(8) Normal and Crosswind Takeoff and Climb

Normal and Crosswind Takeoff and Climb

 

이륙 전 안전 브리핑과 before takeoff checklist를 완료하였으며 ATC clearance를 받았다면 조종사는 접근 중인 항공기가 있는지 확인한 후에 활주로 중심선에 비행기를 정렬해야 한다. 관제탑이 운영되지 않은 공항에서 출항하는 경우에는 라디오 주파수를 확인해야 하고, 항적을 꼼꼼히 확인해야 하며, 활주로에 진입하기 전에 radio advisory를 전송해야 한다. 급선회를 하여 활주로에 진입한 후에 rolling takeoff를 하는 것은 좋지 못하며 이는 fuel tank pickup을 “unporting”할 수 있어서 AFM/POH에 의해 금지될 수 있다. 특정 연료 양 이하라면 AFM/POH에 의해 이륙 자체가 금지될 수 있다. 만약 측풍이 존재한다면 조종간을 측풍쪽으로 가해야 한다. 외부 등화들(예를 들어 landing light와 taxi light)과 wingtip strobes는 낮밤 상관 없이 이륙 활주를 시작하기 전에 반드시 켜야 한다. 이륙 지점에서 대기해야 하는 경우에는 해당 위치로 이동하는 동안 모든 외부 등화를 켜야 한다(특히 야간일 때).

 

※ "unporting"에 대한 설명은 다음 링크를 참조하라 - https://www.aopa.org/news-and-media/all-news/2013/december/27/training-tip-unported-fuel

 

AFM/POH에서 권장하는 이륙 출력을 설정해야 한다. 자연 흡기식 엔진의 경우에는 보통 full throttle을 적용해야 한다. 대부분의 turbocharged engines에서도 full throttle이 사용된다. 허나 일부 turbocharged engines에서는 조종사가 특정한 출력 세팅(보통 manifold pressure의 red line 바로 아래에 해당하는 출력 세팅)을 설정하도록 요구한다. 이는 full throttle보다는 낮은 이륙 출력을 만들어낸다. turbocharged engines를 사용하는 경우에는 특별히 고려해야 할 사항이 있다. 이러한 엔진에서는 throttle을 부드럽고 신중하게 움직여야 한다. throttle을 전진할 때 브레이크를 통해 항공기를 제자리에 정지시키는 것이 허용된다. 보통 turbocharger에서 상당한 boost가 발생한 이후에 브레이크를 해제한다. 이는 엔진 출력을 천천히 증가시킬 때보다 활주로 낭비를 줄여준다. 만약 활주로 길이나 장애물 회피가 중요하다면 performance charts에 명시된 대로 브레이크를 해제하기 전에 최대 출력을 적용해야 한다. 정속 프로펠러를 장착한 비행기의 경우에는 브레이크가 해제되기 전에 엔진이 최대 rpm으로 회전할 수 있으며 최대 출력이 만들어질 수 있다. 비록 프로펠러 회전 당 공기의 질량은 적지만 rpm이 높아서 프로펠러 추력이 최대가 된다. 이륙 활주 시작 시 추력이 최대가 되며 이후 비행기 속도가 증가함에 따라 감소한다. 이륙 도중 발생하는 높은 slipstream 속도가 프로펠러 뒤에 놓인 날개의 실질적인 양력을 증가시킨다.

 

이륙 출력이 설정되면 먼저 활주로 중심선을 유지하고 엔진 계기들을 확인하는 것에 주의를 분산해야 한다. 초보 다발 비행기 조종사들은 보통 이륙 활주가 시작되자마자 속도계에 fixate 되려는 경향이 있다. 그러기보다는 양 쪽 엔진이 최대 manifold pressure와 rpm을 만들어내는지 확인해야 한다. 또한 fuel flows, fuel pressures, EGTs(exhaust gas temperatures), 그리고 oil pressures가 정상 범위에 있는지 확인해야 한다. 이러한 체계적인 점검은 비행기가 rotation speed에 도달하기 훨씬 전에 완료될 수 있다. 만약 측풍이 존재한다면 항공기가 가속함에 따라 측풍으로 가해둔 aileron을 풀어줄 수 있다. elevator/stabilator control은 내내 neutral로 유지되어야 한다.

 

매 이륙 시 최대 정격 이륙 출력이 사용되어야 한다. 출력의 일부분만 사용하는 이륙은 권장되지 않는다. 출력을 일부분만 사용한다 해서 현대의 왕복 엔진 수명이 연장된다는 증거는 없다. 오히려 출력을 일부분만 사용하면 과도한 열과 엔진 마모가 발생할 수 있다. 왜냐하면 이륙 도중 엔진 냉각에 필수적인 over-rich mixture가 fuel metering system으로부터 공급되지 못하기 때문이다.

 

다발 비행기로 이륙 및 상승을 수행할 때 주의해야 할 몇 가지 중요한 속도들이 있다. 첫 번째 속도는 VMC이다. 비행기가 지상에 있을 때 VMC 미만의 속도에서 엔진이 고장나면 이륙을 중단해야 한다. 즉시 양 쪽 throttle을 닫고 rudder와 브레이크를 사용해야 방향 제어가 유지될 수 있다. 공중에 있을 때 VMC 미만의 속도에서 엔진이 고장난 경우에는 이륙 출력을 생산하는 남은 엔진만으론 방향 제어를 할 수 없다. 따라서 대기속도가 VMC를 초과하기 전까지는 비행기가 절대 이륙해선 안 된다. 조종사는 제조업체가 권장하는 rotation speed (VR)나 lift-off speed(VLOF)를 사용해야 한다. 만약 이러한 속도가 게재되지 않았다면 VMC 속도에 5노트를 더한 값이 VR로 사용되어야 한다.

