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Non-Towered Airports

관제탑이 없는 공항의 장주 패턴은 항상 패턴 고도로 진입되어야 한다. 조종사가 패턴에 진입하는 방법은 도착하는 방향에 따라 달라진다. 패턴의 downwind leg 쪽에서 진입하는 선호되는 방법은 downwind leg의 중간을 향해 45도 경로로 패턴에 진입하는 것이다.

공항의 upwind leg 쪽에서 도착할 경우 패턴에 진입하기 위한 몇 가지 방법이 있다. 패턴의 반대편에서 진입하는 방법 중 하나는 너의 의도를 알린 뒤 패턴 고도로부터 최소 500ft 이상(보통 1,500ft AGL)으로 활주로 중간을 교차하는 것이다. 그러나 그 공항에 큰 항공기나 터빈 항공기가 운영 중이라면 그 항공기 장주 패턴과의 충돌을 방지하기 위해 2,000ft AGL을 유지하는 것이 좋을 것이다. 패턴으로부터 멀리 벗어났다면(대략 2마일) 조종사는 항적을 확인하고, 패턴 고도로 하강하고, downwind leg의 중간에 45도로 진입하기 위해 우측으로 선회한다. [그림 8-3A] 다른 방법은 패턴 고도로 crosswind의 중간으로 진입하고, 다른 항적을 확인하고, 의도를 알리고, downwind로 선회한다. [그림 8-3B] 이 기술은 패턴에 항적이 많을 경우에는 사용되어선 안 된다.

 

이 두 가지 방법들을 사용할 때 중요한 것은 바로 의도를 알리는 것, 그리고 바깥을 확인하는 것이다. 성공적인 패턴 진입이 진행될 수 있도록 , 그리고 45도로 진입 중인 다른 항공기나 이미 downwind에 establish 된 항공기가 먼저 진행할 수 있도록 경로와 속도를 조절한다.

45도로 진입하는 방법이 유리한 이유는 무엇일까? 45도로 진입하던 조종사가 만약 다른 항적 때문에 패턴에 진입할 수 없다면 downwind로부터 돌아서서 안전한 간격을 두고 비행한 뒤 45도 진입을 다시 시도하기 위해 돌아올 수 있다.

downwind leg에 진입하기 전에 항적의 흐름에 맞춰 경로나 속도를 조절한다. 항적의 흐름에 맞춰지면 너무 빠르게, 혹은 너무 느리게 비행하지 않기 위해 downwind leg에서 출력을 조절한다. 비행기 제조업체가 권장하는 속도가 사용되어야 한다. 일반적인 피스톤 single-engine airplanes의 경우 보통 70~90노트 사이가 된다.

Safety Considerations

NTSB(National Transportation Safety Board)에 따르면 공중 충돌 가능성의 가장 큰 원인은 조종사가 다른 항적을 see and avoid 하지 못한 경우이다. 공항 근처에 있을 때 조종사는 다른 항적을 끊임없이 확인해야 하며 고정된 항공기 구조로 인한 사각지대(문기둥과 날개)를 살펴야 한다. 고익기는 위쪽의 시야가 제한된 반면 저익기는 아래쪽의 시야가 제한된다. 가장 최악의 시나리오는 저익기가 고익기 위를 비행하는 것이다. 가끔 bank를 가하는 것이 사각지대를 벗어나게 만들 수 있다. 조종사는 또한 때때로 다른 항적을 확인하기 위해 뒤쪽도 보아야 한다. 그림 8-4는 장주 패턴에서 공중 충돌에 대해 가장 위험한 지역을 나타낸다. 아래의 내용은 공중 충돌에 관한 중요한 사실들이다:

• 공중충돌은 보통 주간에 발생했다. 사고의 56%가 오후에, 32%가 아침에, 2%가 야간, 땅거미 질 무렵, 새벽에 발생했다.

• 대부분의 공중 충돌이 좋은 시정 조건에서 발생했다.

