자영

doi:10.12673/jant.2018.22.6.537

[국내논문] 비행시험 안전 리스크 평가 및 완화 연구
Flight Test Safety Risk Assessment and Mitigation 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.22 no.6 = no.93, 2018년, pp.537 - 544

김무근 (한국항공대학교 항공체계시험인증연구센터) , 유병선 (한국항공대학교 항공체계시험인증연구센터) , 한정호 (항공안전기술원 항공안전연구실) , 강자영 (한국항공대학교 항공체계시험인증연구센터)

초록
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항공기 개발 및 개조를 위한 비행시험 또는 항행안전시설 및 관련 구성품 개발을 위한 비행 검사 등을 위한 목적으로 국가종합 비행성능시험장 구축이 추진되고 있다. 비행시험 업무는 특성상 안전 리스크가 높기 때문에 운용에 앞서 철저한 리스크 관리 프로세스의 엄격한 적용이 요구되고 있다. 또한 비행시험장은 현행법상으로 비행장 규정을 적용받기 때문에 안전관리시스템을 도입하면 일반 공항처럼 안전이 제고될 것이다. ICAO 기준을 기반으로 한 안전관리시스템 구축은 비행시험장의 안전하고 원활한 운영을 위한 최적의 보증 수단으로서, 비행시험 시에 발생할 수 있는 리스크를 크게 완화할 것이다. 본 논문에서는 비행시험장 안전관리에 요구되는 리스크 평가 및 완화 방안을 중점적으로 다루었다. 이전 연구에서 식별된 비행시험 위해요인에 대하여 리스크 평가를 실시하였다. 그리고 고 리스크 군의 위해요인을 선별한 후 회피, 감소, 수용, 통제 등의 리스크 완화 기법을 적용한 비행시험 리스크 경감 방안을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A national comprehensive aviation test center is being constructed for the purpose of flight tests for development and modification of aircraft or flight inspections for the development of navaids. Flight testing is a high-risk task, so strict risk management processes are required prior to operation. In addition, since the flight test center is subject to the airdrome regulations under the current law, the introduction of the safety management system will enhance safety as usual in ordinary airports. The establishment of a safety management system based on ICAO criteria is an optimal means of ensuring safe and effective operation of the test center and may mitigate the risks that may arise during flight testing. This paper focuses on risk assessment and mitigation required for safety management at the flight test center. We conducted risk assessments on the flight hazards identified in the previous study. Then the high risk group of hazards were selected and risk mitigation techniques such as avoidance, reduction, acceptance, and control were applied.

주제어

표/그림 (10)

표 표 1. 항공안전법의 SMS 적용을 받는 시험장 요소 Table 1. Test site elements for implementing regulatory SMS requirements
표 표 2. 비행시험 공역 활용 계획 Table 2. Airspace use plan for flight test
표 표 3. 비행시험 중 발생 가능 사고 유형 Table 3. Type of probable events during flight test
그림 그림 1. UAV 사고 잠재적 기여 요인 Fig. 1. Probable causal factors in UAV events
표 표 4. 비행시험 위해요인 식별 Table 4. Identification of flight test hazards
표 표 5. NTSB 치명적 비행시험 사고 발생률 Table 5. Fatal accident rate in flight test accidents in NTSB
표 표 6. NTSB 동일 유형 사고 수 Table 6. Number of the same type accidents in NTSB
표 표 7. 안전 리스크 평가 매트릭스[11] Table 7. Safety risk assessment matrix[11]
표 표 8. 정의된 사건에 따른 리스크 평가 및 리스크 수준 Table 8. Risk assessment and risk level based on defining event
그림 그림 2. 비행시험 리스크 관리 절차도 Fig. 2. Flight test risk management procedures

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 SMS의 틀 안에서 항공안전법을 충족시키는 관점으로 비행시험 리스크 관리에 필요한 시스템 분석, 리스크 평가 및 리스크 경감 방안을 제시하였다.
비행시험장 SMS 구축 및 초기 활용을 위해 리스크 관리에 필요한 일련의 절차를 연구하였다. ICAO, IATA, 영국CAA 등의 국제 기구 및 항공선진국에서 발행되는 항공사고 통계 자료 및 안전 보고서는 비행시험 목적의 항공기 운항의 특수성이 고려되지 않은 상태여서 비행시험장 SMS 리스크 관리 자료로 활용되는 것이 적절하지 않은 것으로 파악되었다.

