조종사들은 비행시에 일상 생활 환경에서는 경험하지 못하는 여러가지 적대환경에 폭로된다. 이러한 환경에서는 인체의 평형기관은 실제와 일치하지 않는 정보를 제공해 주는 경우가 허다하다. 예를들면, 내이의 미로 전정기관이나 피하압력기관기 등은 항공기의 기동으로 발생하는 중력과 지구의 중력을 구별 하지 못하는 기능의 한계성때문에 계기비행하에서는 대개의 경우 공간정위상실, 즉 비행착각을 유발한다. 이 착각으로 인한 항공기 사고는 통계상에서 상당 부분이 치명사고로 나타나고 있는데, 이러한 사실은 비행착각현상이 비행안전에 극히 위험한 요소가 되고 있다는 것을 실증한다고 할 수 있다. 그러므로 조종사들은 비행시 공간정위 유지를 위한 철저한 대비가 있어야 한다. 공간정위 상실현상이 잘 발생하는 경우는 야간이나 기타 계기비행 환경에서 주위시각이 제약을 받을 때이다. 즉, 계기비행 환경에서의 편대비행시나 고기동시, 그리고 대조물이 모호한 야간의 활주로에서 이착륙할때 등을 들 수 있다. 비행시 공간정위 상실현상을 예방하기 위해서는 첫째로 이러한 유형의 사고분석자료를 토대로 하여 항공기의 설계단계에서부터 제작에 이르기까지 착각을 유발할 수 있는 구조적 요인을 제거해야 한다. 둘째로는 이러한 착각을 유발하지 않는 운항이나 기동방식을 택하여 비행임무를 수행토록 해야한다. 세째로 조종사들은 이러한 착각을 정상적인 인체의 반응에 의한 것이므로 자신에게도 당연히 일어난다는 사실을 용인해야 한다. 네째로 조종사들은 계기비행에 대한 구체적이고 실제적인 훈련을 통하여 계기비행 경험을 쌓아야 한다. 다음은 조종사들의 실제비행시 공간정위 상실현상에 봉착했을때의 처리요령이다. 첫째로 계기비행상황에서 자신의 감각과 계기가 일치하지 않을 때는 즉시 계기를 Cross Check하여 항공기의 자세나 기동형태를 정확하게 파악해야 한다. 둘째로 계기가 조종사의 의도대로 나타나도록 조작하고 이를 철저하게 의지하고 믿어야 한다. 세째로 자신의 감각과 계기가 일치할때까지 수평비행을 유지해야 한다. 그리고 마지막으로, 고성능 항공기가 계기비행중 저공에서 비행착각에 봉착하게 될때의 행동절차를 철저하게 숙지하고 있어야 한다.
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.
비행착각(Vertigo)이란 공간상에서 헬리콥터의 위치, 자세, 움직임 등과 관련된 인지가 부족한 상태를 일컫는다. 짙은 안개 속이나 야간비행 등, 지평선이 보이지 않는 상황에서 비행할 때 비행착각에 빠지기 쉽고 시야가 넓더라도 구름 모양이나 바람 등 기상 조건, 지상물의 상태 등 시각적인 원인, 기체의 자세나 중력가속도의 변화 등과 같은 감각적인 원인에 의해 빠지기도 한다. 조종사 비행 훈련에 있어 지각 및 감각을 요구하는 헬리콥터 비행 훈련의 특수성에 따라 조종사 훈련을 위해 기존의 상용 비행 시뮬레이터 프로그램에 6축 모션 시스템을 적용한 모의비행훈련장치 모션 시스템의 설계와 프로그램에 관하여 연구하였다. 본 연구를 통해 제작된 모션 기반 헬리콥터 시뮬레이터를 활용하여 조종사의 훈련에 활용할 경우 기존에 활용되던 시각 기반 모의비행훈련장치에서 높은 성과를 확인할 수 없었던 비행착각 예방에 긍정적인 효과가 나올 것으로 예상된다.
UFO 목격사례가 서울 상공에서만도 90년 이후 잇달아 14건에 이르어 미확인비행체의 관심이 최근 다시 고개를 들고 있다. 미국의 콘돈위원회는 18개월의 조사 끝에 "연구가치가 없다"고 결론냈고 대부분 인간의 착각에서 오는 것이라고 설명하고 있지만 세계 도처에서 목격사례가 계속되고 있는 것이다.
