Intentional Slip
slip은 현재 사용중인 선회율에 비해 bank angle이 가파를 때 발생한다. unintentional slip은 보통 rudder/aileron이 삼타일치를 이루지 못할 때 발생한다. 그러나 intentional slip은 속도 증가 없이 고도를 낮추기 위해, 그리고 측풍 조건에서 비행기 지상 경로를 조정하기 위해 사용된다. intentional slip은 접근 도중 장애물을 회피해야 하는 경우, 그리고 비상 착륙을 수행하는 경우 유용하다. 또한 slip은 wing flaps가 고장 났을 때, 혹은 wing flaps가 설치되지 않았을 때 빠르게 속도를 감소시키는 수단으로 사용될 수 있다.
slip은 비행기 세로축을 기준으로 전방 움직임과 측면 움직임으로 나뉜다. slip 하는 비행기는 직진하는 것처럼 보일 수 있으나 사실 비스듬히 비행하고 있다. 이는 상대풍이 비행기에 부딪히는 방향을 변화시킨다. slip은 항력의 현저한 증가, 그리고 이에 상응하는 상승 · 순항 · 활공 성능 감소를 특징으로 한다. 비행기에 bank가 가해져 있기 때문에 양력의 수직 성분이 감소한다. 이는 slip 상태인 비행기가 증속 없이 빠르게 하강하게 만들어준다.
대부분의 비행기는 양(+)의 정적 방향 안정성을 나타내기에 slip을 보상하려는 경향이 있다. 따라서 intentional slip 도중 의도적으로 aileron과 rudder를 cross-control 해야 한다.
intentional slips에는 두 가지가 있다: sideslip과 forward slip. sideslip은 보통 측풍 조건에서 착륙 시 항공기를 활주로 중심선에 정렬하기 위해 사용된다. 이는 한 쪽 날개를 낮춘 뒤 선회를 막을 정도로 반대쪽 rudder를 가함으로써 수행된다. sideslip 도중 비행기의 세로축은 기존의 비행경로와 평행하게 유지된다. 그러나 비행기는 더 이상 직진하지 않는다. 대신 양력의 수평 성분으로 인해 비행기는 low wing 쪽으로 비스듬히 움직인다. [그림 9-13] slip의 양(즉, 측면으로 이동하는 속도)은 bank angle에 따라 달라진다. bank가 깊어질수록 slip의 양이 커진다. bank angle이 증가함에 따라 선회를 방지하기 위해 반대쪽 rudder가 더 필요하다.
forward slip은 증속 없이 고도를 깎고 하강률을 증가시키기 위해 사용된다. forward slip의 경우에는 비행기의 이동 방향이 slip이 시작되기 전과 동일하게 이어진다. forward slip을 수행하기 위해 ailerons로 한 쪽 날개를 낮춤과 동시에 비행기의 기수가 반대쪽으로 yaw 할 정도로 충분한 반대 rudder를 가한다. 이때 가하는 rudder의 양은 비행기가 기존의 비행경로를 유지할 정도이다. 비행기의 기수는 더 이상 비행경로를 가리키지 않는다. [그림 9-14] forward slip에서 slip의 양(즉, 침하율)은 bank angle에 따라 달라진다. bank가 깊어질수록 하강 또한 깊어진다. 고도를 깎기 위해 이 기동을 사용할 때 보통 출력은 idle로 감소된다. 조종사는 elevator control을 통해 속도를 제어한다. 측풍이 존재하는 경우에는 비행기가 측풍을 향해 bank가 가해지도록 풍상 쪽 날개를 낮추어야 한다. 왜냐하면 바람을 향하여 slip 하는 것이 기존의 비행경로를 유지하기 쉽게 만들기 때문이다.
대부분의 소형 비행기에서 slip의 양은 rudder 조작이 가능한 양으로 제한된다. sideslip과 forward slip 도중 heading을 유지하기 위해 최대 rudder를 적용해야 하는 시점에 도달할 수 있다(아직 bank angle을 더 늘릴 수 있음에도 불구하고). 이 시점이 practical slip limit이다. 왜냐하면 여기서 bank를 더 증가시키면 설령 최대 rudder가 적용되었다 하더라도 비행기가 선회하기 때문이다. practical slip limit에 도달하였음에도 불구하고 더욱 빠르게 강하해야 한다면 기수를 낮춘다. 이는 침하율 뿐만 아니라 속도도 증가시킨다. 속도가 증가하면 rudder의 효율성이 증가하므로 더 깊은 slip이 가능해진다. 이와 반대로 기수를 들면 rudder 효율성이 감소하므로 bank angle을 줄여야 한다.