제안 방법

기존 논문에서 제시된 비행시험 위해요인 식별 사항에 영국 CAA, SMICG의 위해요인 식별 및 구분 범주를 참조하고, UAV 위해요인 사항을 추가하여 비행시험 위해요인을 표 4와 같이 인적, 기술, 조직, 환경의 4개 범주로 구분하여 새롭게 정리한 것이다[1].
하지만 본 논문에서는 비행시험과 관련하여 식별된 모든 위해요인의 심각도 및 발생가능성 수준을 직접 산정할 수 없어 2008년 4월부터 2017년 6월까지 발생한 무인 항공기를 포함한 비행시험 NTSB 사고/준사고 최종결과 보고서 총 156건의 정의된 사건을 기준으로 심각도와 발생 가능성을 수준으로 구분하였다. 동일 유형의 항공 사고 횟수를 발생 가능성 기준으로, 사망 사고 비율을 심각도 기준으로 설정하고, ICAO Doc9858 안전관리매뉴얼 안전 리스크 심각도, 발생 가능성 기준을 참고하여 표 5,6과 같이 심각도 및 발생 가능성 기준을 설정하였다.
또한 비행시험장의 주요 업무가 될 무인항공기(UAV; unmanned air vehicle)와 관련하여 추가적으로 위해요인을 조사하였다. UAV 사고를 유발시킬 수 있는 위험스러운 조건 또는 잠재적 요소는 다음과 같다[10].
따라서 인적요인 위해요인의 존재를 가정하고, 관리자의 신중한 결정으로 리스크를 수용하게 된다. 비행 절차, 승무원자원관리(CRM; crew resource management)/정비사자원관리(MRM; maintenance resource management) 기술, 의사결정/ 판단 기술, 장비 지식, 장비/시스템 사용 절차와 관련된 인적요인 위해요인은 교육, 훈련, 평가를 통해 일부 리스크 노출을 감소시키고, 잔여 리스크는 수용하면서 비행시험을 진행한다.
비행시험 고 리스크 사건의 식별된 위해요인에 대하여 5-1 항의 시스템 엔지니어링 접근법과 ICAO에서 소개된 방법을 통합 적용하여 리스크 완화(안)를 기술하였다.
이에 따라 본 논문에서는 비행시험장의 시설, 임무, 종사자 등의 하드웨어, 소프트웨어 시스템을 분석하고 그 중에서 비행과 직접적으로 관계가 있으면서 안전 리스크가 가장 높게 나타나는 부분인 비행시험을 중심으로 리스크 관리 절차를 마련하였다. 우선 비행시험 섹터별로 야기될 수 있는 사고 가능성을 조사하였고, 리스크가 높은 사고 분야를 선별하기 위해 NTSB 비행시험 사고/준사고 최종보고서를 분석한 자료를 활용하였으며 발생가능성 및 심각도 수준을 설정하고 리스크 평가를 하였다. 엔진 동력 손실, LOC, 실속/스핀 사건이 리스크 수준이 높은 것으로 나타났으며, 이에 따른 각각의 위해요인을 선별하였다.
이에 따라 본 논문에서는 비행시험장의 시설, 임무, 종사자 등의 하드웨어, 소프트웨어 시스템을 분석하고 그 중에서 비행과 직접적으로 관계가 있으면서 안전 리스크가 가장 높게 나타나는 부분인 비행시험을 중심으로 리스크 관리 절차를 마련하였다.
하지만 본 논문에서는 비행시험과 관련하여 식별된 모든 위해요인의 심각도 및 발생가능성 수준을 직접 산정할 수 없어 2008년 4월부터 2017년 6월까지 발생한 무인 항공기를 포함한 비행시험 NTSB 사고/준사고 최종결과 보고서 총 156건의 정의된 사건을 기준으로 심각도와 발생 가능성을 수준으로 구분하였다.

대상 데이터

우선 비행시험 섹터별로 야기될 수 있는 사고 가능성을 조사하였고, 리스크가 높은 사고 분야를 선별하기 위해 NTSB 비행시험 사고/준사고 최종보고서를 분석한 자료를 활용하였으며 발생가능성 및 심각도 수준을 설정하고 리스크 평가를 하였다. 엔진 동력 손실, LOC, 실속/스핀 사건이 리스크 수준이 높은 것으로 나타났으며, 이에 따른 각각의 위해요인을 선별하였다. 마지막으로 선별된 위해요인은 회피, 가정/수용, 감소, 통제, 이양, 감시/모니터 방법으로 리스크를 완화토록 하였다.