• 공중 충돌은 주로 같은 방향으로 향하는 두 항공기 사이에서 발생했다.

• 공중 충돌에 연관된 대부분의 조종사들이 flight plan에 없었다.

• 거의 모든 사고들이 비관제 공항이나 그 근처에서, 그리고 1,000ft 고도 이하에서 발생했다.

• 모든 경험 수준의 조종사들이 공중 충돌과 연관될 수 있다.

다음 사항들은 장주 패턴을 비행할 때, 혹은 공항 근처에서 비행할 때 조종사가 따라야만 하는 중요한 절차들이다.

1. 공항 장주 구역으로 진입하기 전에 라디오 주파수를 동조하고 확인한다.

2. 정확한 CTAF(Common Traffic Advisory Frequency)를 확인한다.

3. 10마일 바깥에서 위치를 보고한다. 그리고 다른 inbound 항적의 보고를 듣는다.

4. 관제탑이 운영되지 않는 공항에서는 downwind에 진입할 때, downwind에서 base로 선회할 때, base에서 final로 선회할 때 보고 한다.

5. 패턴에 진입하기 전에 장주 패턴 고도로 하강한다.

6. 다른 항적을 계속하여 육안으로 확인한다.

7. 라디오 없이 패턴에 진입한 항공기가 있을지도 모른다고 의식한다.

8. 다른 항공기로부터 확인될 가능성을 높이기 위해 외부 등화를 사용한다.

Chapter Summary

공항의 항적들은 위험한 상황을 만들어낼 수 있다. 공항 장주 패턴은 공항의 항적 흐름을 개선하기 위한 절차이다. 이는 올바르게 시행되었을 시 안전을 증진한다. 보고된 공중 충돌의 대부분은 공항 장주 패턴의 final leg, 혹은 short final approach leg에서 발생한다.

Introduction

조종사가 배우는 기본적인 비행 기동은 다음과 같다: 직진 수평비행, 선회, 상승, 하강. 훈련이 진전됨에 따라 조종 기술을 더욱 발달시키기 위하여 성능 기동이 쓰일 수 있다. 성능 기동은 조종간 적용, 기동 계획, 상황 인식, 그리고 주의 분배에 대한 조종사의 능숙함을 향상한다. 이러한 의도를 위해 성능 기동은 기동 내내 조종간 압력, 고도, 속도, 그리고 방향이 끊임없이 변화되도록 설계된다.

조종사가 기본 기술에 대해 이해가 부족한 경우, 혹은 이를 완전히 숙달하지 못한 경우 성능 기동 수행 도중 실수가 자주 발생한다. 기본에 대하여 일관적인 역량이 나타나지 않는 한 성능 기동 훈련을 실시하지 않는 것이 바람직하다. 또한 모든 성능 기동의 첫 훈련은 항상 자세한 지상 학술과 함께 시작됨으로써 비행 전에 세부적인 사항들이 숙지 되어야 한다. 또한 성능 기동 훈련은 세분된 교육 구성 요소로 이루어져야 한다. 이를 통해 조종사는 기술을 발달시키는데 필요한 적절한 수준의 반복을 할 수 있다.

성능 기동들을 완전히 이해하게 되면 매우 만족스럽고 보람이 있다. 조종사가 성능 기동을 수행하는 기술을 발전시키면 조종간의 부드러운 적용이 향상되며, 또한 상당한 의식적 노력 없이도 항공기 자세와 방향을 감지할 수 있게 된다.

