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  [비행 보충강좌 ] 1. VOR 항법



처음 비행 시뮬레이션을 접하는 분이나 시작한지 얼마 안된 예비 비행사 분들은 VOR 계기를 사용하여 비행하기에는 많은 어려움이 있을 것입니다.
보통 비행 시뮬레이션을 처음 시작한 분들의 경우에도 민항기 시뮬레이션은 전투 시뮬레이션과는 다르게 조금만 연습하면 이륙에서부터 비행이 거의 힘 하나 안들이고 가능하다는 것을 느꼈을 것입니다. 그래서 보통 비행을 시작한지 얼마 안된 비행사 분들은 자칫 비행에 흥미를 잃어버리는 경우도 있을 것입니다. 그러나 이륙에서부터 간단한 비행은 이제 걸음마를 배우는 어린아이와 같이 시작에 불과 합니다. 이제 이륙에서 비행이 자유로워 졌다면 계기 비행에 대해서 이야기 해볼까요? 우선 VOR 항법을 이용한 계기 비행을 말해보겠습니다.
VOR의 정의는 이러합니다.


VOR
초단파 전 방향 무선 항로표지(Very high frequency Omnidirectional Range)의 약자입니다. VOR에 의한 위치 결정은 안테나에서 발사하는 두개의 교류 사이에 형성되는 위상차를 기초로 합니다. VOR 안테나에서 위상신호 (reference phase signal)와 가변위상신호(variable phase signal)를 발사하여 이들 두신호의 펄스는 자북, 즉 360도에서 일치하고 우측으로 회전할수록 약간씩 간격이 형성되어 180도 지점에 도달해서는 반사이클(half cycle)의 간격이 형성된 후 360도 지점에서 다시 일치합니다. 따라서 두 펄스 신호사이에서 형성되는 간격은 360도를 제외하고 어느 방향에서나 두 신호의 위상 차가 발생하기 때문에 이들 펄스의 간격 차를 이용한다면 VOR 안테나 주변에 항공기가 어디에 위치해 있는지를 판단 할 수 있습니다.
비행을 배워나가는 분들 중 적지않은 분들이 VOR 항법의 자세한 사용법을 모르는 경우가 많습니다. 필자도 그러했듯이 비행기를 이륙을 시켰 장거리 비행을 하다보면 착륙을 시켰야겠는데 공항은 안보이고 다시 돌아가자니 지금 위치가 어딘지 모르는 경우가 생겼습니다. 여러분들도 이렇게 당황스러운 경우를 한번씩은 겪었을 것이라고 생각합니다.
모든 조종사들이 알고 있는 경구( "이륙은 선택이지만, 착륙은 필수")가 있습니다. 그것은 평생 하늘에서 살수 없다는 말이지요.^^ 하지만 다시는 당황하지 마십시오. VOR이라는 장비를 사용하는 방법만 알면 비행중 길을 잃을 염려가 없습니다.

개요
VOR 항법을 위해서는 두 가지 장비가 필요합니다. 그림 1과 같은 비행기에 탑재되는 VOR 장비와 그림 2지상송출 기지입니다.

그림 1. ⓐ VOR 수신기, ⓑ VOR 계기


그림2. VOR 레디알

기상 송출기는 360개의 전자 코스 신호를 내보내는데, 그림 2에서와 같이 각 코스는 송출기지의 중심을 통과합니다. 각 코스는 나침반의 방위각과 일치하며 360개 코스 중 어느 하나를 따라 VOR 기지로 향하거나 기지로부터 멀어지도록 비행할 수 있습니다.


VOR 수신기는 대부분의 비행기에 탑재하고 있으며, 아래의 그림 3과 같은 VOR 계기에 연결되어 있습니다.


그림 3. ⓐ 지시표, ⓑ CDI, ⓒ 플래그, ⓓ OBS ⓔ 나침반 눈금

(1) ⓐ 지시표는 맨 윗 부분에 있으며 이 지시표는 맞춰진 코스를 알려 줍니다.

