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하니웰의 Jet wave

하니웰(Honeywell)의 JetWave


 JetWave 시스템


 항공사에서는 항공기가 이륙하여 착륙할 때까지의 안전과 경제적인 운항, 비용과 시간대비 효과비가 우수한 정비체계 구축, 그리고 승객의 편의성 등을 중시한다. 그리고 항공기를 이용하는 승객 입장에서는 당연히 비용과 비행 중의 편의성을 중요하게 생각한다. 군용 항공기의 데이터 통신 체계의 경우에는 데이터의 용량과 전송율, ECCM 기법, 높은 보안성, 통신 가능한 데이터의 종류 등이 특히 중시된다. 특히 정찰기는 영상정찰장비로 획득한 디지털 영상정보를 신속하고 안전하게 전송하기 위해 이와 같은 데이터 통신 체계를 필요로 한다.


  JetWave는 서로 전혀 어울리지 않을듯한 이와 같은 요구들을 포괄적으로 충족하기 위해 개발된 시스템이다. 하니웰(Honeywell)이 개발한 JetWave 시스템은 Ka 밴드를 사용하는 위성통신시스템으로서, PRT(Pulse Repetition Time)이 매우 짧은 대역을 사용하기 때문에 고용량의 데이터를 높은 전송율로 전송할 수 있다. 이 때문에 정찰기의 영상정찰임무장비와 연동되어 영상 정보를 실시간으로 전송하는 용도로 활용될 수 있다. 특히 PRT가 짧기 때문에 JetWave 시스템은 전송율만 높은 것이 아니라 신호 노출 여지가 적고, 짧은 시간 동안 다수의 변조와 도약을 할 수 있기 때문에 보안성이 우수하다.


이미 JetWave 이전에 하니웰이 개발한 위성통신시스템인 VIPER 시스템이 호주 공군에 채용되어 C-130 수송기와 C-17 수송기에 통합되어 운용 중이다. 두 시스템 모두 밴드폭(bandwidth)가 크다는 것이 데이터 통신의 보안성을 더욱 강화하는 요인이라고 할 수 있다. 레이더의 경우에는 밴드폭이 좁은 것이 ECCM 성능에 크게 보탬이 되지만, JetWave와 같이 송출하는 신호가 일방향의 데이터 송신일 경우에는 밴드폭이 큰 것이 도약할 수 있는 채널이 많기 때문에 통신 보안성과 ECCM에 유리하다.


  안전하고 경제적인 비행을 위한 솔루션인 JetWave


 민간 항공사들은 연료와 정비 비용, 시간 등을 절약함으로써 비용대비 효과비용의 극대화를 꾀힐 수 있는 솔루션을 추구하고 있다. 현대적인 항공기들에 도입된 최신 기술 중 적지 않은 것들이 이와 같은 요구에 부응하기 위해 개발, 적용된 것들이다.


 JetWave 역시 이와 같은 필요를 다각적으로 충족시킬 수 있는 시스템이다. JetWave의 항공운용테스트를 하는 테스트베드인 Connected airplane의 조종석을 살펴보면 전형적인 보잉 757의 조종석과 다를 바 없지만, 지상과의 데이터 통신을 위한 AID(Aircraft Interface Device)가 추가되어 있음을 확인할 수 있다.


 Connected Aircraft에는 Ka 밴드 위성데이터통신을 위한 JetWave와 함께 별도로 항공기의 항법과 비행상태 등을 전송하기 위한 L 밴드 데이터 링크가 통합되어 있다. 이와 같은 L 밴드 데이터 링크와 Ka 밴드 JetWave 시스템을 통해  L 밴드 데이터 링크를 통해 VOR(VHF Omni directional Range)의 좌표와 데이터를 교환하는 지상 관제 센터의 좌표를 전송받음으로써 자체 항법 장비로 산출한 항법 정보를 보정하여 AID에 시현, 조종사에게 제공함으로써 조종사가 정확한 항법 정보를 바탕으로 비행을 할 수 있도록 한다. 