 

부드러운 조종간 입력을 통해 이륙 자세로 rotate 한다. 측풍이 불면 편류가 존재하므로 조종사는 비행기가 이륙한 후에 landing gear가 순간적으로 활주로에 닿지 않도록 해야 한다. 이러한 상황에서는 rotation을 더 적극적으로 및/혹은 더 높은 속도에서 수행할 수 있다. 단, accelerate-stop distance, takeoff ground roll, 그리고 distance to clear an obstacle을 위한 AFM/POH 성능 수치들은 VR 및/혹은 VLOF에서 계산되었다는 것을 반드시 유념해야 한다.

 

이륙한 후에는 최대한 빠르게 고도를 얻는 것을 고려해야 한다. 일부 AFM/POH는 이륙 및 초기 상승과 관련하여 조종사에게 도움을 주기 위해 “50-foot”나 “50-foot barrier” speed를 제공하며 이는 rotation, lift-off, 그리고 VY 가속 도중 target airspeed로 사용된다. 이륙 전에 조종사는 지상으로부터 50ft(AGL)까지의 takeoff distance와 50ft AGL에서의 stopping distance를 확인하고 이 둘을 더해야 한다. 만약 활주로가 총합보다 짧다면 엔진 고장 발생 시 활주로를 초과해서 착륙할 가능성이 매우 높다. 지면으로부터 부양한 후에는 과도한 속도를 얻는 것보다 추가 고도를 얻는 것이 더 중요하다. 경험에 의하면 엔진 고장 발생 시 과도한 속도가 고도로 효율적이게 전환될 수 없다. 추가 고도는 상승 도중 발생한 항공기의 이상이나 비상 상황을 인지 및 대응하는데 사용할 수 있는 시간을 증가시킨다.

 

과도한 상승 자세는 과도한 속도만큼이나 위험할 수 있다. 가파른 상승 자세는 전방 시야를 제한하며 조종사가 다른 항적을 확인하고 피할 능력을 방해한다. VY(best all-engine rate-of-climb speed)를 얻기 위해 비행기는 얕은 상승 자세에서 가속되어야 한다. 그런 다음 지형과 장애물을 고려한 safe single-engine maneuvering altitude에 도달하기 전까지 VY를 유지한다. VY보다 높거나 낮은 속도는 비행기의 성능을 저하시킨다. 설령 모든 엔진이 정상적으로 작동하더라도 이륙 후 초기 상승 시 지형 및 장애물과의 간격은 비행 전에 고려해야 할 중요한 사항이다. 대부분의 여객기와 대부분의 터빈 비행기는 보통 FMS(flight management system)를 통해 VY(best rate of climb)가 만들어지는 자세로 상승한다.

 

이륙 후 landing gear를 올리는 시기는 몇 가지 요인에 따라 달라진다. 보통 착륙을 위한 활주로가 충분하지 않고 고도계에 positive rate of climb가 표시되면 gear를 올려야 한다. 착륙을 위한 활주로가 많이 남아 있어서 장시간 동안 landing gear를 내려놓으면 상승 성능과 가속이 희생되므로 이는 현명하지 못하다. 활주로에 착륙이 이루어질 수 없는 시점을 지난 후에도 gear를 내려두는 것은 위험하다. 일부 다발 비행기의 경우에는 높은 밀도 고도에서 landing gear가 내려진 상태로 positive rate of climb를 수행할 수 없다. 이러한 조건에서 positive rate of climb를 기다리는 것은 현실적으로 불가능하다. 기억해야 할 중요한 점은 이륙 후 엔진 고장이 발생하였을 때 landing gear를 최대한 빠르게 올리면 항력이 급격히 감소하고 상승 성능이 상당히 증가한다는 것이다. 마찬가지로 기억해야 할 중요한 점은 gear를 내린 상태로 활주에 착륙이나 overrun을 수행하는 것이 gear를 올린 상태로 착륙하는 것보다 훨씬 낫다는 것이다. 보통 VYSE 속도를 넘기 전에 landing gear를 올리는 것이 권장되며 gear가 올라간 후에도 상승 성능이 적절하다면 계속하여 상승한다. 일부 AFM/POH는 이륙 후 landing gear를 올리기 전에 바퀴의 회전을 멈추기 위하여 잠깐 브레이크를 적용하도록 지시한다. 만약 이륙을 위해 flap이 연장되어 있다면 AFM/POH에서 권장하는 대로 flap을 올려야 한다.

 

safe single-engine maneuvering altitude(보통 최소 400~500ft AGL)에 도달하면 en route climb speed로 전환해야 한다. 이 속도는 VY보다 높으며 보통 순항 고도까지 유지된다. en route climb speed는 더 좋은 시야, 더 좋은 엔진 냉각, 그리고 더 높은 groundspeed를 제공한다. 적절하다면 en route climb speed로 전환하는 동안 이륙 출력을 줄일 수 있다.

 

일부 비행기들의 AFM/POH에는 권장사항으로(혹은 때때로 제한 사항으로) 게재된 상승 출력 세팅이 있으며 이는 en route climb 도중 설정되어야 한다. 만약 상승 출력 세팅이 게재되어있지 않다면 en route climb를 위해 manifold pressure와 rpm을 다소 낮추는 것이 관례적이다(허나 필수 조건은 아님). 보통 첫 출력 감소 이후에 프로펠러들을 synchronize 하며 만약 yaw damper가 설치되어 있다면 이를 작동시킨다. 또한 상승 도중 mixture를 lean 하라고 AFM/POH에서 권장할 수도 있다. 항적과 업무량이 허락한다면 climb checklist를 수행해야 한다. [그림 13-7]