(2) ⓑ 코스 편향 지시계(course deviation indicator, 간단히 CDI)라고 하는데 이것은 계기의 정 중앙에 수직으로 위치해 있으며 좌우로 움직입니다.

(3) ⓒ 플래그(다중 지시계)라고 하며 비행중 지상의 VOR 안테나를 통해 일방적으로 송출 한 정보를 수신하여 자신이 VOR로부터 위치한 방위정보를 알 수 있습니다.
그 위치의 따라 "TO" "OFF" "FROM" 으로 표시 해주므로 위치한 방위정보를 파악 할수 있습니다. (플래그에 대한 설명은 나중에 다시 설명 하겠습니다.)

(4) ⓓ 전방위 손잡이(omnibearing selector, OBS)는 코스를 선택할 때 사용합니다.

(5) ⓔ VOR 계기에서 나침반 눈금으로 이것은 원형으로 움직이며 OBS를 돌려서 코스를 지시표에 맞추면 됩니다.


2. VOR를 이용하여 비행하기

(1) VOR 기지에 주파수를 맞추고 그 기지가 맞는지 확인해야 합니다.

(2) 주파수 확인 후 비행하려는 항행 코스를 선택합니다. (360개의 비행코스 중 선택) 아래의 그림 4처럼 전방위 손잡(OBS)이를 돌려서 특정 숫자가 지시표 위에 오도록 맞춰 주면 VOR 기지에서 송출되는 360개의 비행 가능한 코스 중 하나를 선택할 수 있습니다.


그림 4. OBS를 돌려 비행 항행 코스를 선택

Flight Simulator 2002에서 커서가 OBS에 가까이가면 + , -로 표시가 나타나 지시표 위에 코스를 선택할 수 있듯이 그림 4에서는 비슷한 방법으로 OBS를 눌러 항행할 방위를 선택할 수 있습니다. 왼쪽에 있는 VOR 계기는 OBS를 눌러 방위를 선택하지 않은 DIFAULT 값이고 가운데 VOR 계기는 + 버튼을 눌러 계기판을 반 시계 방향으로 돌려 비행하려는 항행 코스를 선택 할 수 있습니다. -버튼을 눌러 difault 값으로 돌아갈 수 있습니다. 오른쪽 VOR 계기는 시계 방향으로 항행 코스를 선택 할 수 있습니다.
180도 코스를 선택해서 지시표가 180을 가리키도록 해보겠습니다. 이 코스로 비행하려면 방위계가 180도를 가리키도록 선회하면 VOR 계기는 그림 5를 보듯 플래그(위를 가리키는 삼각형)과 함께 CDI가 중앙에 위치한 모습을 보여 줄 것입니다.