Steep Turns

급선회(steep turns)란 45 ~ 60도의 bank angle을 사용하여 한쪽 방향(360도)이나 양쪽 방향(720도)으로 선회를 수행하는 것이다. 급선회의 목적은 부드러운 조종 및 삼타일치, 외부 참조물을 통한 방향 인지, 주의 분배, 그리고 해당 지역의 위험 및 항적을 확인할 필요성에 대한 조종사 기술을 개발하는 것이다. [그림 10-1]

모든 선회의 기본 개념은 동일하다. 허나 급선회를 처음으로 시연 및 수행할 경우 조종사는 다음 사항들에 노출된다:

Steep Spiral

steep spiral은 특정 지점에 머물면서 상당한 양의 고도를 깎는 기동이다. 이 기동은 비상 착륙 시 유용할 수 있다. steep spiral은 지표면의 참조점을 빙 둘러서 일정한 반경을 유지하는 활공 선회로 turns around a point와 유사하다. 그러나 이 경우에는 비행기가 빠르게 하강한다. 이 기동은 최소 세 번의 360도 선회로 구성된다. [그림 10-2] steep spiral은 1,500ft AGL 이하에서 종료되지 않도록 충분한 고도에서 시작되어야 한다. steep spiral과 emergency descent는 서로 비슷하긴 하지만 두 기동을 사용하는 이유가 다를 수 있다(보통 속도와 외장이 다름).

공역에 다른 항적과 위험 요소가 없는지 제대로 확인한 후에 steep spiral을 시작해야 한다. 기동 도중 보통 throttle이 idle로 설정되고, carburetor heat이 적용되며(만약 장비되었다면), 활공 속도가 설정된다. 적절한 속도가 설정되었다면 pitch를 낮춘다. 그리고 참조점에 도달하면 적절한 bank angle로 선회한다. 조종사는 참조점으로부터의 거리를 고려해야 한다. 왜냐하면 이 거리가 선회 반경을 결정하기 때문이다. 가장 가파른 bank가 60도를 초과해서는 안 된다. 기동 도중 참조점에 대한 비행기의 위치를 유지하면서 일정한 반경으로 선회를 수행해야 한다. 이는 올바른 편류 수정을 통해 이루어질 수 있다. downwind headings에서는 bank를 점점 깊게, 그리고 upwind headings에서는 bank를 점점 얕게 조정한다. steep spiral 도중 조종사는 일정한 선회 반경을 유지하기 위해 풍향 및 풍속의 변화를 계속하여 수정해야 한다.

엔진이 긴 시간 동안 idle 상태로 작동하면 과도한 엔진 냉각, 점화 플러그 오염, 혹은 기화기 착빙이 발생한다. 이러한 문제들을 피하기 위해 주기적으로 throttle을 전진시킨 다음 몇 초간 출력을 유지해야 한다. 만약 cylinder head temperatures gauges가 항공기에 장비되어 있다면 해당 계기가 과도한 엔진 냉각에 대한 정보를 제공한다. throttle을 전진시켰다면 일정한 속도를 유지하기 위해 pitch를 조정해야 한다. 이는 가급적 항공기를 바람을 향하고 있을 때 이루어져야 한다.

기동 도중 일정한 속도를 유지하는 것은 조종사가 발전시켜야 할 중요한 기술이다. 왜냐하면 기동 도중 bank angle이 변화함에 따라 속도도 변화하기 때문이다. 조종사는 기동 도중 bank angle 변화에 따른 pitch 수정을 예상해야 한다. 기동을 연습하는 도중 조종사는 최소 세 번의 선회를 수행해야 하며 명확한 물체나 특정 heading을 향해 roll out을 수행해야 한다. 바람을 직각으로 하는 heading이나 바람으로 향하는 heading으로 roll out을 하는 연습은 실제 비상 상황이 발생하였을 때 유용한 기술이 된다. 또한 매 선회 마다 손실된 고도를 확인하는 것은 실제 비상 상황이 발생하였을 때 언제 roll out을 수행할지 결정하는데 도움이 된다. 이를 통해 항공기는 접근을 수행하는데 있어 너무 높거나 너무 낮지 않게 된다. roll out 도중에는 부드럽고 정확한 조종을 통해 비행기가 속도 변화 없이 수평 활공으로 회복되게 만든다. 수평 활공 자세가 완성되었다면 정상 순항 비행으로 회복한다.

steep spiral을 할 때 발생하는 일반적인 실수들:

