(3) Drift and Ground Track Control

Drift and Ground Track Control

 

ground reference maneuvers 도중 풍향과 풍속의 변화로 인해 비행경로를 수정해야 한다. 바람은 비행기가 지면으로부터 이동하는 경로에 직접적인 영향을 미친다(물살이 배의 움직임에 영향을 미치는 것과 비슷한 방식). 바람은 비행 중인 비행기의 실제 ground track에 항상 직접적으로 영향을 미친다.

 

예를 들어 비행기가 90knots로 이동하고 있고 바람은 우측에서 10knots로 불고 있다. 매시간 비행기는 90nm를 전진함과 동시에 좌측으로 10nm씩 움직인다. 비행기의 속도가 180knots라 해도 비행기는 여전히 매시간 10nm씩 좌측으로 편류(drift)한다. 지표면의 한 지점으로 이동하기 위해선 바람을 보상해야 한다(단, 무풍인 경우 제외).

 

ground reference maneuvers는 보통 600~1,000ft AGL에서 수행된다. 조종사는 기동 고도를 선정할 때 다음 사항들을 고려해야 한다:

 

• 기동 고도가 낮아질수록 지면으로부터 더 빠르게 이동하는 것처럼 보인다.

 

• 비행기의 양 쪽에서 편류가 쉽게 인지될 수 있어야 한다.

 

• 최소한 수직 500ft/수평 2,000ft의 장애물 회피가 제공되는 고도여야 한다.

 

• 엔진 고장이 발생할 경우 비상 착륙 전까지 비행기 외장을 변경할 시간이 더 적고 활공 거리가 감소한다.

 

• 시험 기준에서 요구하는 특정 고도나 고도 범위가 얼마인가?

 

Correcting Drift During Straight-and-Level Flight

 

직선 지상 경로를 직진 수평비행으로 비행할 때 편류를 수정하는 좋은 방법은 바람을 향해 기수를 기울이는 것이다. 풍속, 풍향과 비행기 세로축 사이의 각도, 그리고 비행기의 속도가 wind correction angle을 결정한다. 예를 들어 100knots 속도로 움직이는 비행기의 90도에서 20knots의 바람이 불고 있다면 편류를 막기 위해 풍상쪽으로 12도를 선회해야 한다. 위의 예시에서 만약 풍속이 10knots라면 편류를 막기 위한 wind correction angle은 6도 이다. 비행기 heading을 풍상쪽으로 향하여 편류가 상쇄되었다면 비행기는 직선 지상 경로를 따라 비행할 것이다.

 

만약 배가 강을 가로지르고 있는데 물살이 없다면 배는 반대편 해안을 향해 편류 없이 직진할 수 있다. 허나 강은 하류로 향하는 흐름을 가지기 쉽다. 직진 경로를 통해 반대쪽 해안에 도달하고 싶다면 이러한 흐름을 고려해야 한다. 하류로 향하는 흐름은 그 속도로 배를 밀어낸다. 이러한 흐름을 상쇄하기 위해선 배가 하류 흐름과 같은 속도로 상류를 향해 움직여야 한다. 이는 배를 상류 쪽으로 기울여서 하류 흐름을 상쇄함으로써 이루어진다. 올바르게 수행될 경우 배는 의도한 지점을 향해 직진 경로로 강을 가로지른다. 배의 속도가 느려지거나 흐름의 속도가 빨라지면 편류를 상쇄하기 위해 더 큰 각도가 필요하다. [그림 7-1]

지면에서 부양한 이후 날개 수평을 만들었는데 만약 측풍이 존재한다면 비행기는 측면으로 편류한다. 편류하는 속도는 바람의 측풍 성분 속도까지 증가한다. 우측이나 좌측에서 90도로 부는 바람은 그 풍속만큼 비행기를 측면으로 편류시킬 것이다. 비행기의 측면과 기수의 중간(45도 각도)에서 바람이 분다면 이는 풍속의 70% 만큼 비행기를 측면으로 편류시킨다. 다만 조종사는 ground reference maneuvers 도중 편류에 필요한 수정 각도를 계산해야 되는 것이 아니라 편류를 상쇄하기 위해 비행기와 참조점들의 관계를 조절해야 한다는 것을 이해해야 한다. 비행기의 groundspeed 또한 바람의 영향을 받는다. 풍향이 비행기의 세로축과 평행해질수록 groundspeed에 미치는 바람의 영향이 커진다. 반면 풍향이 비행기의 세로축과 수직이 될수록 groundspeed에 미치는 바람의 영향이 작아진다. 보통 바람이 비행기의 기수를 향해 직접 분다면 groundspeed는 대기 속도보다 느려질 것이다. 바람이 비행기의 꼬리를 향해 직접 부는 경우에는 groundspeed가 대기 속도보다 빨라질 것이다. 다시 말해 비행기가 정풍에 있으면 groundspeed가 감소하고 배풍에 있으면 groundspeed가 증가한다.

 

Constant Radius During Turning Flight

 

무풍 조건에서는 일정한 bank angle을 통해 지상으로부터 일정한 반경의 선회를 수행할 수 있다. 그러나 바람이 존재할 때에도 일정한 bank angle을 사용 한다면 선회 반경이 변화할 것이다. [그림 7-2] groundspeed가 증가하면 선회 반경이 증가한다. 반대로 groundspeed가 감소하면 선회 반경이 감소한다. 지상으로부터 일정한 선회 반경을 유지하기 위해선 조종사가 선회 도중 bank angle을 조절해서 groundspeed 변화를 보상해야 한다. groundspeed가 증가하면 더 깊은 bank를 가해야 하며 반대로 groundspeed가 감소하면 더 얕은 bank를 가해야 한다.

