[항해기기] AUTO PILOT 오토파일럿 / PID ADAPTIVE MODE

AUTO PILOT 은 항해사들에게 편의성을 주는 없어서는 안될 항해기기 중 하나이다.

AUTO PILOT 용어는 선박이나 비행기에서 항로를 따라갈 수 있도록 해주는 (정확히 말하면 정침을 해주는)

기기로서 일반인들이 많이 알지 못하는 용어였다.

몇 년 전만 하더라도 구글에 AUTO PILOT이라 검색하면 선박이나 비행기 위주로 나왔는데

요즘에는 테슬라 자율주행 관련 글이 제일 먼저 나온다. 테슬라의 자율주행 모드에도 이 용어가

차선유지기능으로서 알려지면서 이제는 평범한 사람들도 아는 용어가 되버렸다.

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자동차에서 AUTO PILOT은 차선을 유지하고 앞차와의 간격이 좁아지면 늘리는 등 자기가 가고자 하는

길을 유지해서 가지만 선박에서 사용되는 AUTO PILOT은 선박에서 설정한 항로를 따라가는 기능은 하지

못 하고 선박에서 지정한 각도를 유지하는 기능만 한다. 따라서 선박에서 AUTO PILOT을 사용하더라도

배가 조류나 해류에 밀려 항로를 이탈하지 않는지 당직자가 모니터링을 해줘야만 한다.

(그런 기능이 있기는 하지만 항해기기 제조회사에서 옵션으로 제공하며 보통은 설치하지 않는다.)

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물론 입출항시에는 AUTO PILOT을 AUTO MODE에서 HAND MODE 로 변경하여 영화에서처럼

타를 돌리지만 영화 캐리비안의 해적에 나오는 조타기 처럼 주구장창 팔 빠지게 돌릴 필요는 없다.

전기와 유압장치를 이용해 타를 조금만 돌려 원하는 세팅치에 놓으면 전기 신호 이동하여 유압을

이용하는 조타 펌프를 작동시킨다.

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항해사라고 직업을 밝히면 영화에 나오는 나무로 된 타를 잡는 사람이냐고 많이들 물어보신다.

실제로 타를 잡는 사람은 조타수 이며 항해사를 보조하여 함께 당직을 선다.

평소에는 타를 잡지 않고 AUTO PILOT으로 가다가 입출항할 때 또는 선박 통행량이 많은 연안에서만

섬세한 타의 조작을 위해 타를 잡는다. 항해사는 선장을 대신하여 당직을 서고 타수에게 필요에 따라

타 ORDER를 내린다.

선박은 고립된 곳에서 만일의 상황을 대비하도록 설계 및 제작 되었다. AUTO PILOT도 마찬가지로 만일을 위한 장치가 되어 있는데 우선 AUTO PILOT 의 회로 시스템은 2개이다. 한 시스템을 사용하다가 기기 자체의 이상으로 작동이 되지 않을 경우 시스템을 바꾸어 사용할 수 있도록 되어 있다. 두 시스템 이상으로 작동이 되지 않을 때에는 타기실 현장에서도 조작이 가능하다.

AUTO PILOT 의 명령을 받아 움직이는 타기 (STEERING PUMP)도 2개이다. 한 펌프가 고장나면 다른 펌프를 작동시켜 사용할 수 있도록 되어 있고 발전기의 문제로 전원이 공급되지 않을 때에는 45초 이내에 비상발전기가 작동이 되어 조타펌프 (지정된 펌프) 가 작동 가능하게 되어 있다.

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이와 같이 만일을 위한 설비가 갖춰져 있고 이를 기반으로 비상절차도 아래와 같이 수립되어 있다.

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* 비상조타 절차 : AUTO STEERING -> HAND STEERING -> PUMP 하나 더 작동 -> SYS 변경 -> NFU -> LOCAL STEERING

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AUTO PILOT의 모드는 AUTO / HAND / NFU 이 있다. AUTO 모드는 설정한 침로를 유지할 수 있게 하는 기능이고 HAND 모드는 타를 사용하여 침로를 바꿀 수 있게 하고 NFU 모드는 AUTO 모드나 HAND 모드가 작동되지 않을 때 사용하는 조타 모드이다.

AUTO MODE에는 PID MODE와 ADAPTIVE 모드가 있는데 PID 는 AUTO PILOT 이 타를 잘 잡을 수 있도록 Weather, Rudder, Rate 와 같은 세팅값을 수동으로 조절한다. Rudder 값과 Rate 값을 적절히 설정하여야 타가 이쁘게 잡힌다. 예를 들면 Rudder 값을 키우면 설정침로 값 근처에서 크게 요동치며 잡히고 Rate값을 줄이면 목표 침로까지 너무 오래 걸린다. Weather 값을 낮게 설정하면 외력에 의하여 엉뚱한 침로로 유지한다. PID 모드가 상황에 따라 설정값을 변경해줘야 되는 반면 ADAPTIVE MODE는 일일이 설정할 필요 없이 외력값을 자동으로 계산하여 타를 잘 잡히도록 계산하여 준다. 대양이면 OPEN SEA로 연안이면 CONFINED로 KNOB만 옮겨주면 된다.

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사실 PID 모드는 잘 사용하지 않고 주로 ADAPTIVE 모드만 사용한다. 날씨가 좋지 않으면 AUTO PILOT을 사용하지 않고 HAND MODE를 사용하기 때문에 PID 모드는 사용한 적이 없다. 그러나 AUTO PILOT이라는 기기는 항해사에게 있어 매우 중요한 항해기기 이기 때문에 모든 기능을 알고 있어야 한다.