Chandelle

chandelle이란 최대 성능으로 수행되는 180도 상승 선회이다. 이 기동은 대략 직진 수평비행에서 시작되며 날개 수평, 그리고 실속 속도 직전의 nose-high attitude로 종료된다. [그림 10-3] 이 기동의 목적은 특정 bank angle 및 출력 설정에서 최대의 고도를 얻는 것이다. 허나 기동을 판단하는 기준은 상승한 고도의 양이 아니다. 대신 특정 bank angle 및 출력을 통해 상승 성능을 최대화하는 조종사의 능력 및 기술이 기동을 판단하는 기준이다

chandelle은 특정한 두 단계로 이루어진다: 첫 번째 90도 선회와 두 번째 90도 선회. 첫 번째 90도 선회는 일정한 bank와 계속적으로 증가하는 pitch로 구성된다. 그리고 두 번째 90도 선회는 일정한 pitch와 계속적으로 감소하는 bank로 구성된다. 첫 번째 90도 선회 도중 조종사는 bank angle을 설정하고, 출력을 증가하고, 90도 지점에서 최대 pitch-up이 만들어지는 비율로 pitch attitude를 증가시킬 것이다. 90도 지점에서 만들어진 최대 pitch-up attitude는 기동이 끝날 때까지 유지된다. 만약 pitch attitude가 너무 낮으면 비행기의 속도가 실속 속도 직전까지 감소하지 않을 것이다. 만약 pitch attitude가 너무 높으면 기동이 끝나기 전에 비행기가 공기역학적으로 실속에 빠질 수 있다. 90도 지점에서 만들어진 pitch attitude를 유지하면서 조종사는 180도 지점에서 비행기가 날개 수평이 되도록 천천히, 삼타일치를 유지하면서, 일정한 비율로 rollout을 시작한다. rollout 속도가 너무 빠르거나 느리면 180도 선회에 못미치거나 180도 선회를 초과한다.

chandelle을 시작하기 전에 flap과 landing gear(retractable인 경우)가 UP position에 있어야 한다. 공역에 다른 항적이나 위험이 없는지 제대로 확인한 후 기동을 시작해야 한다. 직진 수평 비행 자세나 얕은 하강 자세에서 제조업체의 권장속도(대부분의 경우 이는 비행기의 VA나 VO)로 기동을 시작해야 한다. [그림 10-3A] 적절한 기동 진입 속도를 만든 후 특정 bank angle로 부드럽게 삼타일치 선회를 시작한다. bank angle(보통 30도)이 만들어지면 elevator back pressure를 일정한 비율로 적용하면서 출력을 권장 설정으로 증가시킨다. fixed-pitch propeller를 갖춘 비행기의 경우에는 RPM 한계가 넘지 않도록 throttle을 설정해야 한다. constant-speed propeller를 갖춘 비행기의 경우에는 정상 순항 출력이나 상승 출력 중 알맞은 것으로 설정될 수 있다. [그림 10-3B]

Chandelle 도중 속도가 계속하여 줄어들기 때문에 좌선회 경향(예를 들어 P-fatcor)이 큰 영향을 미친다. 속도가 감소함에 따라 삼타일치를 위한 right rudder pressure가 계속해서 증가한다. 조종사는 몸으로 slipping이나 skidding을 감지하고, turn-and-slip이나 turn coordinator의 ball을 확인하고, 적절한 조종간 압력을 통해 삼타일치를 유지한다.