Helicopter accidents due to spatial disorientation in low visibility conditions continue to persist as a major issue. These incidents often stem from human error, typically induced by stress, and frequently result in fatal outcomes. This study employs machine learning to analyze flight data and evaluate the efficacy of a flight illusion detection algorithm, laying groundwork for further research. This study collected flight data from approximately 20 pilots using a simulated flight training device to construct a range of flight scenarios. These scenarios included three stages of flight: ascending, level, and descent, and were further categorized into good visibility conditions and 0-mile visibility conditions. The aim was to investigate the occurrence of flight illusions under these conditions. From the extracted data, we obtained a total of 54,000 time-series data points, sampled five times per second. These were then analyzed using a machine learning approach.
Statistical data have shown that most of aircraft accidents attributed to the spatial disorientation result from visually restricted environments such as a flight amid clouds or a night flight, in particular during roll maneuvering. This study investigates the time necessary for a flighting pilot to recognize a sloped status as a horizontal status on the condition that the roll maneuver is operating when the visual sense is blocked In this study, aspects which affect such disorientation phenomena are examined. The result of this study shows that a pilot is rushed into a somatogyral illusion when a certain time elapses with visual sense blocked, and that as a speed of the flight increases and a bank of aircraft decreases, so a rushing time increases rapidly.
According to the results of a survey by Boeing, LOC-I (Loss of Control in Flight) was the highest in the number of deaths by fatality accident category in the past 10 years from 2012 to 2021, and the number of deaths worldwide due to LOC-I accidents was 757. It turned out to be the biggest cause of aircraft fatalities, with a figure close to twice the sum of UNK (Unknown or Undetermined), which is the 2nd place, and CFIT (Controlled Flight Into or Toward Terrain), which is the 3rd place. This study set six scenarios related to spatial disorientation that may occur during sensory-dependent flight targeting student pilots and instructor pilots at domestic designated specialized educational institutions using flight simulation training equipment, and in each scenario, the pilot's. The need for SDRT (Spatial Disorientation Recovery Training) is verified by analyzing the flight experience and recovery ability by qualification, and SDRT is repeatedly performed to verify and present the training cycle and time.
전투기 조종사는 '비행환경 적응 교육 훈련(APT)'을 이수함으로써 악조건 속에서도 완벽하게 임무를 수행할 수 있도록 능력을 향상시키고 있다. 그러나 비행 시 가속도로 인해 인체 평형기관의 이상으로 'Vertigo(Spatial disorientation)' 현상에 빠지게 되어 추락하는 사고 사례가 발생하고 있다. 이러한 비행착각에 빠지는 전투기 추락 사고는 국내 외를 불문하고 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 전투기에 'Vertigo' 경고 기능을 구현하고자 하였다. 먼저, 항공기 주임무 컴퓨터와 현재 구현되어 있는 경고 기능을 분석하였다. 그리고 항공기 자세 정보를 이용하기 위해 좌표계 시스템을 연구하였다. 이를 바탕으로 전투기가 배면 비행 자세로 일정 시간 이상 하강 시 전방시현장비에 시각적인 경고 기능을 제공하고자 하였다. 본 기능을 구현함으로써 조종사의 비행 안전을 향상시킬 수 있을 것이라고 기대한다. 또한 본 연구 결과를 바탕으로 다른 서브시스템과의 연계를 통한 경고 기능 구현 방안을 제안하고자 한다.
UPRT(Upset Prevention And Recovery Training)은 2001년과 2011년 사이에 상업항공에서 발생한 항공기 사고 중 주요 원인이 LOC-I(비행 중 조종능력상실; Loss Of Control In flight)으로 분석된 이후 3년의 시간에 걸쳐 개발된 사고 예방 훈련 프로그램이다. 2014년 ICAO는 Doc.10011(Manual On Aeroplane Upset Prevention And Recovery Training)을 통해 고정익항공기에 대한 UPRT를 제시하였고 2019년 3월부터 체약국에 의무시행을 권고하였다. 해군 P-3C는 해상초계와 대잠전이 주요 임무이기 때문에 저고도(70~600 m)에서 비행하는 시간이 많고 P-3C 대다수의 조종사들이 비행착각을 경험한바 비정상 자세 예방 및 회복훈련은 해군 P-3C 조종사에게는 반드시 필요한 훈련이다. 이를 위해 본 연구에서는 해군이 보유하고 있는 P-3C 시뮬레이터를 이용하여 제한적인 상태에서의 비정상 자세 예방 및 회복훈련 방안을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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