(5) Basic Calculations

Basic Calculations

 

cross-country 전에 조종사는 시간, 속도, 거리, 그리고 연료에 대해 계산해야 한다.

 

Converting Minutes to Equivalent Hours

 

종종 속도, 시간, 그리고 거리를 계산할 때 분(minute)을 이와 동등한 시간(hour)으로 변환해야 한다. 분을 시간으로 변환하기 위해선 분을 60으로 나눈다(60분 = 1시간). 따라서 30분은 30/60 = 0.5시간이다. 시간을 분으로 변환하기 위해선 시간에 60을 곱한다. 따라서 0.75시간은 0.75 x 60 = 45분이다.

 

Time T = D/GS

 

시간(T)을 구하기 위해선 거리(D)를 GS로 나눈다. 140노트의 GS로 210NM을 비행할 경우 시간은 210/140 = 1.5 시간이다.

 

Distance D = GS x T

 

특정 시간 내에 비행한 거리를 구하기 위해선 GS에 시간을 곱한다. 120노트의 GS로 1시간 45분을 비행할 경우 거리는 120 x 1.75 = 210NM이다.

 

GS = D/T

 

GS를 구하기 위해선 거리를 시간으로 나눈다. 항공기가 270NM을 3시간에 비행할 경우 GS는 270/3 = 90노트이다.

 

Converting Knots to Miles Per Hour

 

NWS는 지표면 바람과 고고도 바람을 knots 단위로 보고한다. 허나 일부 항공기의 속도계는 mph로 눈금 되어 있다. 따라서 조종사들은 knots 단위로 보고된 풍속을 mph로 변환하는 방법을 배워야 한다.

 

knots는 1 nautical mile per hour(NMPH)이다. 1NM은 6,076.1이고 1SM은 5,280ft이므로 변환 계수 1.15이다. knots를 mph로 변환하기 위해선 knots 단위의 속도에 1.15를 곱한다. 예를 들어 20 knots의 풍속은 23 mph와 같다.

 

대부분의 flight computers나 electronic calculators는 이러한 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위한 또 다른 방법으로는 항공 차트의 맨 아래에 있는 NM and SM 눈금을 사용하는 것이다.

 

Fuel Consumption

 

비행 도중 충분한 연료를 사용하기 위해선 비행 전 계획 도중 연료 소비량을 정확하게 계산해야 한다. 일반적으로 휘발유를 사용하는 항공기의 연료 소비량은 gallons per hour로 측정된다. 터빈 엔진은 왕복 엔진보다 훨씬 많은 연료를 소비한다. 따라서 터빈 항공기는 더 많은 연료를 필요로 하고 더 큰 fuel tanks를 필요로 한다. 이렇게 많은 양의 연료량을 측정할 때 부피 단위의 측정(예를 들어 gallons)을 사용할 경우 문제가 발생한다. 왜냐하면 연료의 부피가 온도에 따라 크게 달라지기 때문이다. 반면 밀도(무게)는 온도의 영향을 덜 받으므로 더욱 한결같은 측정이 가능하다. 이러한 이유로 제트 연료는 보통 밀도 및 부피로 측정된다.

 

그 결과 pounds-of-fuel-per-hour 값이 만들어졌다. nautical miles(NM) per hour of travel(TAS ± wind) 값을 pounds-of-fuel-per-hour 값으로 나누면 specific range 값이 도출된다. specific range는 보통 NM per pound of fuel로 표시된다. 비행 전 계획은 연료 소비량의 올바른 모니터링을 통해, 그리고 특정 fuel management procedure 및 mixture adjustment procedure를 통해 뒷받침되어야 한다.

 

왕복 엔진 항공기의 경우 항공기 제조업체가 제공하는 AFM/POH가 gallons-per-hour 값을 제공한다.

 

비행 계획 시 예상 groundspeed(GS)에 대한 연료 소모율(gal/hr이나 lbs/hr)로 항공기가 이동할 수 있는 거리를 계산함으로써 목적지에 도달하는데 필요한 연료가 어느 정도인지를 결정해야 한다. 그리고 해당 연료량과 충분한 예비 연료량이 탑재될 수 있는지를 확인해야 한다. GS는 비행에 걸리는 시간을 결정한다. 특정 비행에 필요한 연료의 양은 예상 비행시간에 연료 소비율을 곱하여 계산될 수 있다. 예를 들어 100노트의 GS로 400NM을 비행하는데 4시간이 걸린다. 만약 항공기가 시간 당 5갤런의 연료를 소모한다면 총 소비 연료는 20갤런이다. 이 예시에서는 바람이 없다. 따라서 TAS(true airspeed) 또한 100노트이다. 특정 TAS에서의 연료 소모율은 비교적 일정하게 유지되므로 바람이 존재한다면 소비 연료를 계산하기 위해 GS를 사용해야 한다. specific range(NM/lb나 NM/gal) 또한 소비 연료를 계산하는데 유용하다.

 

다음과 같은 상황이 발생하기 전에 착륙할 수 있도록 계획해야 한다:

 

∙연료량에 대해 계산한 비행시간을 초과하는 것.

 

∙fuel gauge가 low fuel level을 표시하는 것.

 

연료 소모율은 많은 요인에 의해 달라진다: 엔진의 상태, propeller pitch, propeller rpm, mixture의 richness, 그리고 순항 속도로 비행하는데 사용되는 마력의 비율. 조종사는 cruise performance charts나 경험을 통해 대략적인 연료 소모율을 알아야 한다. 비행에 필요한 연료량 외에도 충분한 예비 연료가 있어야 한다. 연료 소비량을 계산할 때 순항 비행뿐만 아니라 startup, taxi, 그리고 climb(더 높은 연료 소모율)을 고려해야 한다. 상승 및 순항 도중 일정한 대기 속도를 유지한다 하여도 순항 도중의 ground speed가 상승 도중의 ground speed보다 더 높다는 것을 기억하라. 안전을 위해 충분한 예비 연료 또한 추가되어야 한다.

 

Flight Computers

 

대부분의 조종사들은 E6B라 불리는 mechanical flight computer를, 혹은 electronic flight calculator를 사용한다. 이 장치들은 비행 계획 및 항법과 관련된 수많은 문제들을 계산할 수 있다. [그림 16-18]

Plotter

 

plotter는 각도기, 그리고 자(ruler)이다. 조종사는 TC를 결정하고 거리를 측정할 때 이를 사용할 수 있다. 대부분의 plotter는 NM과 SM를 둘 다 측정하는 자를 가지고 있다. 그리고 한쪽 면은 sectional chart에 대한, 그리고 다른 한쪽 면은 world aeronautical chart에 대한 눈금이 있다. [그림 16-18]