[논문]비행착각에 의한 헬리콥터 사고 예방 프로그램 개발에 관한 연구

조영진

doi:10.12673/jant.2023.27.1.8

비행착각에 의한 헬리콥터 사고 예방 프로그램 개발에 관한 연구
A Study on the Development of Helicopter Accident Prevention Program by Spatial Disorientation 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.27 no.1, 2023년, pp.8 - 15

조영진 (한서대학교 헬리콥터조종학과)

초록
AI-Helper

조종사들을 대상으로 진행한 설문 결과에 따르면 252명 중 92%인 230명이 비행 중 비행착각을 경험한 적이 있다고 응답하였다. 이처럼 많은 조종사가 비행착각을 경험하고 있으며, 이는 항공기 사고와 인명 손실로 이어지는 주요 원인 중 하나이기 때문에 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 그러나 국내의 경우 고정익항공기(비행기) 조종사를 위한 훈련 장비는 이미 개발되어 훈련하고 있거나, 최근 개발되어 훈련을 준비하는 등 적극적인 활동이 이루어지고 있으나, 헬리콥터 조종사를 위한 장비는 공군에서 일부 활용 가능하나, 이마저도 민간 조종사에게 지원할 수 있는 여건의 한계로 헬리콥터 조종사들이 비행착각 예방 교육 훈련을 받을 수 있는 환경은 전무하다. 따라서 헬리콥터 전용 시뮬레이터를 제작하고 헬리콥터 조종사 대상 비행 중 발생할 수 있는 비행착각을 예방하기 위한 프로그램을 제시하고, 추후 훈련 데이터를 기반으로 법, 제도적 방안을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

According to the results of a survey of pilots, 92% or 230 out of 252 respondents said they had experienced flight errors during flight. As so many pilots are experiencing Spatial Disorientation, and this is one of the main causes of aircraft accidents and loss of life, so it is important to understand accurately. However, in Korea, training equipment for fixed-wing pilots has already been developed and trained, or recently developed, and some equipment for helicopter pilots is available in the Korea Air Force, but there is no environment for helicopter pilots to receive training in Spatial Disorientation prevention. Therefore, we intend to produce a helicopter-only simulator, present a program to prevent possible Spatial Disorientation during flights for helicopter pilots, and propose legal and institutional measures based on future training data.

주제어

표/그림 (18)

그림 그림 1. 비행착각으로 인한 사고 건수(국내) Fig. 1. Number of accidents due to Spatial Disorientation(domestic)
그림 그림 2. 비행착각으로 인한 사고 건수(미국) Fig. 2. Number of accidents due to Spatial Disorientation(United States)
그림 그림 3. 안구의 구조 Fig. 3. The structure of the eye
그림 그림 4. 야간에 발생하는 야간맹점 Fig. 4. Blind Spot at Night
그림 그림 5. 얕은 안개로 인한 착각 Fig. 5. shallow mist illusion
그림 그림 6. 거짓 수평선 현상 Fig. 6. False horizontal line phenomenon
그림 그림 7. 야간에 탐조등을 운용중인 헬리콥터 Fig. 7. Helicopter operating a searchlight at night
그림 그림 8. 신체 회전성 착각 Fig. 8. Somatogyral Illusion
그림 그림 9. 신체 중력성 착각 Fig. 9. Somatogravic Illusion
그림 그림 10. 공군 비행착각 훈련장비 Fig. 10. Korea Air Force flight illusion training equipment
그림 그림 11. (주) 아이엠티 비행착각 훈련장비 Fig. 11. IMT flight illusion training equipment
그림 그림 12. 헬리콥터 비행착각 훈련장비 Fig. 12. Helicopter flight illusion training equipment
그림 그림 13. 비행착각 시나리오 제작 프로그램 Fig. 13 Spatial Disorientation scenario making program
그림 그림 14. 시각의 자각운동 현상에 의한 착각(Autokinesis) 시나리오(좌) 거짓 수평선 현상 시나리오(우) Fig. 14. Autokinesis scenario(L) False Horizon scenario (R)
그림 그림 15. 교관석 비행 환경 설정 Fig. 15. Flight environment setting
표 표 1. 인적정보 설문지 Table 1. Personal Information Questionnaire
표 표 2. 비행착각 체감효과 설문지 Table 2. Spatial Disorientation Experience Questionnaire
표 표 3. 비행착각 발생시 제원별 시간 Table 3. Time by specifications at the time of Spatial Disorientation (Units: hours, minutes/second)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

계기비행 한정자격을 보유한 조종사는 계기비행 한정자격을 보유하지 않은 조종사에 비해 비행착각을 극복하는가?, 3. 계기비행 한정자격을 보유하고 있는 조종사 중 주기적인 계기비행 훈련이 비행착각을 예방하는데 유의미한가? 에 대한 차이점을 확인해 보고, 수집된 데이터를 바탕으로 헬리콥터 조종사들이 비행착각을 극복하기 위한 최적의 비행훈련 기간, 훈련 시간을 도출하고자 한다.
또한 시각의 자가운동 현상에 의한 착각(Autokinesis), 야간의 얕은안개로 인한 착각, 거짓 수평선 현상(광원 혼동 현상), 전이성 착각(Vection Illusion), 경사착오(Leans), 반복성 스핀(Graveyard Spin), 전향성 착각(Coriolis Illusion), 피치 업/다운 착각으로 인해 헬리콥터 자세 변화 발생 시 제원별 시간을 측정하여 조종사 인적요인과 비행착각에 대한 연관성을 분석하고, 비행착각 발생 시 헬리콥터 제원별 시간을 분석한 데이터를 통해 비행착각 예방을 위한 효과적인 교육방법 및 기간, 비행훈련 시간 등을 도출, 추후 법과 제도를 개선하는 등의 노력으로 현재까지도 지속적으로 발생하고 있는 조종사 비행착각에 의한 사고를 예방하고자 한다.
이에 헬리콥터 전용 시뮬레이터를 제작하고 헬리콥터 조종사 대상 교육 훈련 프로그램을 개발하여 비행 중 발생할 수 있는 비행착각을 예방하기 위한 프로그램을 제시하고, 추후 훈련 데이터를 기반으로 법, 제도적 방안을 제시하고자 한다.

