(5) Instrument Takeoff

Instrument Takeoff

 

계기만을 참조해서 비행하는 방법을 배우는 이유는 조종사가 VFR 미만의 시정에서 항공기를 조종할 수 있는 능력을 향상시키기 위해서이다. instrument takeoff는 조종사가 배워야 할 중요한 기동들 중 하나이다. 이 기동은 이륙 활주 도중 조종사가 외부 시각 참조물 없이 계기만을 참조해서 항공기를 조종하는 것이다. 연습을 통해 이 기동은 마치 표준율 선회처럼 일상적이게 된다.

 

instrument takeoff를 연습하는 이유는 외부 참조물에서 비행계기로 눈을 빠르게 움직이는 동안 발생할 수 있는 방향 감각 상실을 줄이기 위해서이다.

 

현재 EFD 시스템은 synthetic vision을 제공한다. synthetic vision이란 항공기 전방에 놓인 지형을 컴퓨터를 통해 3차원으로 표현한 것이다. 화면에는 활주로, 그리고 GPS 지형 데이터베이스를 기반으로 한 지형이 표시된다. 조종사는 화면에 표시된 활주로를 따라 방향 제어를 유지할 수 있다. 조종사가 화면의 활주로를 따라 움직이면 항공기도 실제 활주로와 정렬된 상태를 유지한다.

(출처: DA40NG G1000 Trainer)

모든 EFD 시스템에 이러한 고급 시스템이 있지는 않다. 이러한 시스템이 없다면 계기 이륙을 위한 표준 절차로 되돌아가야 한다. 항공기마다 기동 절차가 약간 다를 수 있으므로 새로운 장비를 사용하는 경우에는 반드시 훈련을 받아야 한다.

 

instrument takeoff를 수행하기 위해 nose wheel이나 tail wheel이 활주로 중심선과 정렬되도록 항공기를 조종한다. 조종사가 view limiting device를 쓰고서 지상 활주를 하는 경우에는 교관의 도움이 필요할 수 있다. tail wheel을을 잠그고(단, 이를 갖춘 경우) 항공기가 움직이는 것을 방지하기 위해 브레이크를 단단히 잡는다. PFD의 heading indicator를 나침반과 대조 검토하고 compass card에 기록된 자차(deviation)를 조정한다. runway heading과 가장 가까운 5도 단위로 heading을 설정한다. 이렇게 하면 조종사가 특정 heading으로부터의 편차를 신속하게 감지할 수 있으며 이륙 활주 도중 신속한 수정 조치를 취할 수 있게 된다. GPS의 OBS(omnibearing select) mode를 통해 지시침이 runway heading을 가리키도록 설정한다. 이는 이륙 활주 도중 상황 인식을 더해준다. 방향 제어를 위한 충분한 rudder authority가 생성될 수 있도록 출력을 부드럽게 적용한다. 브레이크를 놓아주고 이륙 설정을 향해 계속해서 출력을 높인다.

 

heading 편차가 발생하면 즉시 수정되어야 한다. 방향 제어를 위해 브레이크를 사용하면 이륙 활주가 길어질 뿐만 아니라 항공기가 과조작될 가능성이 있으므로 이를 피한다.

 

항공기가 가속하는 동안 ASI와 heading indicator를 계속해서 cross-check 한다. 항공기가 rotation speed까지 15 ~ 25노트 남았을 때 aft elevator pressure를 부드럽게 가해서 pitch attitude를 takeoff attitude(소형 비행기 경우 보통 약 7도)로 높인다. pitch attitude를 일정하게 유지한 상태에서 계기들을 계속해서 cross-check 하고 항공기가 자연스럽게 이륙하도록 만든다. 항공기를 강제로 부양시키려 하지 않는다. 항공기를 강제로 부양시키려 하면 P-Factor로 인해 좌선회 경향이 발생해서 항공기가 좌측으로 yaw하며 이륙이 불안정해진다.