그림 5. VOR 코스 중앙 비행에 따른 비행기의 위치 변화와 플래그의 관계

그림 5와 같이 비행기가 VOR 기지 정 중앙을 향해 가고 있으면 플래그는 "TO"를 나타냅니다. 비행기가 비행을 시작하여 VOR 기지 상공 바로 위를 지날 때에는 "OFF"(빨간색과 흰색 줄무늬)가 표시되는데 VOR 기지의 정 중앙에 위치하고 있음을 위미 합니다. 기지로부터 멀어지면 플래는 "FROM"을 표시하므로 멀어지고 있는지를 알려 줍니다. 선택한 코스를 따라 비행하다 보면 TO 플래그가 아래로 가리키 는 삼각형 모양의 FROM 플래그로 자동으로 바뀌는 때가 있는데, 이 때가 바로 그림 5 -(C) 같이 VOR 기지를 막 통과하는 시점입니다.
Flight Simulator 2002에서는 TO는 CDI 바늘 밑에 조그만 한 삼각형을 표시해 기지를 향하고 있음을 나타내며 순간적으로 삼각형이 사라질 때가 OFF이고 FROM일 때는 비행기가 VOR 기지를 떠나고 있음을 나타내므로 역삼각형으로 표시됩니다.
아직도 혼동하시는 분들을 위해 편지에 예를 들어 쉽게 설명을 해 보겠습니다.
편지는 받는 사람을 향해 가고 있다는 것이므로 "TO" 그 사람에게 편지가 도착 "OFF"가 되고 답장이 그 사람 손을 떠났으므로 "FROM"이 되는 것입니다.
어쩌다보니 예를 든 설명이 더 복잡하군요.^^ (위 내용은 필자 나름대로의 개념을 비유한 것이므로 정확한 표현이 아니니 머리 속에서 지워도 됩니다.)
그림 5에서 중앙에 배치된 스크린 샷에 마우스를 올려 놓으면 현재 비행기의 위치를 "TO","OFF","FROM"으로 나타내고 있습니다. 비행기 항행으로 위치만 달라졌을 뿐 직진수평 비행으로 방위는 변하지 않았으므로 코스 편향 지시계(CDI)는 VOR 계기의 정 중앙에 수직으로 위치하고 있습니다. 그러나 처음부터 끝까지 위의 그림 5처럼 CDI의 위치를 VOR 계기에 정중앙에 유지하기는 여간 힘든 일이 아닙니다. 만일 선택한 방위로 비행하는데 VOR 바늘이 중앙에 위치하지 않고 좌측이나 우측에 있으면 선택한 코스에 아직 일치하지 않은 것입니다. 그렇다면 벗어난 CDI를 보고 위치를 파악하여 어떻게 하면 코스에 일치 할 것인지를 알아보겠습니다.


그림 6 비행기의 위치와 방위에 따른 VOR 기지와 CDI의 관계

그림 6. 에서 각각 다른 VOR 표시를 보이는 여러 대의 비행기가 있습니다. 그중 왼쪽 비행기가 향하고 있는 방위는 360도이며 선택된 코스도 360도입니다. 이 비행기의 CDI 바늘이 오른쪽에 있으며 TO 플래그를 나타내고 있는데 이것은 선택된 360도 코스가 비행기의 오른쪽에 있다는 것을 알려주며 만약 TO 플래그가 표시되고 비행기 CDI가 계기 중앙에 있으면 VOR기지를 향하여 날고 있다는 의미입니다. 왼쪽 비행기가 코스에 진입하기 위해선 오른쪽으로 선회해야 합니다. 그러므로 VOR 기지 왼쪽에 위치한 비행기는 오른쪽으로 선회해야 하고 코스와 일치하여 항행할수 있으며 이와 반대 방향인 오른쪽에 위치한 비행기는 왼쪽으로 선회해야 원하는 코스에 진입할 수 있습니다. 이와 같이 벗어나 있는 쪽(CDI가 표시된 쪽)으로 선회해야 한다는 사실을 잊지 마시기 바랍니다.






아래의 그림 7에서는 VOR 계기를 이용하여 제주 공항을 출발해서 330도 코스로 VOR를 통과해 목적지인 인천 국제공항을 향해 항행 하는 예입니다. 목적지인 인천 국제공항은 로드스터 VOR로부터 330도 코스상에 있습니다. 또한 VOR 계기를 읽을 때는 정확성을 기하기 위해 100 미만의 숫자의 앞에 0을 붙입니다.


