(12) Inadvertent VFR Flight into IMC

Inadvertent VFR Flight into IMC

 

기본 자세 계기 비행 교육 과정을 포함하는 것은 본 교재의 범위를 벗어난다. 이 정보는 IFH에 포함되어 있다. 특정 조종사 자격증, 그리고/혹은 연관된 rating은 계기 비행 훈련을 필요로 하며 실기 시험에서는 특정 계기 비행 과목의 시연을 요구한다.

 

조종사와 교관은 이러한 과목 수행에 대한 지침을 위해 IFH를 참조하여야 한다. 그리고 특정 자격, 혹은 rating을 위해 수행되는 과목의 평가 정보는 적절한 ACS(airman certification standards)를 참조해야 한다. 그러나 이러한 과목이 지속적이고 정기적으로 연습되지 않는 한 거의 즉시 기술이 퇴화됨을 기억해야한다.

 

사고 통계학에 따르면 자세 계기 비행을 훈련받지 않은 조종사, 혹은 계기 기술이 퇴화된 조종사가 오로지 계기 참조만을 하였을 때 약 10분 만에 비행기 제어를 상실함을 보였다. 이 장의 목적은 VFR 조종사가 IMC에 진입한 경우 한정된 시간동안 비행기 제어를 유지하기 위한 실질적 비상조치에 대하여 지침을 제공하는 것이다. 주된 목적은 정교한 계기비행이 아니다. 이는 VFR 조종사가 적절한 시각 참조물을 다시 얻기 전까지 비행기를 제어 하에 유지하도록 돕기 위함이다.

 

IMC에 진입한 VFR 조종사가 생존하기 위해 필수적인 첫 단계는 다음을 따른다:

 

• 상황의 심각성, 그리고 즉각적인 시정 조치의 필요성을 인지 및 수용.

 

• 비행기 제어 유지.

 

• 비행기를 안전하게 착륙하기 위한 적절한 지원을 얻음.

 

Recognition

 

VFR 조종사가 자연 수평선을 참조하여 항공기 자세 제어를 유지할 수 없다면 상황이나 우세 기상 조건에 상관없이 현 상황은 IMC로 간주된다. 그 원인이 우발적이든 의도적이든, VFR 조종사가 지상의 주요 지형지물을 시각적으로 확인하여 지리적 위치를 탐색하거나 설정할 수 없다면 사실상 IMC에 있는 것이다. 이러한 상황은 적절한 조치가 필요 되는 진정한 비상사태로 받아들여져야 한다.

 

비행계기만을 참조하여 비행기를 제어하는 훈련을 받았고, 자격을 갖추었고, 그 자격이 유효하지 않는 한 더 이상은 비행을 할 수 없음을 조종사는 이해해야 한다. VFR 비행의 많은 시간들 중 비행기 제어를 위한 참조로 자세계를 사용하기 때문에 조종사들은 계기만을 참조하여 비행기를 제어하는 본인의 능력을 과대평가하여 잘못된 안정감을 가질 수 있다. VFR 상황에서 조종사는 자연 수평선을 확인할 수 있으며 이를 자세계보다 무의식적으로 더 많이 의존할 수 있다. 만약 자연 수평선이 갑자기 사라지면 훈련을 받지 않은 계기 조종사는 vertigo, spatial disorientation, 그리고 제어 상실을 경험할 것이다.

 

Maintaining Airplane Control

 

조종사가 상황을 인지하고 받아들였다면 비행기를 안전하게 제어할 수 있는 유일한 방법이 계기를 사용하고 신뢰하는 것임을 이해하여야 한다. 이러한 계기들이 제공하는 정보를 시각적으로 확인하기 위해 비행기 밖을 바라보면서 계기를 참조하여 비행기를 불완전하게 조작하려는 경우 부적절한 비행기 제어를 초래한다. 이는 spatial disorientation, 그리고 완전한 제어 상실로 이어질 수 있다.

 

강조해야할 가장 중요한 점은 조종사가 당황해서는 안 된다는 것이다. 당면한 상황이 대응하기 힘든 것처럼 보일 수 있고 극도의 불안으로 인해 상황이 악화될 수 있다. 그러나 조종사는 의식적으로 긴장을 풀려 해야 한다. 이 시점에서 사실상 가장 중요한 것은 날개 수평을 유지하는 것임을 조종사는 이해해야 한다. 제어되지 않은 선회나 bank는 보통 원하는 비행 상황을 달성하는데 어려움을 겪게 하지만, 훌륭한 bank 조작은 pitch 조작을 더욱 쉽게 만드는 효과가 있다.

 

조종간을 꽉 쥐면 조종 압력을 느낄 수 없다는 점을 기억해야 한다. 긴장을 풀고 “눈과 뇌로 제어하는” 법을 배우는 것은 일반적으로 상당한 의식적 노력이 필요 된다.

