비행기가 하늘에서 길을 찾아가는 원리

최근 자동차의 경우 반자율주행이 대중화되고 있지만 비행기의 경우 이미 오래전부터 자율주행이 가능했다.

이제는 사람이 직업 운전하는 것이 오히려 사고의 위험 확률이 올라간다고 할 정도다.

 

1. 자동 비행 통제 장치(AFCS)

현대에 와서는 비행기를 사람이 수동으로 처음부터 끝까지 조종하는 경우는 거의 없어졌다. 그만큼 자동 비행 통제 장치의 발달로 인해 항공기 시스템의 신뢰성과 안정성을 과거와는 비교할 수 없을 정도로 향상했다는 것이다.

 

항공기 유도 시스템은 통제 장치를 작동하여 항로를 유지하고 항공기의 편류를 바로잡도록 하는 장치로 2가지 주요 부분이 있다.

 

- 오토파일럿(Auto Pilot)
조종사가 미리 입력해 둔 데이터에 따라 자동으로 방위, 자세, 고도 등을 유지시켜 준다.
- 자동 조종 장치
항공기의 안정을 유지하고 상승과 하강 시 자세 유지, 순항 시 주날개 수평유지, 고도유지 등의 가능하게 한다.

 

자동 조종 장비는 자이로스코프라는 것을 사용해 언제나 수평으로 유지되는 가속도계가 항공기에 작용하는 힘을 측정한다.

2. 관성항법(INS)

관성항법은 군사용 미사일 유도 장치로 개발되었다. 출발 지점 정보와 목표지점 정보를 미리 입력하고 발사하면 알아서 방향과 자세, 고도를 제어하여 목표지점까지 가게 되는 것이다.

 

관성 항법 장치 안에는 고정된 대 위에 설치된 세 개의 가속도계가 들어있다. 이들 가속도계는 각각 수직 방향으로 가해지는 힘과 남북 및 동서의 수평방향으로 가해지는 힘을 감지한다. 이렇게 하면 비행기의 모든 움직임을 알 수 있다.
컴퓨터는 가속도계에서 오는 신호를 받아서 현재의 고도와 위도, 경도를 계산하고 비행기가 궤도에서 벗어나지 않도록 한다.

 

INS에서 관성 센서 역할을 하는 자이로와 가속도계가 필수로 들어간다. 자이로는 회전을, 가속도계는 위치의 이동을 감지하게 된다.

INS는 계산 속도가 빠르고 안정적인 시스템을 유지하지만 운항 시간이 길어질수록 약간의 오차가 발생하게 된다.

이를 보정하기 위해 위성항법장치 GPS가 등장한다.

3. 위성항법장치(GPS)

현재 광범위하게 우리 생활 속에서 활용되고 있는 GPS는 원래 미국에서 군사용 폭격 정확도를 높이기 위해 개발한 시스템이었다.

 

GPS가 민간에 개방된 이후 기술 발전은 거듭되어 내비게이션 등에서 널리 활용되고 있다.

위성과 수신기의 거리를 계산하고 좌표 값을 구하는 것이 GPS의 기본 원리이다.

 

이렇게 비행기의 자동비행 통제를 위해서는 여러 기술들이 집합되어 이루어지며 그중 하나라도 오작동하게 된다면 대형 사고로 이어질 수 있겠다.

 

이번 포스팅에서는 비행기가 하늘에서 길을 찾아가는 원리에 대해 알아보았다.

최근에는 무인 자동차의 등장으로 GPS와 INS의 보다 높은 정밀함과 정확도가 요구되고 있다.

이러한 여러 가지 장치와 과학의 원리로 인해 우리가 안전하게 비행기에 탑승할 수 있다고 하겠다.