국내 민간 소형 비행기 동력장치의 감항기준은 KAS Part 23 "감항분류가 보통(N), 실용(U), 곡기(A), 커뮤터(C)류인 비행기에 대한 기술기준"과 Part 33 엔진에서 규정하고 있다. 이 기준은 미연방항공청(FAA)의 FAR Part 23 및 Part 33과 유럽항공안전청(EASA)의 CS-23 및 CS-E와 동등한 체계를 갖고 있다. FAA(2016.12.12.)와 EASA(2017.3.29.)는 소형 비행기의 감항기준을 개정하였다. 설계 방식과 적합성 입증방법을 지정한 '규범적 규정'에서 안전한 성능을 달성하도록 목표를 지정하는 '성능기반 규정'으로 전환한 것이다. 이러한 개념 전환에 따라 동력장치 감항기준 또한 대폭 변경되었다. 이에 따른 FAA의 동력장치 인증요건 개정 사항을 살펴보고 국내 감항기준 개정 방향을 고찰하였다.
항공전자부품은 항공기의 핵심기능 분야를 구성하는 부품으로서 개발 및 제작 단계에서 안전성 및 신뢰성 평가를 수행하여야 하며 개발한 항공전자부품을 항공기에 창착하기 위해서는 감항기준에 의거한 적합성을 검증 받아야 한다. 미국 연방항공청에서 고시하고 있는 기술표준품(TAO) 중 항공전자부품은 약 65%를 차지하고 있으며 TSO로 지정되지 않은 PMA 부품 등을 고려하며 부품의 종류 및 량은 상당수에 이르고 있다. 최근의 항공전자부품은 디지털화의 가속화로 비행안전기능이 보강되고 조종사의 업무강도를 줄이는 방향으로 발전되어 가고 있다. 그리고 이러한 분야에는 소프트웨어가 채용되어 소프트웨어의 인증이라는 인증절차가 개발되고 있다. 이 글은 국산 항공전자부품의 개발에 앞서 항공전자부품의 인증 내역을 제시함으로서 국내 독자적인 인증 수행은 물론 설계 참여자들이 인증에 대한 인식이 될 수 있도록 하였고 내용적으로는 미연방항공청(FAA)과 유럽공동감항기구(JAA)의 절차를 중심으로 작성하였다.
최신 전투기로 발전할수록 증가되는 소프트웨어 의존도와 네트워크 중심전으로의 작전 수행 개념의 변화, 그리고 무기체계에 대하여 지속적으로 발전하는 사이버 위협의 증가는 전투기 소프트웨어에 대한 강화된 보안 대책을 요구하고 있다. 이러한 상황의 변화는 전투기의 운용 및 소프트웨어 결함에 대한 감항인증 뿐만 아니라, 전투기 소프트웨어에 대한 사이버 위협의 보안 대책도 함께 요구한다. 따라서 본 연구에서는 항공기 및 시스템 감항 보안 인증기준인 DO-326A와 DO-356을 적용하여 전투기 운용 환경을 고려한 항공무기체계의 특성과 항공기에 대한 사이버 공격에 대해 살펴보고, 이를 바탕으로 감항 보안 프로세스를 적용해 본다.
군용항공기의 개발시험과 양산 운용에서의 비행안전을 보장하기 위해 감항성 확보는 매우 중요하다. 비행성 분야의 기준은 최신 감항인증기준인 MIL-HDBK-516C의 6장(비행기술)에서 다루고 있으며, 이 기준의 표준은 군용항공기 비행성 개발규격인 MIL-STD-1797B의 특정 장절을 인용하고 있다. 그러나 2006년에 미 국방부에서 발표된 MIL-STD-1797B는 국내에 공개되지 않았기 때문에, 국내에서 개발되는 군용항공기의 비행성 분야는 이전 기준인 MIL-HDBK-516B Expanded의 6장(비행기술)을 적용한다. MIL-HDBK-516B Expanded내 비행성 기준들의 표준은 각종 개발규격서에서 발췌하여 불명확한 부분이 존재하고, 동일한 내용을 여러 기준들에서 입증해야 하는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 MIL-HDBK-516B Expanded의 비행성 기준들을 입증 내용에 따라 분류하고 입증 방안을 제시함으로써, 감항인증 확보를 위한 효과적인 입증방법을 제시하였다.
군용항공기 운용을 위해서는 군 감항당국으로부터 감항인증서를 획득해야 한다. 군 일반감항인증 절차 중, 항공기 설계가 군의 감항인증기준에 적합함을 입증하는 형식인증 절차가 있다. 수리온 헬기는 군용항공기로서 국내에서 최초로 형식인증과 생산확인, 감항인증을 획득하였고, 수리온파생형 항공기는 특수 임무를 위해 개조되어 관용으로 운용 중이다. 항공안전법에 따르면, 군용항공기인 수리온파생형 항공기를 개조하여 민간의 특수목적으로 운용(응급환자 수송, 소방활동 등)하기 위해서는 민간 감항당국으로부터 제한분류 특별감항증명을 획득해야 하며, 제한형식증명 획득은 특별감항증명을 용이하게 할 수 있는 설계에 관한 인증에 해당한다. 본 연구에서는 우리나라에서 최초로 계획하고 있는 수리온파생형 항공기에 대한 민간의 특수목적 운용을 위한 제한형식증명 획득 방안에 대해 논하였고, 국내 제한형식증명 관련 제도의 발전 방향에 대해 제언하였다.
항공기 연료계통은 연료 공급, 연료탱크 간 연료이송, 각 연료탱크 내의 잔여 연료량 측정 등의 기능을 수행하며, 추락 시 화재의 직접적인 원인이 되기 때문에 추락에 견딜 수 있도록 설계하여 승무원의 추락 생존성을 높여야 한다. 민간에서는 연료계통의 내추락 설계를 감항 요구도로 반영하여 철저한 검증을 요구하고 있으며, 비행안전이 확보된 항공기 개발을 위해 관련 감항인증기준 및 입증방안에 대한 연구가 필수적이나 미미한 실정이다. 이러한 사항에 착안하여 본 논문에서는 연료계통 내추락성 입증 지침 마련을 통한 비행안전성 향상 방안 연구의 일환으로 군용 회전익항공기에 적용 가능한 연료계통 내추락 관련 감항인증기준, 입증방법 및 적용 사례에 대한 분석 결과를 기술하였다.
우리나라는 지금까지 항공기 개발에만 투자가 집중되어 필수적인 안전절차를 비롯한 인증활동 등에 대한 세부기준과 절차에 대해서는 소홀하였던 게 사실이다. 대부분의 항공 선진국들은 항공기의 안전한 운용을 위해 ICAO Annex 8에 근거한 감항증명을 법제화하여 의무적으로 시행하고 있으며, 미국은 국방부 및 FAA의 감항증명 체계를 자국의 현실에 맞게 적용하고 있다. 따라서 항공기 개발을 할 수 있는 국가로서 항공기의 높은 안전성 구축과 더불어 해외수출 기회 마련을 위해 항공기의 안전성을 보장할 수 있는 국제적 수준의 항공기 감항인증 체계의 구축이 필요하다. 이를 위해 국내 감항증명의 문제점을 분석하여 국외 선진사례를 반영하여 개선된 감항증명 체계의 구축방안에 대하여 연구를 수행하였다.
본 연구는 3D 프린팅을 통해 제작된 항공부품 인증에 관한 제안을 하고자 한다. 현재 다양한 산업군에서 여러 방식의 3D 프린터가 활용되고 있다. 그 중 항공분야에서도 무인기나 항공부품 제작을 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나, 현재의 3D 프린터 기술 수준 및 이를 활용한 항공부품 적용 등에는 많은 문제점들 및 관련 감항 인증 기준이 미흡한 상태이다. 또한, 적합성과 합치성에 대한 명확한 인증 기준은 제시된 것이 드물다. 따라서, 항공부품으로 적용하기 위한 3D 프린팅 장비의 인증 관련 사항들을 제안하고자 한다. 앞으로 3D 프린팅 장비의 정밀도 향상 및 불량률 저하, 축 처짐 문제, 베드 레벨링 문제 등이 해결될 것으로 기대되고, 이에 대한 인증기준이 명확하게 정립되기를 바란다. 그리고, 3D 프린팅 기술을 적용한 항공부품의 신뢰성이 향상되기를 바라고, 관련 인증 기준들이 더욱 발전되기를 바란다.
항공기 부품은 새로 개발되는 항공기의 설계를 구성하는 일부일 뿐만 아니라, 형식증명을 받은 항공기의 감항성을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 미국은 1965년부터 부품제작자승인 제도를 수립 시행하여 운용 중인 항공기의 감항성 유지는 물론 전 세계의 항공기 부품 시장의 확대에 기여해 왔다. 본 논문에서는 미국의 부품제작자승인, 유럽의 유럽부품승인, 그리고 우리나라의 부품등제작자증명 제도를 상호 비교 분석함으로써 국제적 안전성 기준에 부합하고 부품산업 발전에 기여할 수 있도록 개선사항을 제시하였다.
국내 기술의 발달로 인하여 다양한 항공기 발사 무장이 개발되고 있으며, 항공기-무장통합 인증에 대한 중요성 역시 높아지고 있다. 항공기-무장 통합 인증은 표준감항인증기준 (Standard ACC; standard airworthiness certification criteria)에서 제시하는 무장/장착물 통합 기준에 대한 적합성을 검증하여 안전 비행에 문제가 없다는 것을 증명하는 것으로, 무장 개발 후 항공기 통합 과정에서 요구되는 다양한 기준을 만족시켜야 함을 의미한다. 따라서 항공기의 요구사항을 무장 개발 과정에서 반영하여야 적합성 검증 단계에서 설계 변경 소요를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 표준감항인증기준과 항공기-무장적합성 기준문서인 MIL-HDBK-1763, 그리고 순항유도무기 개발 프로세스간의 상관성을 분석하였다. 분석 결과 설계 초기 단계부터 공력 및 구조설계 분야에서 항공기 요구사항을 반영하여 개발을 진행하는 경우 항공기-무장 통합 인증 단계에서의 설계 변경 발생을 줄일 수 있다고 판단하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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