성능/효과

엔진 동력 손실, LOC, 실속/스핀 사건이 리스크 수준이 높은 것으로 나타났으며, 이에 따른 각각의 위해요인을 선별하였다. 마지막으로 선별된 위해요인은 회피, 가정/수용, 감소, 통제, 이양, 감시/모니터 방법으로 리스크를 완화토록 하였다. 특히 인적요인과 관련한 위해요인이 다수 식별되어 시험 조종사를 포함한 관련 종사자들의 자격 및 훈련 요구사항에 대한 제도 수립이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비행시험의 관여된 업무와 인원에 대해 안전관리가 필요한 이유는?	이러한 업무를 수행하기 위해 활주로/유도로, 비행시험 공역, 항공교통관제, 기상관측시설, 항공등화시설, 항행안전시설, 격납고, 계측 장비/시설, 추적기, 구급/소방 시설 등을 구비하고, 비행시험 조종사, 비행시험/개발 엔지니어, 설계자, 인증 담당자, 정비사, 관제사, 안전 담당자, 시설/보안 관리자 등의 인원이 해당 분야 업무를 담당하게 된다. 특히 비행시험은 타 업무 분야 보다 높은 리스크를 갖고 있어 직・간접적으로 관여된 업무와 인원에 대하여 안전관리가 필요하다.
	비행시험장의 주요 임무는 무엇인가?	비행시험장의 주요 임무는 항공기/장비/구성품, 항행안전시설/장비/구성품과 관련한 개발과 인증 업무이며 다음과 같은 방법으로 신뢰성을 확인한다.
	비행시험장에서 신뢰성을 확인하는 방법은?	•지상시험 : 모델링, 시뮬레이션, 풍동시험, 구조시험 등의 시험 •비행시험 : 성능시험, 조종 안정성 시험, 시스템 시험, 운용 적합성 시험 •시험비행 : 항공기 개발이 완료되고 인증을 받은 항공기가 인증된 형식을 준수하는지를 확인하거나, 개조, 항공기 조립, 부품교체 및 수리 등의 이유로 비행 안전성을 확인하기 위한 비행 •인증 : 지상시험, 비행시험을 통한 정부기관 또는 정부로부터 위임 받은 기관의 검사

참고문헌 (12)

M. G. Kim, I. K. Lim, B. S. Yoo, and J. Y. Kang, "Flight test hazard identification," Journal of Advanced Navigation Technology, Vol. 22, No.2, pp. 279-287, Aug. 2018.
FAA Order 4040.26B, Aircraft certification service flight test risk management program, Jan. 2012. [Internet]. Available: https://www.faa.gov/regulations_policies/orders_notices/index.cfm/go/document.information/documentID/1019824
Australia CASA AC21-47(0), Flight test safety, Apr. 2012. [Internet]. Available: https://www.casa.gov.au/rules-andregulations/standard-page/advisory-circulars
EASA, Flight test operations manual guide, Apr. 2018. [Internet]. Available: https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/FTOM%20Guide.pdf
ROK Aviation safety act, Article 58 "Aviation safety program, etc." Mar. 2017.
M. G. Kim, and J. Y. Kang, "Establishment and utilization plan of flight test airspace for the flight performance test center," in The Korean Society for Advanced Navigation Technology 2017 Complex Conference, Seoul: Korea, pp. 417-419, Oct. 2017.
M. G. Kim, I. K. Lim, B. S. Yoo, and J. Y. Kang, "Flight test hazard identification for application of safety management system," in The Korean Society for Aviation and Aeronautics, 2018 Spring Conference, Gyeonggi-do: Korea, pp. 317-320, May. 2018.
UK CAA CAP1036, Global fatal accident review 2002-2011, 2013. [Internet]. Available: http://publicapps.caa.co.uk/modalapplication.aspx?appid11&modedetail&id5605
SMICG (Safety management international collaboration group), Hazard taxonomy examples, Apr. 2013. [Internet]. Available: https://skybrary.aero/bookshelf/books/2301.pdf
Range safety group, Range commanders council, Supplement to document 323-99, Range safety criteria for unmanned air vehicles rationale and methodology supplement, Apr. 2001. [Internet]. Available: https://apps.dtic.mil/docs/citations/ADA391715
ICAO Doc 9859, Safety management manual (SMM), 3rd, 2013.
MITRE, System engineering guide, MITRE corporate communications and public affairs, 2014. [Online]. Available: http://www.mitre.org/sites/default/files/publications/se-guide-book-interactive.pdf

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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