조종사는 90도 지점에서 만들어진 pitch attitude를 유지하면서 일정한 비율의 bank로 부드럽게 roll out을 시작해야 한다. 90도 지점까지 선회하는 동안 bank angle이 고정되어 있지만 속도가 감소하기 때문에 overbanking tendency가 증가한다. [그림 10-3C] 따라서 90도 지점에서 rollout이 시작되기 전까지는 bank angle을 유지하기 위해 ailerons를 적절히 사용해야 한다. rollout이 진행됨에 따라 양력의 수직 성분이 증가한다. 허나 속도가 계속하여 감소하므로 pitch attitude가 낮아지는 것을 막기 위해 elevator back pressure를 약간 증가해야 한다.

chandelle이 완료될 즈음에는 속도가 제일 낮으며 right rudder pressure가 상당하다(특히 left chandelle에서 roll out을 할 때. 왜냐하면 left adverse yaw와 left-turning tendencies 때문). [그림 10-3D] right chandelle에서 roll out을 할 때에는 yawing moment가 우측으로 발생하여 left-turning tendency의 일부를 상쇄한다. 따라서 비행기에 따라 left rudder가 거의 필요하지 않을 수도 있고 left rudder를 약간 가해야 할 수도 있다. 180도 선회가 완료되었을 때 날개는 수평이어야 하고, 속도는 power-on stall speed보다 약간 높아야 하며, pitch-high attitude를 잠깐 유지해야 한다. [그림 10-3E]

비행기가 안정되었다면 pitch를 낮춘 다음 직진 수평 비행으로 되돌아갈 수 있다.

chandelle 수행 시 발생하는 일반적인 실수들은 다음과 같다:

Lazy Eight

lazy eight는 넓은 범위의 속도 및 자세에서 조종면의 삼타일치를 발달시키기 위해 설계된 기동이다. 이 기동은 조종면 압력이 계속하여 변화하는 유일한 비행 훈련이다. 이 기동을 쉽게 이해하기 위해 lazy eight를 S turn across the road와 비교할 수 있다. S turn across the road는 서로 반대되는 180도 선회들로 이루어져 있다(예를 들어, 먼저 우측으로 180도 선회를 수행한 다음 왼쪽으로 180도 선회를 수행함). lazy eight는 각 180도 선회마다 상승과 하강을 포함한다. 첫 90도는 상승을 수행하고 그 다음 90도는 하강을 수행한다. [그림 10-4]

그림 10-4는 조종실 바깥에서 lazy eight가 어떻게 보이는지를 나타내며 이를 고도 변화가 수반되는 두 번의 180도 선회로 설명한다. 그렇다면 조종사의 관점에서는 이 기동이 어떻게 보일까? 비행기의 세로축을 연필이라고 생각해보자. 기동 도중 비행기의 세로축은 수평선으로부터 위아래로 대칭이 되는 숫자 8을 그린다. 숫자 8의 양 쪽 고리를 만들기 위해서는 두 번의 180도 선회가 필요하다. 첫 번째 180도 선회의 첫 번째 90도 선회는 고리의 윗부분을 그린다. 두 번째 180도 선회의 두 번째 90도 선회는 기동의 종료 지점에서 고리의 아랫부분을 그린다. 첫 번째 180도 선회의 두 번째 90도 선회와 두 번째 180도 선회의 첫 번째 90도 선회는 숫자 8의 다른 고리를 완성한다. lazy eight라는 명칭은 비행기를 사용하여 숫자 8을 천천히 그리는 느낌에서 유래되었다.

lazy eight의 대칭적인 상승/하강 선회들을 위해 조종사는 수평선에서 눈에 띄는 참조점을 선택한다. 참조점은 각 180도 선회가 시작되는 방향으로부터 45도, 90도, 그리고 135도 지점에 있어야 한다. 상승 선회와 하강 선회에 대한 일반적인 개념이 완전히 이해되어야만 lazy eight의 세부사항들을 논의할 수 있다.