 

조종사는 감각에 구애받지 않고 계기들이 나타내는 비행기 자세를 믿어야 한다. 전정 감각(내이에서 감지되는 움직임)은 조종사를 혼란스럽게 할 수 있다. 관성으로 인해 내이는 비행기 자세의 미세한 변화를 감지하지 못할 수 있다. 또한 일정 시간 동안 일정한 속도로 발생하는 자세 변화를 정확하게 감지할 수도 없다. 다른 한편으론 종종 잘못된 감각이 발생하여 비행기의 자세가 변화하지 않았어도 실제로는 변화하였다고 믿게 만든다. 이러한 잘못된 감각은 조종사가 spatial disorientation을 경험하게 만든다.

 

Attitude Control

 

비행기는 설계상 본질적으로 안정적이므로 적절히 trim된 상태로 내버려둔다면 대략 직진수평비행을 유지한다(단, 난기류 상태를 제외). 비행기는 pitch, roll, yaw에서 평형 상태를 유지하도록 설계되었다. 그러나 한 축에 대한 변화는 다른 축의 안정성에 영향을 미친다는 것을 조종사는 알아야 한다. 일반적인 light airplane은 yaw 축에서 상당한 안정성을 나타내며, pitch 축에서는 약간 덜하고, roll 축에서는 훨씬 더 적다. 따라서 비상 상황인 비행기의 자세 제어 핵심은 다음과 같다:

 

• elevator trim을 사용하여 순항 속도에서 손을 놓고도 수평 비행이 유지되도록 비행기를 trim 한다.

 

• 항공기를 과조작하려 하지 않는다. 손가락 끝으로 자세계를 조작한다. 계기가 확연한 변화의 필요성을 나타내지 않는 한 어떠한 자세 변화도 이루어져서는 안 된다.

 

• 모든 자세 변화를 부드럽고 미세하게, 그러나 확실한 압력으로 만든다. horizon bar에서 나타나는 작은 변화가 실제 비행기 자세에서는 훨씬 더 큰 변화로 나타남을 기억한라.

 

• 자세 제어에 사용 가능한 모든 보조 장치를 사용한다(예를 들어 autopilot, 혹은 wing leveler).

 

자세 제어를 위한 기본 계기는 attitude indicator이다. [그림 18-12] 비행기가 순항 속도에서 손을 놓고도 수평 비행이 유지되도록 trim 되었다면 착륙을 위한 감속 이전까지는 이 속도가 변화할 필요가 없다. 모든 선회, 상승, 그리고 하강이 이 속도에서 이루어질 수 있으며 이루어져야 한다. “손가락 끝 압력”을 사용하여 날개를 수평으로 유지함으로서 직진 비행이 유지된다. pitch attitude를 변화시키기 위해 위, 혹은 아래로 one bar width만을 사용한다.

 

 

Turns

 

훈련받지 않은 계기 조종사에게 선회는 아마도 두 가지 이유로 인해 가장 위험할 수 있는 기동일 것이다.

 

• 조종사의 일반적인 과조작 경향으로 인해 steep bank, 그리고 “graveyard spiral”의 가능성으로 이어진다.

 

• 조종사가 선회로 인한 불안정성을 대처하지 못하는 것.

 

선회할 때 조종사는 roll 축의 상대적 불안정성을 예측 및 대처해야한다. 실현 가능한 가장 적은 bank angle을 사용하여야 한다(어떤 경우에도 bank angle을 10도 이하로 유지해야 한다). [그림 18-13] shallow bank는 날개 수직 양력을 거의 앗아가지 않기 때문에 고도 변화가 거의 없다. heading의 큰 변화가 필요하다면 몇 도만 선회한 뒤 수평 비행으로 돌아가는 것이 도움이 될 수 있다. 원하는 heading에 도달할 때까지 이 과정을 반복한다. 이 과정은 종종 오래 지속되는 선회로 인해 발생하는 점진적 overbanking을 완화시킬 수 있다.

 

Climbs

 

상승이 필요하다면 조종사는 자세계의 miniature airplane을 one bar 이내로 올리고 출력을 가한다. [그림 18-14] 조종사는 특정 상승 속도를 달성하려 시도하지 말고 속도가 어떻든 이를 받아들인다. 그 목표는 비행기의 평형을 가능한 한 깨지 않기 위해 수평 비행 자세에서 최대한 조금만 벗어나는 것이다. 만약 비행기가 제대로 trim 되어 있다면 추가되는 출력의 양에 따라 스스로 nose-up attitude를 취한다. torque와 P-factor는 항공기를 좌측으로 bank지게 하여 선회하도록 만든다. 이를 예상해야 하며 보상해야 한다. 만약 초기 출력 보충으로 인한 상승률이 불충분하다면 원하는 상승률에 도달할 때까지 100rpm(혹은 1 inch의 manifold pressure) 단위로 출력을 증가시켜야 한다. 최대 가용 출력이 필요한 경우는 거의 없다. 출력을 더 사용할수록 비행기는 좌측으로 bank져서 선회하려한다. 수평 비행으로 되돌아 갈 때는 우선 자세계상 수평을 향해 pitch attitude를 천천히, 그러나 정교한 압력으로 내린다. 그 다음 순항속도 근처까지 증속한 후 출력을 감소한다.