특정 진대기속도에서 선회 반경은 bank angle에 반비례한다. 지상으로부터 일정한 선회 반경을 유지하기 위해선 bank angle이 ground speed에 비례해야 한다. 예를 들어 배풍 구간에서 비행기의 groundspeed가 100knots라 가정하자. 이 예시에서 바람은 10knots이며 비행기의 대기속도는 90knots이다(여기서 TAS, CAS, 그리고 IAS가 모두 같다고 가정). 만약 조종사가 배풍 구간에서 45도 bank angle로 선회를 시작하였다면 선회 반경은 대략 890ft이다. 비행기가 선회할수록 ground speed가 감소하므로 890ft의 선회 반경을 그대로 유지하기 위해선 bank angle을 감소시켜야 한다. 정풍 구간에서는 bank angle이 대략 33도여야 한다. 똑같은 조건에서 만약 배풍 구간을 2,000ft의 반경으로 선회하길 원한다면 bank angle은 대략 24도일 것이다. 정풍 구간에서의 bank angle은 대략 16도일 것이다.

 

달리 말하자면 groundspeed가 높아질수록 일정한 선회 반경을 유지하기엔 선회 시간이 줄어든다. 조종사가 bank angle을 증가시키면 선회율이 증가하며 이는 줄어든 선회 시간을 상쇄한다. 반대로 낮은 groundspeed에서는 늘어난 선회 시간을 보상하기 위해 bank angle과 선회율을 감소시켜야 흔다. 몇 번의 경험을 통해 조종사는 풍향이 ground-referenced turns의 여러 구간들에 필요한 선회 시간에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있다.

 

바람이 선회에 미치는 영향을 시연하기 위해 직선 지상 참조물(예를 들어 도로나 철도)을 선택한다. [그림 7-3] 정풍이 부는 직선 지상 참조물을 선택하였다면 비행기는 직선 지상 참조물을 향하여 곧장 비행할 것이다. 직선 지상 참조물에 도달하였다면 medium bank를 사용하여 360도 선회를 수행한다. 360도 회전을 완료하였을 때 비행기는 직선 지상 참조물의 상공에(허나 선회 시작 지점으로부터 풍하쪽에) 도착할 것이다. 이번에는 바람에 수직인 직진 지상 참조물을 선택한 후 medium bank를 사용하여 360도 선회를 수행한다. 이는 조종사가 일정한 bank angle을 유지하였을 때 비행기가 참조물로부터 어떻게 편류하는지 보여준다. 두 예시에서 비행기는 공중에서 일정한 반경의 선회를 수행하였지만 ground track은 원형이 아니다.

편류의 영향을 보상하기 위해선 선회 도중 ground speed의 변화에 따라 bank angle을 조절해야 한다. groundspeed가 가장 높을 때(비행기가 배풍과 일직선일 때) bank angle이 가장 깊어야 한다. groundspeed가 가장 낮을 때(비행기가 정풍과 일직선일 때) bank angle이 가장 얕아야 한다. 지상으로부터 일정한 반경의 경로를 유지하기 위해선 bank angle을 증가(선회율 증가)시키거나 감소(선회율 감소)시켜야 한다.

 

ground reference maneuvers는 항상 배풍 구간에서 시작되어야 한다. 이를 통해 조종사는 일정한 반경의 지상 경로를 유지하는데 필요한 가장 깊은 bank angle을 설정할 수 있다. 만약 bank가 너무 깊다면 즉시 기동을 종료하고 지상 참조물로부터 좀 더 떨어진 지점에 비행기를 다시 설정한다. 45도를 초과하는 bank angle은 실속 속도를 증가시키므로 피해야 한다.

 

Tracking Over and Parallel to a Straight Line

 

ground reference maneuvers를 처음 접하는 경우에는 직선 지상 참조물(예를 들어 도로나 철도) 상공에서 측풍의 영향을 수정하는 연습을 해야 한다. 직선 도로나 철도를 사용할 수 없는 경우에는 일렬로 놓인 다수(최소 셋)의 참조물을 선택해야 한다. 이러한 참조물들의 직선이 충분히 길어야 조종사가 바람 수정의 개념을 이해하고 기동을 충분히 연습할 수 있다. 기동 초기에는 편류의 영향이 상쇄될 정도로 비행기 세로축을 기울여서 직선 지상 참조물 상공을 곧장 비행해야 한다. 다수의 참조물을 따라 비행하는 것을 연습하기 위해선 비행기의 멀리 앞쪽부터 근처 사이를 스캔해야 한다.

 

직선 지상 참조물 상공을 곧장 비행하는 것이 능숙해졌다면 이번에는 지상 참조물로부터 떨어진 평행 직선 경로를 비행하는 연습을 해야 한다. 평행 경로는 지상 참조물로부터 3/4마일 이내여야 한다. 편류의 영향을 상쇄하기 위해 비행기의 세로축을 바람쪽으로 충분히 기울여야 지상 참조물로부터 떨어진 평행 직선 경로를 비행할 수 있다.