한국항공우주연구원

북미의 멕시코 만에는 900개의 유전이 있으며 35,000여명의 인력이 미국 GNP의 약 3%를 생산하는 곳이다. 이곳에서는 매일 150만 배럴의 원유와 780만 입방피트의 천연가스가 생산된다.

2008년 기준으로 멕시코 만에서는 13개 운송업체에서 500여대 이상의 헬기를 운용하고 있으며, 고용 등으로 인해 2008년 한 해에 2,936,772명의 탑승객을 실어 날랐다. 이를 위해 하루 평균 3,400~3,500회 비행이 이루어졌다. 이러한 비행은 미 대륙으로부터 4,000여 곳의 근해 유전시추선 위의 헬리포트 간에 이루어졌으며 주로 VFR(시계비행) 운용기반이며, 야간 비행의 경우 제한된 IFR(계기비행)을 사용한다. 2008년 한 해 동안 13개 운송업체의 누적 비행시간은 410,321시간이며, 누적비행회수는 1,245,770회로 평균 비행시간은 20분 내외였다.

근해에 위치한 유전으로의 접근은 선박을 이용하거나 헬기를 이용한다. 해상의 기상변화는 헬기의 운항안전을 위협하는 요소로 이를 해결하기 위해 1970년대 중반부터 근해지역에서의 헬기 운항안전 증진을 위한 계기비행절차를 개선하기 위한 노력이 지속되어 왔다.

1970년대 중반에는 계기비행이 가능한 헬기가 많지 않았다. 육상에서는 전파항법을 기반으로 한 각종 항행안전시설들이 구축되고 항공전자장비의 자동화가 도입되어 항공기 운항안전이 크게 향상되기 시작하던 시기였으나, 근해에서의 헬기 운항여건은 열악하였다. 근해의 항행안전시설은 드물거나 아예 없었다. 음성통신 또한 지상과의 통달거리 문제로 관제사와의 교신이 불안정하였다. 결국 근해에서의 헬기 운항안전을 위해 헬기 간 200NM(370.4km)의 분리간격을 유지하여 운항하였다.

근해의 헬기 운항안전을 증진하기 위한 LORAN-C 체인과 VOR(초단파 전방향 무선표지)이 결합운용이 되었으며, 평균해수면 900ft 상공의 최종접근지점(Final Approach Point)에서 4NM(7.4km) 반경 내에서 해상유전 헬리포트에 접근하여 착륙하는 HEDA(Helicopter Enroute Descent Area) 접근절차 도입을 통해 1975년에 멕시코만에서의 최초 헬기 IFR 운영이 개시되었다.

1981년에는 탑재레이더에 의한 접근절차가 도입되었으며, 1990년대 초에는 GPS의 등장으로 LORAN을 대체하게 되었다. 1998년에는 300개의 waypoint로 정의되고 저고도에서 20분 시차분리간격(40NM, 74km), 고고도에서 15분 시차분리간격(120NM, 222km)을 유지하여 운용하는 격자시스템이 도입되었다. 격자시스템의 도입으로 분리간격이 줄어들어 헬기운항 상황이 개선되었다. 격자시스템은 특정 헬기의 이륙부터 착륙까지 비행계획경로 상의 격자들을 폐쇄하여 헬기 운항안전을 확보하는 방식으로 운용되었다. 2001년부터 헬기 운항정보를 주변의 헬기들과 공유할 수 있는 ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, 항공감시 기능)의 도입과 기상정보수집/가공/배포 네트워크의 구축, 관제사와의 안정적인 통신링크의 확보 등이 검토되어 2010년 본격적으로 ADS-B가 운영되면서 5NM(9km) 분리간격으로 운용될 수 있게 되어 멕시코만 헬기 운항 공역의 효율이 증대되었고, 향상된 통신/감시/기상보고 능력 등을 통해 관제사와 조종사간 주변상황인식이 향상되었으며, 운항결정에 있어 기상의 의한 영향이 완화되었고, 격자시스템과 비교하여 목적지까지의 직선비행이 가능하게 되어 비행시간이 단축되었다. 이러한 새로운 항행안전시설의 도입으로 멕시코만에서의 헬기 운항안전은 한층 강화되었다.

멕시코만의 근해 유전지역에 헬기운송서비스를 제공하는 PHI사(Petroleum Helicopters, Inc.)는 2008년부터 Sikorsky사와 유전시추선 헬리포트에 자동착륙할 수 있는 S-92용 H/W 및 S/W 개발을 시작하였으며, 그 결과에 대해 2013년 5월 FAA로부터 승인을 받아 2013년 11월 13일 첫 서비스에 들어갔다. 자동착륙을 위한 탑재장비는 자동항법장치, FMS(Fight Management System), FCC(Flight Control Computer), ADS-B, 기상레이더, 전파고도계, GPS 등으로 구성되었다. 이륙부터 착륙까지 기존 절차는 17개의 조종사 의사결정 행위가 정의되었으나, 새로운 장비 및 절차의 도입으로 6개로 줄어 조종사 업무가 약 60% 경감하게 되었다.

수직항법(Vertical Navigation)을 위한 SBAS(Satellite Based Augmentation System)의 도입과 유전시추선 헬리포트로의 자동착륙시스템이 도입됨으로서 근해지역에서의 헬기운항안전은 획기적으로 증진되게 되었다.

※ 참고자료 :
1. rotor&wing 2013년 12월호
2. FAA AC No:90-80B
3. http://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/aim/TOC.html#Chapter 10. Helicopter Operations

작성 : 한국항공우주연구원 오경륜 (회전익기체계팀)