날개를 수평으로 만듦과 동시에 rudder를 풀어주면서 pitch를 정상 활공 자세로 조정함으로써 slip이 중단된다. 만약 rudder 압력이 갑자기 풀려버리면 기수가 너무 빠르게 되돌아와서 비행기가 과도한 속도를 얻을 수 있다. 일부 비행기에서는 pitot tube와 static vents의 위치로 인해 slip 도중 속도계가 상당한 오차를 만들어낼 수 있다. 조종사는 이러한 가능성을 인지해야 한다. 또한 조종사는 비행기의 자세, 공기 흐름의 소리, 그리고 조종간의 느낌을 통해 slip이 제대로 수행되는지 인지해야 한다. slip 상태인 비행기는 실속에 빠질 때 yawing tendency를 거의 보이지 않는다(반면 skid 상태인 비행기는 실속에 빠질 때 yawing tendency를 보이며 그 결과 skidding stall을 spin으로 발달시킴). 대신 slip 상태인 비행기는 실속에 빠질 때 wing-level 자세로 roll 하려는 경향을 보일 수 있다.
일부 비행기는 slip과 관련하여 제한 사항을 가지고 있다. 경우에 따라 slip은 지속 시간이나 연료 양에 의해 제한된다. 이러한 제한 사항은 uncoordinated flight 도중 연료가 탱크의 한쪽으로 쏠릴 때 발생하는 연료 고갈을 방지하기 위한 것이다. 실제로 엔진이 꺼진 비상 상황에서 착륙 지역에 도달하기 위해 forward slip을 사용하는 경우에는 시간제한이나 연료 제한이 무관하다(단, 장시간 지속되는 slip이 엔진 문제를 발생시키지 경우 제외). 공기역학적 이유로 인하여 flaps가 연장된 상태와 관련된 권장 사항이나 제한 사항이 있을 수도 있다. 특정 비행기 정보는 제조업체의 AFM/POH를 참조한다.
일부 조종사들은 forward slip을 사용하는 것을 피한다. flaps를 사용한 접근은 삼타일치가 이루어진, 그리고 보다 익숙한 비행을 허용한다. 반면 forward slip 도중 가해지는 sideway force는 불편하게 느껴질 수 있다. 그러나 엔진 고장과 관련된 실제 비상 상황에서 forward slips은 더 나은 결과로 이어질 수 있는 기술을 제공한다. 이러한 상황에서 조종사가 forward slip을 사용하면 flaps를 사용하는 것보다 더 빠르게 하강을 수행할 수 있다. 하강률을 줄일 때 조종사는 페널티 없이 slip을 중단할 수 있다. 반면 접근 도중 flaps를 올리게 되면 원치 않는 고도 감소가 발생할 수 있다. forward slip 도중 최대 rudder를 가하고 있다 하더라도 조종사는 aileron을 증가시키거나 감소시킴으로써 원하는 지상 경로를 왼쪽이나 오른쪽으로 조정할 수 있다. 이 기동은 Private Pilot Airman Certification Standards(ACS)에 포함되어 있으므로 그 가치는 충분히 설명된다.
Forward Slip to a Landing
공항 장주 패턴에서 forward slip to a landing을 시연하는 경우 조종사는 final approach 구간에서 forward slip이 사용될 수 있도록 하강을 계획해야 한다. flap은 보통 up 상태로 유지되며 downwind나 base에서 forward slip을 사용해야 할 수도 있다. downwind leg에서 착륙 지점을 abeam 하면 출력을 idle로 줄이고 하강을 시작한다. 만약 하강률이 충분하지 못하다면 하강률을 증가시키기 위해 forward slip을 사용한다. 그런 다음 base를 향하여 삼타일치 선회를 수행한다. 이때 높이를 계속 판단한다. 만약 base에서 비행기가 높다면 계속하여 forward slip을 사용한다. 그런 다음 final approach course와 비행기를 정렬시키기 위해 삼타일치 선회를 수행한다. final approach course에 설정되었을 때 비행기는 forward slip을 사용할 수 있을 정도로, 그리고 aiming point로 향하는 적절한 접근 경로가 설정될 수 있을 정도로 높아야 한다. round out이 시작되면 forward slip을 풀어주고 정상 착륙을 진행한다.
Common Errors
forward slips to a landing과 연관된 일반적인 오류는 다음과 같다:
1. pitch를 제대로 제어하지 못하여 속도가 부적절함.
2. 부정확한 속도계 지시에 반응함.
3. 고도를 깎으려는 동안 과도한 출력을 사용함.
4. 측풍 방향을 고려하지 않고 slip을 수행함.
5. glidepath를 적절히 제어하지 못함.
6. 측풍 착륙 도중 sideslip 전환이 늦음.
7. 항공기 세로축이 활주로에 평행하지 않은 채로 착륙함.
8. 활주로 중심선을 벗어나서 착륙함.
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