 항공기가 비행 중에는 L 밴드 데이터 링크를 통해 획득한 데이터로 보정된 항법 정보와 JetWave를 통해 획득한 기상 정보, 특히 난기류 정보 등이 AID에 시현되며, 기장과 부기장은 이 데이터를 바탕으로 비행계획을 수정할 수 있게 된다. 수정된 비행계획은 JetWave를 통해 Ka 밴드 통신위성을 경유하여 지상의 관제소에 전송되며, 관제소에서는 수정된 비행계획의 승인 여부를 결정, 이를 다시 JetWave를 통해 항공기에 전송하게 된다.


 이와 같이 JetWave를 통해 지상의 관제소와 실시간으로 인터페이스를 통해 난기류 등으로 인한 항력 증가 상황을 피하여 비행계획을 수정하되, 기계획된 항로에서 크게 벗어나지 않도록 수정하여 인증을 받음으로써 항공기의 연료 소모율이 크게 증가하는 것을 최대한 억제할 수 있다.


 JetWave 시스템이 경제적인 항공기 운용에 기여하는 것은 이 뿐만이 아니다. JetWave는 항공기에 탑재된 엔진의 FADEC(Fully Authority Digital Engine Control), HMU(Health Care & Monitor Unit), 그리고 APU(Auxiliary Power Unit)와 비행제어체계 등과도 통합되어 있다.


 고장이 발생할 경우, 고장 정보는 통합되어 JetWave에 연동된 AID등에 보고된다. 이와 같이 취합된 고장 정보(고장 발생 부분, 고장 양태 등)는 JetWave 시스템에서 송출되어 Ka 밴드 통신위성을 거쳐 항공기가 착륙할 공항의 정비사들에게 제공된다. 정비사들은  항공기가 착륙하여 정비창에 도착하기 전에 이미 JetWave를 통해 전송받은 자료를 바탕으로 고장 원인을 파악하고 그에 따라 정비 계획을 수립함으로써 항공기가 정비창으로 들어가자마자 곧바로 정비를 시작할 수 있게 된다.


 이는 이상이 발생한 부분을 파악하기 위한 점검 작업을 생략함으로써 정비 작업 시에 점검 작업에 소요되는 시간과 비용을 절감하여 항공사에서 투자해야 하는 항공기 운용유지비용을 절약할 수 있게 한다. 이에 따라 항공기와 승객, 노선 등이 모두 동일한 조건에서 필요로 하는 비용을 더욱 줄임으로써 비용대비 효과를 극대화할 수 있게 된다.


 고장이 없을 때에도 이와 같은 기능은 정비 효율을 제고하기 때문에 상시 항공기 운용유지비용을 절감함으로써 누적 비용을 크게 절약할 수 있도록 한다. 주요 동력계통과 비행제어계통, 전자장비 등의 HMU를 통해 실시간, 또는 주기적으로 각 체계, 장비의 상태를 점검하여 생성된 데이터들을 통합하여 JetWave를 통해 지상으로 전송함으로써  기계적인 스트레스 누적이 큰 요소들과 필요 이상의 부하를 받은 요소, 예상 수명이 다해가는 부분 등을 미리 파악할 수 있게 된다. 이를 활용하여 정비사들은 항공기가 착륙하기 전에  미리 정비 점검을 해야할 부분을 파악함으로써 점검에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있게 된다.


 비행 중의 이상 발생 시 원인을 신속하게 파악하여 이를 지상에 전송할 수 있는 기능은 안전 비행과도 무관하지 않다. 엔진의 FADEC과 같이 각 시스템의 핵심 프로세서와 연결되어 고장이 발생한 부분을 신속하게 파악함으로써 조종사가 고장 등의 이상 상황에 신속하게 대응할 수 있으며, 지상에서도 JetWave를 통해 신속하게 문제의 원인을 파악하여 해결에 필요한 대책을 빠르게 강구할 수 있기 때문이다. 즉, 문제 해결에 필요한 시간을 최대한 확보할 수 있다.