그림 7. 제주에서 인천까지의 VOR 코스 진입과 유지

OBS로 330도를 맞춘 다음, 제주 공항을 출발합니다. VOR 계기에는 TO 플래그와 함께 CDI가 왼쪽으로 벗어나 있게 됩니다. 그러나 꼭 CDI 바늘이 오른쪽이나 왼쪽으로 향하는 것이 원하는 코스의 위치와 일치하는 것은 아닙니다. 원하는 코스가 어느 쪽에 있는지 알아내기 위해서는 실제로 비행기의 기수를 선택된 코스와 같은 방향으로 돌려야 정확한 코스의 위치를 알수 있습니다. 왜냐하면 VOR의 CDI 바늘과 TO-FROM 플래그는 지금 현재 비행기가 향하고 있는 방위와 아무 관련이 없기 때문입니다. 비행기의 VOR 계기는 항상 선택된 코스의 방향을 향하도록 되어 있습니다. 그러므로 VOR 자체는 비행기가 향하고 있는 방위를 고려할 수 없습니다. 단지 비행기가 선택된 코스의 오른쪽에 있는지 아니면 왼쪽에 있는지 알려주고, 그 코스가 VOR 기지에서 멀어지게 하는지 알 수 있게 할 뿐입니다. (이점은 매우 중요하니 자세히 알아두시기 바랍니다.)
위의 그림 7에서 처음 비행기의 위치를 지날 때 바늘이 왼쪽을 향하고는 있기는 하지만 330도 코스는 분명히 비행기의 왼쪽에 있지 않습니다. 선택 된 코스와 일치하려면 위에서 말했듯이 비행기의 기수를 코스와 같은 방향으로 돌려야 정확한 코스의 위치를 알 수 있습니다. 즉 비행기를 비행 시작하여 조금씩 우선회하여 기수를 코스와 같은 방향으로 돌렸을 때 CDI 바늘과 플래그는 코스를 제대로 알려줄 것입니다.
그림 7에서는 제주 공항에서 인처공항까지의 항행을 통한 VOR 코스 진입과 유지를 나타내고 있습니다. 처음 비행하여 좌우선회를 통해 CDI가 중앙에 위치하고 330도 코스와 일치하여 그 상태를 유지하도록 직진수평 비행을 하면 목적지인 인천국제공항에 도착할 수 있습니다. 자, 이제 이 시점에서 만일 330도 코스에 진입하기 위해 좌측 또는 우측으로 선회해야 한다면 그 선회 각을 얼마로 해야 합니까? 답은 얼마나 빨리 코스에 진입하기를 원하는냐에 따라 0도에서 90도 미만으로 달라집니다.
처음부터 정확하게 안 된다고 걱정하지는 마십시오. 비행기가 VOR 기지로부터 얼마나 가까이 있느냐에 따라 바늘이 중앙으로 들어오는 속도가 달라지고 예민해집니다. 조금만 연습하시고 노력하시면 바늘이 중앙으로 접근하는 속도를 보고 언제 코스로 선회를 시작해야 할지 알 수 있을 것입니다.


4. 선택된 코스를 따라 VOR를 지나 비행하기

이제 여러분은 VOR의 사용법에 대해 어느정도 감을 잡았을 것이라 믿고 이번에는 VOR을 보다 실용적으로 응용하여 사용하도록 하겠습니다.
아래의 그림 8처럼 제주 공항에서 선택된 VOR을 코스(인천 국제공항 방위)경유하여를 비행코스를 수정하여 비행하여 중국 상하이 공항에 도착하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 우선은 VOR에서 상하이 공항을 찾아 위치를 알아둡니다.
그러면 빅풋 VOR로 가는 가장 좋은 방법은 무엇일까요? 그 방법은 이러합니다.


그림 8 선택된 코스를 이용해 제주에서 상하이까지의 비행

(1) 비행기의 항법 무선 장비를 빅풋 VOR의 주파수에 맞춥니다.

(2) 그림 8과 같이 (A)위치인 제주 공항에서 TO 플래그가 나타날 때까지 OBS를 돌려서 330도 코스에 맞춥니다. 이제 선택된 코스가 무엇인지 알 수 있습니다. (이 예에서 비행기는 빅풋 VOR에서 330도 코스 상에 있는 것입니다.)

(3) 비행기가 CDI가 330도 코스를 가르키도록 선회하여 그 코스를 따라 VOR을 향해 비행하면 됩니다.

