본 논문은 군용항공기의 감항인증을 위한 표준감항인증기준 및 추진체 기술기준에 대한 연구 내용이다. 본 논문에서는 군용항공기의 감항인증 제도 소개, 민간항공기 감항인증과의 차이점 및 특징, 표준감항인증기준을 소개하고 추진체 주요 기술기준 내용, 그리고 기준 적용 사례들을 연구하였다.
군용항공기 감항인증은 감항성을 가지고 요구된 성능과 기능을 발휘할 수 있음에 대한 정부의 인증이다. 북대서양조약기구(NATO)는 최대이륙중량 150kg 이상의 군용무인기에 대한 감항인증 요구도인 STANAG-4671을 2009년에 배포하였다. 최근 150kg 미만의 소형무인기에 대한 감항인증 요구도인 STANAG-4703을 내부적으로 배포하여 검토 중에 있다. 우리나라는 국제적으로 통용되는 감항인증 기준인 STANAG-4671을 기타감항인증 기준으로 준용하여 군용무인기에 적용하고 있다. 하지만 STANAG-4671은 중량에 관계없이 동일한 목표안전수준을 요구하여 낮은 중량의 중 소형무인기에 대해서는 목표안전수준이나 설계 요구도가 과도하게 적용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 군용무인기 분류와 감항인증 기준을 분석하고, 지상피해 평가기법을 적용하여 최대이륙중량별 목표안전수준을 제시하였다.
군용항공기 산업의 비약적인 발전으로 정부의 군용항공기 감항인증은 점차적으로 중요한 역할을 차지하고 있다. 감항인증은 모든 항공기가 전 수명주기 동안 운용범위 내에서 비행안전에 적합하도록 항공기 개발에 필수적으로 요구되는 절차이다. 감항인증의 도입은 단일 수요자의 요구도에 부합되게 개발 해왔던 기존의 개발 사업특성에서 다수의 수요자의 공통의 요구도를 맞춘 개발 패러다임의 변화로 이끌어 가고 있다. 본 논문에서는 전투기급 항공기의 비행제어법칙의 감항인증 기준 설정에 대한 상세 연구와 감항인증 기술기준에 대한 입증 분석을 결과로 제시하였다.
지난 8월 1일 "군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률"이 본격 시행됐다. 국제적 수준의 비행안전 인증 체계를 마련함으로써 이제 우리도 우리 손으로 만든 국산 군용항공기의 비행안전성을 체계적으로 검증하고 국가가 그 성능을 보증할 수 있게 된 것이다. 뿐만 아니라 감항인증 관련 비용 및 시간을 대폭 단축할 수 있어 우리 손으로 만든 KT-1과 T-50의 해외 수출에도 큰 도움이 될 것으로 전망되고 있다. 군용항공기 감항인증제도 시행과 관련하여 현재까지의 진행경과 및 감항인증제도 도입 의의를 정리했다.
지난 2021년 버진 오빗(Virgin Orbit)사는 747-400 항공기를 공중발사 플랫폼으로 개조하여 2월과 7월 두 차례 공중발사에 성공을 하였다. 기존 지상발사 대비 발사 장소나 날씨에 큰 구애를 받지 않고, 비용을 절감할 수 있으며, 발사 준비시간 단축과 고도 및 속도의 이득을 볼 수 있는 등 큰 효용성으로 인해 공중발사에 대한 관심이 증가하고 있다. 또한 전자장비의 소형/정밀화로 소형위성이 과거 중/대형 위성과 유사한 성능을 가지게 됨으로써 향후 소형위성 발사가 주를 이룰 것으로 전망된다. 본 논문에서는 국내 대형 민항기를 활용한 공중발사 플랫폼의 비행안전성 확보를 위해 국내 및 해외, 민간 및 군의 감항인증 규정/절차 등 제도적 인증 방안에 대해 살펴보고 적용 가능한 민간 및 군 감항인증 기술 기준을 검토 및 분석하였다. 그 결과로, 국내 현실을 반영한 감항인증 방안과 공중발사 플랫폼으로 개조 시 적용 가능한 감항인증 기술기준을 기반한 감항인증기준(안)을 결론에서 제시하고자 한다.