 

자세계를 통해 적절한 pitch와 bank를 유지하고 VSI tape을 cross-check해서 positive rate of climb을 확인한다. altimeter trend indicator의 자홍색 선(6초 후의 고도)을 확인한다. trend는 양(+)의 값을 나타내야 한다. 난기류가 없다면 모든 trend 값들이 안정화되어야 한다. 이때 만약 속도가 일정하게 유지되고 있다면 airspeed trend indicator가 표시되지 않아야 한다. airspeed trend indicator가 표시되고 있다면 pitch attitude가 유지되지 않고 있으며 따라서 속도가 변화하고 있다는 것을 나타낸다. 일정한 대기속도 및 수직 속도로 상승하는 것이 이상적이다. pitch를 위한 primary instrument로 속도계를 사용한다.

 

항공기가 안전 고도(엔진 고장 발생 시 착륙을 위한 활주로가 충분하지 않은 경우 대략 100ft)에 도달하였다면 landing gear와 flaps를 올린다. 이때 적절한 pitch를 유지하기 위해 속도계와 자세계를 참조한다. 외장이 변경되면 적절한 pitch attitude를 유지하기 위해 aft control pressure를 증가시켜야 한다. 외장 변경을 보상하기 위해 aft control pressure를 부드럽게 증가시킨다. 이러한 변화들을 예상하고 cross-check 속도를 높인다. VSI tape이 일정하게 유지되는 동안 airspeed tape와 altitude tape가 증가한다. 항공기가 적절한 상승 속도로 가속하도록 허용한다. 적절한 상승 속도에 도달하였다면 POH/AFM에 게재된 상승 출력 설정으로 출력을 줄인다. 조종간 압력을 없애기 위해 항공기를 trim 한다.

 

Common Errors in Instrument Takeoffs

 

instrument takeoff와 관련된 일반적인 오류에는 다음이 포함되나 이에 국한되지는 않는다:

 

1. 이륙 전에 조종실 점검을 충분히 수행하지 않음. 조종사들의 부주의로 인해 속도계가 작동하지 않는 상태에서(pitot tube 막힘), 조종간이 잠긴 상태에서, 그리고 기타 실수들이 존재하는 상태에서 instrument takeoff가 시도되었다. 최대한 빨리 속도계를 cross-check 하는 것이 중요하다. 일부 시스템에서는 20노트의 진대기속도가 발생하기 전까지 속도가 표시되지 않는다.

 

2. 활주로 정렬이 부적절함. 이는 브레이크를 부적절하게 적용해서 항공기가 조금씩 움직일 때, 혹은 nosewheel이나 tailwheel이 활주로 중심선과 정렬되지 않았을 때 발생할 수 있다. 어떤 경우든 이륙이 시작될 때 방향 제어 문제가 발생한다.

 

3. 출력을 부적절하게 적용함. 갑작스럽게 출력을 적용하면 방향 제어가 복잡해진다. 대략 3초 이내에 이륙 출력에 도달할 수 있도록 부드럽고 연속적으로 출력을 적용해야 한다.

 

4. 브레이크를 부적절하게 사용함. 좌석이나 rudder pedal을 잘못 조정한 상태에서 발이 불편하게 놓이면 실수로 브레이크를 밟아서 과도한 heading 변화가 발생하는 경우가 많다.

 

5. rudder pedals를 과조작함. 이러한 실수는 heading 변화를 늦게 인지하거나, 조종간에 긴장이 가해지거나, heading indicator를 잘못 해석해서 잘못된 방향으로 수정을 적용하거나, 항공기가 가속함에 따라 rudder의 효율성이 증가한다는 것을 인식하지 못하거나, 기타 요인들로 인해 발생할 수 있다. rudder의 미세한 움직임을 통해 heading 변화를 즉시 수정하면 swerving 경향이 줄어들 수 있다.

 

6. 이륙 후에 자세를 유지하지 못함. 비행기가 이륙할 때 조종사가 육감과 경험에 의해 반응하면 pitch가 어림짐작으로 제어된다. trim 변화에 대한 반응에 따라 조종사는 pitch가 과도하게 올라가는 것을 허용하거나 과도한 forward-elevator pressure를 가할 수 있다.

 

7. cross-check가 부적절함. trim을 변경할 때, 자세를 변경할 때, gear와 flap을 올림 때, 그리고 출력을 변경할 때 fixations가 발생할 수 있다. 새로운 입력이 적용되었다면 계속해서 cross-check을 수행하고 해당 입력의 영향을 확인한다.

 

8. 계기 해석이 부적절함. 계기의 지시를 이해하지 못하였다는 것은 기동에 대한 추가 공부가 필요함을 의미한다.