그림 10-4A를 보면 수평 비행에서 45도 참조점까지 점진적인 상승 선회가 시작된다. 45도 지점에서 maximum pitch-up attitude와 대략 15도 bank angle이 완성되도록 상승 선회가 계획 및 수행되어야 한다. [그림 10-4B] pitch 자세가 상승함에 따라 속도가 줄어들어서 선회율이 증가한다. 때문에 lazy eight을 시작할 때 roll을 천천히 가해야 한다. 왜냐하면 pitch와 bank의 증가로 인해 선회율이 커지면 최대 pitch 자세가 완성되기 전에 45도 참조점에 도달할 수 있기 때문이다. 45도 참조점에서 pitch 자세는 기동을 위해 선택해둔 최대 pitch-up 상태여야 하며 bank angle은 천천히 증가하고 있어야 한다. 45도 참조점을 지난 후에는 90도 참조점(pitch attitude가 수평을 통과하는 지점)에 도달하기 전까지 pitch-up attitude를 수평선쪽으로 천천히 낮춰야 한다.

lazy eight는 aileron과 rudder의 삼타일치에 상당한 기술을 필요로 한다. 따라서 삼타일치에 대한 논의가 필요하다. rudder는 삼타일치를 유지하기 위해(slipping이나 skidding을 방지하기 위해) 사용된다. 비행기가 상승 중이므로 속도가 감소한다는 것을 기억해야 한다. 따라서 좌선회경향(예를 들어 P-factor)을 보상하기 위해 추가적인 right rudder를 가해야 한다. 속도가 감소함에 따라 right rudder를 점진적으로 가해서 lazy eight의 정점에서 yaw를 상쇄해야 한다. 허나 우선회를 할 때에는 좌선회를 할 때보다 right rudder가 더 필요하다. 우선회를 할 때에는 left adverse yaw가 left-yawing P-factor에 더해져서 기수가 좌측으로 yaw 한다. 반면 좌선회를 할 때에는 right adverse yaw가 left yawing P-factor를 상쇄하는 경향이 있으며 이로 인해 우선회에 비해 right rudder가 덜 필요하다. 간단히 말하자면 낮은 속도 및 높은 출력 상태로 우선회를 수행하면 상당한 right rudder 압력이 필요하다.

90도 참조점에서 bank angle은 최대 각도(대략 30도)에 도달해야 한다. [그림 10-4C] 속도는 실속 속도로부터 5~10kt 정도 높은 속도여야 하며 비행기의 pitch attitude는 수평 자세를 통과하고 있어야 한다. 이때 날개의 overbanking을 막기 위해 반대쪽 aileron 압력이 약간 필요할 수도 있으며 left turning tendencies의 영향을 막기 위해 rudder 압력을 유지해야 한다.

조종사는 90도 지점에서 하강 선회를 향하여 망설임 없이 기동해야 한다. 비행기의 pitch attitude를 감소시키는 동안 천천히 rollout을 진행해야 한다. 비행기가 135도에 도달하였을 때 가장 낮은 pitch attitude가 만들어져야 한다. [그림 10-4D] 비행기의 pitch 자세가 낮아짐에 따라 속도가 증가한다는 것을 기억해야 한다. 따라서 삼타일치를 유지하기 위해선 right rudder를 풀어줘야 할 것이다. 비행기가 180도 지점으로 향하는 동안 rudder와 aileron 압력을 점진적으로 풀어주면서 pitch를 들어주어야 한다. 비행기가 180도 지점에 도달하였을 때 날개와 기수가 초기 진입 속도에서 수평이 되도록 만들기 위해 rollout이 수행되는 동안 남은 선회량을 확인한 다음 rollout 속도와 pitch 변화를 조절해야 한다. 

180도 지점에 도착하자마자 미리 선정해둔 참조점을 향해 반대 방향으로 상승 선회를 즉시 시작한다. 그리고 앞부분과 같은 방법으로 뒷부분을 완성한다. [그림 10-4E]

제조업체의 권장 속도를 초과하지 않는 속도(보통 VA나 VO보다 낮은 속도)에서 기동이 시작되도록 출력을 설정해야 한다. power와 bank angle은 고도의 증감에 상당한 영향을 미친다. 만약 특정 bank angle에 대해 많은 출력이 사용되면 기동이 끝난 후 고도가 높을 것이다. 만약 특정 bank angle에 대해 적은 출력이 사용되면 고도가 낮을 것이다.

lazy eight을 수행할 때 발생하는 일반적인 실수들은 다음과 같다: