Instructor-pang

Crosswind Approach and landing

다발 비행기는 높은 접근 속도와 착륙 속도로 인해 보통 단발 비행기보다는 측풍 착륙이 더 쉽다. 좌우간 다발과 단발의 원칙은 같다. landing gear의 side loads를 피하고자 비행기의 세로축은 touchdown 이전에 활주로의 중심선과 정렬되어야 한다.

일반적으로 두 가지 주요 방법(crab and wing-low)이 함께 사용된다. 비행기가 final approach를 향해 선회를 하자마자 연장된 활주로 중심선을 따라가기 위한 crab angle이 만들어져야 한다. 이는 좌측이나 우측의 편류를 보상하기 위한 heading 조절로 이루어지는 coordinated flight이다. touchdown 이전에 풍상쪽 날개를 낮추고 선회를 막기 위해 반대쪽 rudder를 적용함으로써 sideslip으로 전환해야 한다. 비행기의 풍상쪽 landing gear가 먼저 지면에 닿고 이후 풍하쪽 landing gear, 그리고 그다음에는 nose gear가 닿는다. 조종간의 최대지점에 도달할 때까지 바람을 향한 aileron 적용이 증가하여야 한다.

crab에서 sideslip으로의 전환하는 시점은 비행기에 대한 조종사의 익숙함과 경험에 달려있다. 기술이 좋고 경험도 많은 경우 touchdown 직전의 round out 도중 전환을 만들 수 있다. 기술이 좋지 못하고 경험도 적은 경우에는 활주로로부터 어느 정도 거리에서 전환을 만들어야 한다. 일부 다발 비행기는 일부 단발 항공기와 마찬가지로 특정 시간을 초과하여 slips 하지 않도록 AFM/POH 제한 사항을 가진다(예를 들어 30초). 낮춰진 날개의 탱크 안 연료는 wing tip으로 향하여 연료 pickup 지점으로부터 멀어진다. 따라서 이는 연료 고갈로 인한 엔진 출력 손실을 방지하기 위함이다. wing-low를 사용할 경우 이 시간제한을 반드시 확인해야 한다.

일부 다발 비행기 조종사들은 측풍 착륙을 위해 차등한 출력의 사용을 선호한다. 비대칭 추력으로 발생하는 yawing momment는 rudder로 인해 생산되는 것과는 약간 다르다. 풍상쪽 날개를 낮출 경우 비행기의 선회를 막기 위하여 풍상쪽 엔진 출력을 증가해야 한다. 이러한 대체적인 기술은 완전히 허용될 수 있다. 그러나 대부분의 조종사들은 변화하는 바람에 대하여 throttle를 움직이는 것보다는 rudder와 aileron을 움직이는 것이 더 빠르게 반응할 수 있다고 느낀다. 이는 turbocharged engines에서는 더더욱 그렇다. 왜냐하면 throttle의 반응에 순간적으로 지연이 나타날 수 있기 때문이다. 차등한 출력을 사용하는 기술을 혼자서 시도하기 전에 먼저 교관과 연습해야만 한다.

Short-Field Approach and Landing

단거리 접근 및 착륙의 주된 요소들은 일반적인 접근 및 착륙과 크게 다를 바 없다. 많은 제조업체들은 단거리 착륙을 위한 기술이나 성능 차트를 AFM/POH에 게재하지 않는다. 특정한 단거리 접근 및 착륙 절차가 없다면 비행기는 AFM/POH에서 권장하는 방법으로 운영되어야 한다. AFM/POH의 권장사항을 위반하는 운영을 수행해서는 안 된다.

단거리 접근의 주안점은 외장(full flaps), 일정한 강하 각을 이용한 stabilized approach, 그리고 정교한 속도 제어이다. 일부 AFM/POH는 정상 접근 속도보다 약간 낮은 속도를 권장한다. 만약 이러한 낮은 속도가 게재되어있지 않다면 AFM/POH이 권장하는 정상 접근 속도를 사용한다.

깊은 강하 각을 만들기 위해 full flaps가 사용된다. 만약 장애물이 존재한다면 장애물을 통과한 뒤 급격한 출력 감소가 필요하지 않도록 접근을 계획해야 한다. touchdown 이전에 round out 도중 출력을 idle로 부드럽게 감소해야 한다. 날개 위를 흐르는 propeller blast는 약간의 양력과 추력을 제공한다는 점을 조종사는 명심해야 한다. 장애물을 통과한 직후 상당한 출력을 감소시키는 것은 보통 갑작스럽고 높은 침하율을 초래한다. 이는 hard landing으로 이어질 수 있다. short-field touchdown 이후 flaps를 올리고, elevator/stabilator에 back pressure를 가하고, 그리고 강한 브레이크를 가함으로써 최대 제동이 이루어진다. 만약 활주로 길이가 허용된다면 항공기가 활주로를 개방하고 멈추기 전까지 flaps를 내린 상태로 두어야 한다. landing rollout 도중 flap을 올리려 시도할 때 flaps 대신 landing gear를 올릴 수 있는 상당한 위험이 항상 존재한다.

단거리, 강풍, 혹은 강한 측풍을 포함하는 착륙 상황들은 landing rollout 도중 flap을 올릴지를 고려해야 하는 유일한 상황들이다. touchdown 직후 flaps를 올려야 하는 운영상의 필요성이 있는 경우 이를 작동시키기 전에 flap 스위치를 확실하게 확인하고 신중하게 수행해야 한다.

Go-Around

복행을 수행할 결정을 내렸다면 침하율을 막기 위해 throttles를 이륙 출력으로 증가하고 pitch를 조절해야 한다. 속도가 충분해지면 비행기를 climb pitch 자세로 만든다. 순차적으로 수행되는 이러한 동작은 침하율을 막고 비행기를 상승시킬 적절한 자세로 만든다. 초기 목표 속도는 VY, 혹은 VX(장애물이 존재하는 경우)이다. 속도가 충분해지면 flaps를 full에서 intermediate로 올린다. positive rate of climb가 표시되었고 활주로에 접지할 가능성이 없다면 landing gear를 올려야 한다. 이후에 남은 flaps를 올려야 한다. [그림 13-11]

 

만약 지상이나 공중의 항적으로 인해 복행을 시작하였다면 조종사는 그 항적을 계속 시야에 두기 위해 측면으로 기동하는 것을 고려해야 한다. 이 경우 활주로/착륙 지역에서 약간 벗어나기 위한 선회가 필요할 수 있다.

복행을 시작할 때 비행기가 착륙 접근을 위해 trim 되어 있었다면 비행기가 상승을 향해 가속함에 따라 곧 많은 양의 forward elevator/stabilator pressure가 필요 된다. 조종사는 원하는 pitch 자세를 유지하기 위해 적절한 forward pressure를 가해야 한다. trim을 즉시 조절해야 한다. 여유가 생겼다면 balked landing checklist를 검토해야 한다.

landing gear보다 flaps를 먼저 올려야 하는 두 가지 이유가 있다. 첫째로, 대부분의 비행기에서 full flaps는 landing gear보다 더 많은 항력을 생산한다. 둘째로, flap을 올리면 비행기가 다소 안착하려는 경향이 있다. 따라서 의도치 않은 순간적 touchdown을 대비하여 landing gear가 내려져 있어야 한다.

많은 다발 비행기들이 landing gear retraction speed를 가지고 있다. 이는 extension speed보다 현저히 낮다. 복행 도중 retraction speed를 초과하지 않도록 주의해야 한다. 조종사가 착륙을 위해 다시 돌아올 경우 before landing checklist를 전부 다시 완료하는 것이 필수적이다. 조종사의 습관을 변화시키는 일들은(예를 들어 복행) 이후 gear up 착륙으로 이어지는 전형적인 시나리오이다.

복행 수행에 관한 이전의 논의는 복행이 정상 접근 속도나 그 이상으로 시작되었음을 가정한다. 만약 복행이 낮은 속도에서 시작되었다면 충분한 비행 속도를 유지해야 할 필요성을 위해 상승 자세를 향한 initial pitch up을 조절해야 한다. 이러한 경우에 적용되는 예로는 landing round out에서 시작된 복행, bad bounce로부터의 회복, 의도치 않게 실속에 접근하여 시작된 복행을 포함한다. 제어를 유지하는 것과 적당한 비행 속도를 얻는 것이 항상 우선순위이다. 항공기가 상승 속도까지 가속하기 위해 잠깐 수평 비행을 해야 할 수 있다.

Engine Inoperative Flight Principles

OEI 운영을 위한 두 가지 주요 고려 사항(성능과 제어)이 있다. 다발 비행기 조종사는 sideslip 하지 않고 비행하는 훈련을 받는다. 이를 통해 조종사는 비행기를 blue radial indicated airspeed에서 최대 상승 성능으로 조종하는 법을 배운다, 조종사는 또한 VMC demonstration을 수행하여 red radial indicated airspeed와 연관된 방향 제어 상실의 인지 및 회복 방법을 배운다. VMC demonstration의 목적은 성능이 아니기 때문에 기동 도중 sideslip이 발생한다. 방향 제어 상실과 최대 OEI 상승 성능에 대한 자세한 설명은 다음과 같다.

Derivation of VMC

VMC는 제조업체가 설정한 속도로 AFM/POH에 게재된다. 그리고 대부분의 속도계에 red radial line으로 표시된다. 지식이 많고 능숙한 다발 비행기 조종사는 VMC가 모든 조건에 대해 고정된 속도가 아님을 이해한다. VMC는 항공기 증명 도중 결정된 매우 특정한 상황에 대해 고정된 속도이다. 실제로 VMC는 아래에 설명된 다양한 요소에 따라 달라진다. 조종사의 기술 및 상황에 따라서 VMC는 게재된 값보다 더 낮거나, 혹은 심지어 더 높을 수도 있다.

과거의 항공기 증명에서 VMC는 critical engine이 갑자기 작동하지 않을 때 그 엔진이 작동하지 않은 상태에서 비행기의 제어가 유지될 수 있으며 5도 이하의 bank angle에서 같은 속도로 직진 비행을 유지할 수 있는 sea level calibrated airspeed이다.

앞서 말한 내용은 dynamic 조건에서의 VMC 결정을 의미한다. 이러한 기술은 경험이 많은 테스트 파일럿만이 항공기 증명 도중 사용한다. 이러한 상황 이외를 시도하는 것은 안전하지 않다.

항공기 증명은 또한 static 조건, 혹은 안정된 조건에서도 VMC를 결정한다. dynamic speed와 static speed 간에 차이가 있으면 둘 중 높은 것이 VMC로 게재된다. static 조건은 단순히 VMC 속도에서 bank angle 5도 이하로 직진 비행을 유지할 수 있는 능력이다. 이는 multiengine rating을 위한 실기 시험에서의 VMC demonstration과 더 유사하다.

AFM/POH가 게재하는 VMC는 critical engine이 작동하지 않을 경우에 대하여 결정된다. critical engine이란 고장 시 방향 제어에 가장 악영향을 미치는 엔진이다. 조종석에서 바라보았을 때 각 엔진이 일반적인 시계 방향으로 회전한다면 critical engine은 좌측 엔진이 될 것이다.

다발 비행기는 단발 비행기와 마찬가지로 P-factor의 영향을 받는다. 출력을 형성하는 비행기가 양의 받음각 상태인 경우 각 엔진의 하강하는 프로펠러는 상승하는 프로펠러보다 더 많은 추력을 생산할 것이다. 또한 우측 엔진의 하강하는 프로펠러는 좌측 엔진의 하강하는 프로펠러보다 무게 중심에서 더 멀리 떨어져 있다. 따라서 더 긴 moment arm을 가진다. 결과적으로 좌측 엔진이 고장 나면 우측 엔진이 남은 추력을 발생하기 때문에 최대 비대칭 추력(adverse yaw)이 발생한다. [그림 13-12]

많은 다발이 counter-rotating right engine으로 설계되었다. 이 설계에서는 어느 쪽 엔진이 작동하지 않든 비대칭 추력의 크기가 같다. 더 중요한 엔진(critical engine)은 없다. 어느 쪽이든 windmilling 하고 있을 때 VMC demonstration을 수행할 수 있다.