제안 방법

마지막으로 미로전정 기관에 의한 착각인 경사착오, 반복성 스핀, 전향성 착각의 경우모션 시스템을 기반으로 반복적인 선회 등의 상황을 부여하고 집중력을 분산시킴으로써 신체적 느낌을 확인함으로써 비행착각을 구현하였다.
시각의 자가운동 현상에 의한 착각(Autokinesis), 야간의 얕은 안개로 인한 착각, 거짓 수평선 현상(광원 혼동 현상), 전이성 착각(Vection Illusion), 경사착오(Leans), 반복성 스핀(Graveyard Spin), 전향성 착각(Coriolis Illusion), 피치 업/다운 착각에 대해 표 2와 같이 비행 후 설문조사를 통해 체감 효과 데이터 분석을 수행한다.
시뮬레이터를 활용하여 비행착각 프로그램을 개발하는 과정에서 그림13과 같이 SimDirector 프로그램을 활용하였으며, 이를 통해 비행 시뮬레이션 소프트웨어에서 비행 시작 위치, 시간, 오브젝트 배치 등을 통해 비행착각 과목 별 시나리오를 제작하였다.
이를 해결하기 위해 6축 모션 시스템을 적용, Lockheed Martin 사에서 제작한 기존 상용 비행 시뮬레이터인 Prepar 3D V5와 B206 헬리콥터를 활용하여 제작 후 헬리콥터 조종사 성별 및 연령, 개인 비행시간의 차이, 조종사 자격증명 보유, 계기비행 한정자격 보유, 비행착각 예방을 위한 교육 여부에 따른 비행착각 회복 여부 차이 분석 등을 수행하고, 비행 종료 후 시각의 자가운동 현상에 의한 착각(Autokinesis), 야간의 얕은안개로 인한 착각, 거짓 수평선 현상(광원 혼동 현상), 전이성 착각(Vection Illusion), 경사착오(Leans), 반복성 스핀(Graveyard Spin), 전향성 착각(Coriolis Illusion), 피치 업/다운 착각에 대해 설문조사를 통해 체감 효과 데이터 분석을 수행한다.
헬리콥터 조종사 성별 및 연령에 따른 비행착각 회복 여부 차이 분석, 개인 비행시간의 차이에 따른 비행착각 회복 여부 차이 분석, 조종사 자격증명 보유 차이에 따른 비행착각 회복 여부차이분석, 계기비행 한정자격 보유 차이에 따른 비행착각 회복 여부 차이 분석, 비행착각 예방을 위한 교육 여부에 따른 비행착각 회복 여부 차이 분석 등을 수행하기 위해 표 1과 같이 비행 훈련 전 설문조사를 수행한다.
헬리콥터 조종사의 훈련을 위해 개발된 장비는 그림 12와 같이 비행 시뮬레이터 프로그램에 6축 모션 시스템을 적용, Lockheed Martin 사에서 제작한 기존 상용 비행 시뮬레이터인 Prepar 3D V5와 B206 헬리콥터를 활용하여 제작되었다. 상용비행 시뮬레이터 프로그램인 Prepar3d 프로그램은 Controller로 부터 조종 입력신호를 받으면 시각신호를 Visual System으로 내보내고, 항공기 움직임에 따른 계기 정보를 Instrument로 내보내며 모션 시스템을 구성하는데 필요한 신호는 상용프로그램인 FlyPT Mover 프로그램을 활용하여 비행 데이터를 모션 데이터로 바꾸게 된다.

참고문헌 (8)

Korea Ministry of Land, Infrastructure and Transportation,？Enforcement regulation of Aviation safety Raw, Table 24.？
Y. H. Kang, "Analysis on pilot's experiences and effects of？voice procedure under spatial disorientation", Master, Seoul？National University, Seoul, Feb. 2020 .？
H. T. Kang, B. S. Yun, "A Study on The Spatial？Disorientation of Pilots for Flight Safety", Journal of the？Military Operations Research Society of Korea, Vol. 25,？No. 1, PP.14-28, Jun, 1999.？
ROKAF, Internet Newsletter, No. 97, May, 2005.？
Korea Electronics Technology Institute, Planning of MOU？for commercialization of spatial information-based virtual？training system, Jan, 2023.？
J. H. Park, and Y. B. Lee, "Suggestion and Application of？Emergency Simulation Educatinusing Real-time Video？Observation for Inactive Nurses," International Journal of？Advanced Culture Technology, Vol. 10, No. 1, pp.？180-186, Mar. 2022.？

원문보기 상세보기
Y. Lee, and Y. H. Lim, "Comparison of simulation racing？reality using simulation racing data based on racing？equipment," The Journal of the Convergence on Culture？Technology (JCCT), Vol. 8, No. 2, pp. 393-398, Mar.？2022.？
Y. Na, Y. Cho, "Development of Motion-Based Helicopter？Flight Simulation Training Device," The Journal of the？Convergence on Culture Technology, Vol. 8, No. 3, pp.？477-483, May, 2022.？

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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