 지난 7월 10일에 한국에서 시연 비행을 한 하니웰사의 Connected aircraft(보잉 757 개조)역시 이와 같은 기능이 구현된 항공기이다. JetWave의 위성통신을 관제, 점검하는 기능이 포함된 테스트용 컨솔들이 항공기 내부에 배치되어 있으며, 조종석에는 AID가 배치되어 있다. Connected aircraft의 승무원들은 JetWave의 위성통신 기능에 대한 항공운용시험을 하면서 Connected aircraft에 통합된 주요 장비들의 프로세서, HMU등의 데이터 통합 기능을 점검하는 역할도 담당한다. 이를 위해 JetWave뿐만 아니라 엔진의 FADEC, APU 등의 정보를 통합하여 관제하는 코어에 대한 테스트, 그리고 FADEC과 HMU, APU에 대한 항공운용시험도 Connected aircraft가 담당하고 있다.


 JetWave는 물론이거니와 해당 체계에 연동되는 엔진의 FADEC과 APU, HMU등의 장비 역시 하니웰이 제작하는 장비들이다. 다만 7월 10일에 한국에서 공개된 Connected aircraft에 탑재된 엔진에 통합된 제어체계는 FADEC이 아닌 DEEC(Digital Electronic Engine Control)이다.


 안전 비행을 위해 JetWave가 제공하는 또 다른 기능은 착륙 정보 제공 기능이다. 지상 관제소에서는 항공기가 착륙할 활주로의 형상과 방위, 좌표 등의 정보와 함께 활주로 주변의 지형 정보까지 JetWave를 통해 항공기에 제공하며, 이들은 항공기의 항법 정보와 함께 AID에 시현된다. 조종사는 이를 활용하여 활주로와 그 주변 지형 식별이 어려운 야간과 악천후에도 안전하게 활주로로 접근, 착륙할 수 있는 경로로 항공기를 유도할 수 있다.



 하니웰에서는 악천후 비행 시의 안전을 위한 솔루션으로 JetWave뿐만 아니라 RDR 4000 계열 레이더도 제작하고 있다. 이 시스템 역시 Connected Aircraft에 통합되어 항공운용테스트를 받고 있는 장비이다. 해당 시스템은 기상 레이더로서 SAR(합성개구레이더), DBS(도플러 빔 샤프닝) 모드를 이용한 정밀한 등고선 매핑이 가능한 3차원 기상 레이더로서, 미 공군의 B-52 폭격기와 C-17 수송기 등에도 통합된 시스템이다.



 JetWave와 승객의 편의성

 요약하자면 JetWave 시스템은 군수 부문에서는 영상 정찰과 비화 통신, 민수 부문에서는 경제적인 항공기 운용과 안전한 비행을 위해 다양한 카테고리의 고용량 데이터를 원거리 고속 전달하기 위한 위성통신체계이다. JetWave로 유통할 수 있는 데이터는 총 29가지이다.



 JetWave의 또 다른 기능은 승객의 편의성을 위한 비행 중의 고속 Wi-Fi 제공이다. 주파수가 매우 높은 Ka 밴드를 사용하는 시스템이며, Ka 밴드의 짧은 데이터 가시선과 낮은 투과성의 문제를 Inmarsat 위성통신 네트워크를 통해 극복하는 체계이기 때문에 비행 중에도 지상에서 사용하는 것과 거의 동일한 속도의 Wi-Fi를 승객들에게 제공할 수 있다.



 실제로 7월 10일에 JetWave 시연 비행 행사 시에 Connected Aircraft에 탑승했던 승객들은 비행 중에 직접 Wi-Fi를 사용함으로써 JetWave 시스템이 지상에서의 그것과 같은 품질의 Wi-Fi 서비스를 제공한다는 것을 직접 확인하였다. 그리고 승객들이 스마트폰 등의 정보 통신 기기로 비행 중에 Wi-Fi를 사용하는 동안 발생하는 신호가 항공기의 항법 등에 영향을 주지 않도록 JetWave 시스템은 항법 통신 등, 항공기가 JetWave와 데이터 링크를 통해 지상 기지와 데이터를 유통, 공유하는 채널을 Wi-Fi와 분리하여 운용, 관리한다.

 

  

2018년 07월24일 16시49분  

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