(4) VOR기지 중앙에 접근하면서 어떤 코스가 VOR 기지로부터 상하이 공항까지의 코스가 몇 도인지 찾아야 합니다. (270도 코스가 VOR로부터 상하이 공항까지 연결되는 군요.)

(5) 270도 코스로 비행기를 선회하고 나서 OBS를 돌려 270도 코스를 선택합니다. 그러면 VOR 계기가 상하이 공항으로 향하는 270도 코스에 유지하도록 맞춰집니다.


위와 같은 방법을 이용하여 계획을 세워 세계일주를 해 보십시오. VOR 계기를 사용하여 여러 나라의 공항을 찾아 방문하였을 때 그 기쁨과 흥분은 이루 말할 수 없으며 재미는 배가 될 것입니다. 또한 실제로 파일럿이 된 것 같은 착각을 느끼실 것입니다.


5. VOR 코스 유지를 위한 측풍 보정

지금까지는 바람이 없는 상황에서 비행하는 것을 전제로 VOR 계기 사용법을 말하였지만 실제로는 바람이라는 복병이 있으므로 그런 상황은 거의 존재하지 않습니다. 그렇다면 VOR 항법을 하면서 측풍을 어떻게 보정하며 비행하는지 알아보겠습니다.


그림 9 VOR 코스 유지를 위한 측풍 보정 비행

(1) 바람의 영향을 파악하시시오. 비행기에 대한 바람의 영향을 파악하기 위해서는 비행기의 방위가 선택된 코스, 즉 360도 방향이 되도록 해야 합니다. 그런 다음 잠시 기다리십시오. 바람이 없다면 바늘은 중앙에 머무르거나 중앙 가까이에 유지될 것입니다. 만약 측풍이 분다면 비행기는 코스의 중앙을 벗어나고 바늘 역시 계기의 중앙에서 벗어나겠지요. 이런 경우 바늘이 조금이라도 움직이면 보정 조작을 하는 것이 좋습니다.

(2) 코스로 재진입하십시오. 만약 바늘이 왼쪽으로 움직였다면 비행기는 코스로부터 오른쪽으로 밀려나고 있다는 의미입니다. 이런 경우 측풍 보정을 실시하기 전에 코스쪽으로 각을 틀어 재진입하면 됩니다. 바람이 강할때는 그 각을 크게 해 재 진입합니다.

(3) 그런 다음 측풍 보정을 실시하십시오. 측풍 보정은 비행기의 방위를 바람 방향으로 돌려 바람에 비행기가 밀려나는 것을 보정하는 것입니다. 이러한 경우 바람의 방향과 속도라는 변수가 있으나 크게 작용하지는 않습니다. 측풍 보정은 월드컵에서 우리나라가 16강에 올라갈지 뚜겅을 열어보아야 아는 것과 마찬가지로 우선은 코스 중앙에서 바람이 부는 쪽으로 10도 보정 한 후 느긋하게 비행기가 코스의 어느 쪽으로 흐르는지 살펴보며 밀릴 경우 각을 높여 보정합니다.

만약 한 번에 적절한 측풍 보정 각도를 찾아냈다면 아주 운이 좋은 것입니다. 숙련된 조종사의 경우에도 적절한 각도를 찾기 위해서 적어도 두 번 정도의 시도는 필요한 것이기 때문이지요.
여지껏 VOR 항법에 대한 설명을 하였습니다. 위의 내용과 같이 VOR 항법을 잘 이용하면 다시는 길을 잃어 헤매는 일은 생기지 않을 것입니다. 이제 초보비행사들이 어려워 여기는 VOR 항법에 조금이나마 개념이 정리 되셨지요? VOR 항법에 대한 사용법을 알므로 여러분은 전문 비행사에 결코 뒤지지 않는 비행을 할수 있을 것입니다.


 
   
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대한민국 공군 비행시뮬레이션대회(http://www.airforce.mil.kr/FSH)