 

Descents

 

손을 놓고도 직진수평비행이 되도록 적절히 trim 되어 있다면 하강은 상승 절차와 그 반대가 된다. 이 상태에서 비행기는 고도 유지를 위해 특정한 양의 추력을 필요로 한다. pitch attitude는 속도를 조절한다. 따라서 엔진 출력(프로펠러에 의해 추력으로 전환)은 선정한 고도를 유지한다. 출력이 조금이라도 감소하였다면 거의 감지할 수 없는 정도의 속도 감소가 있다. 그러나 속도가 조금이라도 바뀌면 꼬리에 가해지는 하중이 줄어든다. 그 결과 비행기 기수의 무게는 trim 속도를 유지할 수 있을 만큼 내려가게 된다. 이후 비행기는 감소된 추력의 양에 정비례하는 속도로 하강한다. 출력 감소는 100rpm(혹은 1 inch manifold pressure) 단위로 이루어져야 한다. 그리고 그 결과 발생한 하강률이 500fpm을 초과해서는 안 된다. 자세계상 날개는 수평을 유지해야 하며 pitch attitude는 one bar width를 초과해서는 안 된다. [그림 18-15]

 

Combined Maneuvers

 

훈련을 받지 않은 계기 조종사는 가급적 상승 선회, 혹은 상승 선회와 같은 combined maneuvers를 수행하지 않아야 한다. 기동들을 결합하는 것은 각 기동에서 발생하는 문제들을 복합시키며 제어 상실의 위험을 증가시킬 뿐이다. 이 목적은 비행기에 내재된 평형을 최대한 유지함으로써 비행기를 제어하는 것이다. 직진수평비행 자세에서 최대한 벗어나지 않는 것이 이를 훨씬 더 쉽게 만든다.

 

ATC로부터 도움을 받을 때 heading 그리고/혹은 고도를 변경하라는 지시를 받는 경우 조종사는 관제사의 긴박함을 느낄 수 있다. 이러한 긴박함은 안전에 대한 관제사의 우려를 나타낸다. 그럼에도 불구하고 조종사는 이로 인해 급하게 기동하여 제어 상실로 이어지게 해서는 안 된다. 이러한 문제가 발생한 경우 관제사에게 속도를 늦추라고 요청하는 것이 좋다.

 

Transition to Visual Flight

 

훈련을 받은, 그리고 자격을 갖춘 계기 조종사가 직면하는 가장 어려운 과제 중 하나는 착륙 전에 계기에서 시계로 전환하는 것이다. 훈련을 받지 않은 계기 조종사의 경우에는 이러한 어려움이 증대된다.

 

그 어려움은 적응, 그리고 방향정위가 중심이 된다. 훈련 받은 조종사는 계기 접근 도중 시계 비행으로의 전환을 사전에 준비한다. 조종사는 시계 비행으로의 전환이 이루어졌을 때 무엇을 예상해야 하는지에 대한 심상을 가지고 있기에 새로운 환경에 빠르게 적응할 것이다. 또한 공항/활주로로부터 비행기가 어디에 있는지를 시각화함에 따라 지리적 방향정위가 시계 전환 이전에 시작된다.

 

이상적인 상황에서는 충분한 시간, 지형으로부터의 충분한 고도, 그리고 적응 및 지리적 방향정위를 수용하기에 충분한 시정 조건에서 시계 비행 전환이 이루어진다. 그러나 항상 이런 것은 아니다. 훈련을 받지 않은 계기 조종사는 시정이 여전히 제한적이고, 지형이 완전히 생소하며, 지형으로부터의 고도가 너무 높아서 “정상적인” 공항 장주 패턴과 착륙 접근이 불가능하다는 것을 알게 될 수 있다. 게다가 조종사는 비행기 착륙을 위해 상당한 심리적 압박을 받을 가능성이 높다. 조종사는 이 점을 고려해야 한다. 그리고 가능하다면 접근 및 착륙을 시도하기 전에 적응 및 지리적 방향정위가 되도록 시간을 두어야 한다(직진수평 비행, 혹은 공항 circling을 통해). 이는 특히 야간에는 더욱 그렇다.