항공기의 개발에 있어 비행시험은 통상적으로 크게 민간용과 군용의 두 분류로 나눌 수 있다. 민간용 항공기의 비행시험은 해당 정부의 감항당국에서 제시하는 안전/성능 요구도를 항공기가 충족하는지 여부를 개발자가 확인하는 것이다. 이에 반해 군용항공기의 비행시험은 소요제기를 한 해당 정부의 요구도를 항공 기기가 충족하는지 여부를 개발자의 사전점검(DT: Developmental Test) 이후에 정부의 독립적인 평가팀에 의해 Operational Test(OT)가 수행되어 최종적으로 확인하는 과정으로 진행된다. 이 논문에서는 민수용 항공기와 군용항공기 각각의 목적상 추진되던 인증업무가 비용의 효율성 제고, 민간항공기의 군용화 추세에 따라 민간항공기 인증방안을 사용해 군용항공기의 감항인증을 추진하는 선진국의 최신동향을 살펴보고 국내의 여건 및 향후 발전발향을 제시하고자 한다.
미국 FAA에서 민간 항공기에 대한 감항인증 시 채택되고 있는 DO-178C 가이드가 최근 국내에서도 군 항공기 감항인증을 위한 가이드로 채택되고 있는 실정이다. 이것은 군항공기 감항인증 담당자가 소프트웨어 개발 문서들을 점검할 때 모든 문서들이 DO-178C 가이드에 따라 검증되었는지 여부를 검토한다는 것을 의미한다. 그러나 군항공기용 인터콤 장비의 국산화 개발 시 DO-178C 가이드 준용 요구사항이 없었기 때문에 우리는 군 항공기 인터콤 제어 소프트웨어를 CMMI 레벨3에 따라 개발하였다. 따라서 우리가 인터콤 시스템의 감항인증을 고려할 때 추가적으로 필요한 소프트웨어 산출문서들을 준비하기 위해 CMMI 레벨3 기반의 소프트웨어 개발이 DO-178C 가이드와 얼마나 다른지에 대한 분석이 필요하게 되었다. 그러므로 본 연구는 CMMI 레벨3과 DO-178C 간 차이점들을 분석하고 DO-178C 가이드와 비교하여 CMMI 레벨3상의 어떤 데이터들이 항공기 감항인증 준수에 필요한지를 제시한다. 분석 결과를 통해 감항인증 시 참조되는 DO-178C 가이드 대비 CMMI모델에서 필요한 데이터가 무엇인지를 알 수 있고 향 후 CMMI 모델 환경에서 감항인증 준수를 고려한 항공기 구성품 탑재용 소프트웨어 개발시 본 연구결과를 적용할 수 있다.
국가간의 지역충돌, 영토, 보호, 대테러 그리고 국제 무역 흐름에 직면한 현 세계는 항공기 수출, 부대파견 및 해외 주둔에 연관되어 감항인증 업무가 증가될 수 있다. 주권 국가의 위치와 책임을 최소화하기 위해서 외국 군 당국사이의 감항인증 절차를 확립하는 것은 중요하다. 이 연구는 항공기 개발 및 운영을 위한 비행 안전을 확보하기 위한 인정 파트너 사이의 군 감항 인정을 연구하였다. 이 논문은 감항 당국의 역할, 감독능력, 생산절차 및 인증의 소개로 미국 및 유럽 군 당국의 인정의제를 분석하였다. 군 당국인정인제를 기본으로, 다른 외국 군당국과 한국군감항당국에 의해 요구되는 규정활동을 감소할 수 있다.
항공기 운용기술이 점차 항공전자 부품에 의존하는 수준이 높아지고 있으며 항공전자부품은 저전력 소모의 기술로 변천하여 외부의 전자장 환경에 취약성이 증대되고 있다. 또한 항공기 기체구조를 형성하는 부분도 일정부분 알루미늄에서 복합소재로 대체됨에 따라 외부 전자장 환경에 취약성 요인이 되고 있다. 따라서 고강도 전자장 환경에서 항공기의 지속적인 안전 비행과 착륙에 대한 대책이 요구되고 있다. 이러한 기술의 변모에 따라 고강도 전자장 환경에 대비한 감항기준이 제정되고 있으며 이에 따른 감항인증 절차도 제정이 되고 있다. 개발 항공기는 항공기의 제작 수준에 맞는 인증 절차를 밟아야 하며 이러한 인증의 수행은 항공기 개발 경험과 신기술에 맞는 인증절차의 개발이 병행되어야 한다.
항공기에 탑재되는 소프트웨어는 안전과 직결되기 때문에 안전 비행을 위해서는 감항인증 기준을 따라야만 한다. 항공기 탑재 소프트웨어는 감항인증기준에 명시된 DO-178을 따라 개발되어야 하지만 방사청 무기체계 소프트웨어 개발 및 관리 매뉴얼에 따라 개발되고 있다. 본 논문에서는 소프트웨어 전문가 설문조사를 수행하였고 DO-178을 기반으로 소프트웨어 개발 및 인증 절차를 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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