 

다음 항목들은 과거 14 CFR part 23, section 23.149에 따라 인증된 훈련 중 VMC 속도에 영향을 미치는 여러 가지 요인을 설명한다. 이는 또한 제조업체가 게재한 속도가 결정되는데 사용된 조건을 설명한다. 과거의 항공기 증명에서는 14 CFR part 23, section 23.149에서 서술한 다음 조건에 따라서 dynamic VMC를 결정하였다.

 

∙Maximum available takeoff power initially on each engine(section 23.149(b)(1)). 작동 중인 엔진의 출력이 증가할수록 VMC가 증가한다. 일반적인 aspirated engines의 경우 VMC는 해수면에서 이륙 출력을 사용할 때 가장 높다. 그리고 고도가 높아짐에 따라 감소한다. turbocharged engine의 경우 이륙 출력은 엔진의 critical altitude(엔진이 더는 100% 출력을 유지할 수 없는 고도)까지 고도가 증가해도 일정하게 유지된다. 따라서 VMC도 일정하게 유지된다. critical altitude 이상에서는 일반적인 aspirated engines(이 엔진은 critical altitude가 곧 해수면)와 마찬가지로 VMC가 감소한다. 사고를 피하고자 테스트 파일럿은 다양한 고도에서 VMC 테스트를 수행한다. 그리고 그 테스트의 결과는 하나의 해수면 값으로 추론된다.

 

∙All propeller controls in the recommended takeoff position throughout VMC determination(section 23.149(b)(5)). 작동하지 않는 엔진의 항력이 증가할수록 VMC가 증가한다. 따라서 critical engine의 프로펠러가 low pitch, high rpm 날 각도로 windmilling 할 경우 VMC가 최대이다. VMC는 보통 critical engine propeller가 takeoff position에서 windmilling 할 때 결정된다(단, 엔진이 autofeather system을 장착한 경우 제외).

 

∙Most unfavorable weight and center-of-gravity position(section 23.149(b)). 무게중심(CG)이 뒤로 이동할수록 VMC가 증가한다. rudder의 moment arm은 CG가 뒤로 이동할수록 감소한다. 따라서 rudder의 효율 또한 감소한다. 일반적인 light twin의 경우 aft-most CG limit는 가장 좋지 않은 CG position이다. 과거의 14 CFR part 23은 가장 좋지 않은 무게에서 VMC가 결정될 것을 필요로 하였다. CAR 3이나 초기의 14 CFR part 23에 따라 증명된 다발의 경우에는 VMC가 결정된 무게가 명시되지 않는다. 무게가 감소할수록 VMC는 증가한다. [그림 13-13]

 

가상의 다발 비행기 상승 성능과 비교하여 bank angle을 표시할 때 zero sideslip은 최대 상승 성능이나 최소 하강률을 나타낸다. 비행기가 상승할 수 있는지는 비행기의 무게, 밀도 고도, 그리고 조종사의 기술에 달려있다. 만약 조종사가 zero bank(yaw를 상쇄하기 위해 rudder만을 사용)를 사용할 경우 moderate sideslip으로 인해 상승 성능이 저하된다. bank angle(no rudder)만을 사용하는 것은 large sideslip으로 인해 상승 성능을 상당히 저하한다.

zero sideslip(bank 각과 ball 위치)의 정확한 조건은 모델에 따라, 그리고 가용한 출력과 속도에 따라 약간씩 변화한다. 만약 비행기가 counter-rotating propellers를 장비하지 않는다면 고장 난 엔진에 따라 P-factor로 인하여 zero sideslip이 약간 변화한다. 앞서 말한 zero sideslip 권장사항은 작동하지 않는 엔진이 feather 되고 VYSE로 비행하는 왕복 다발 비행기에 적용된다. 직진 비행을 위한 zero sideslip ball 위치는 선회 비행을 위한 zero sideslip ball 위치이기도 하다.

zero sideslip을 위한 실제 bank 각도는 항공기에 따라 1.5도에서 2.5도까지 다양하다. ball의 위치는 계기 중심으로부터 작동 엔진을 향해 1/3~1/2 폭까지 변화한다.

특정 비행 훈련 도중 조종사와 교관은 propeller feathering을 시뮬레이션 한다. zero thrust란 회전하는 프로펠러에서 발생하는 항력이 정지된 feather propeller와 같도록 한 쪽 엔진 출력을 설정함을 의미한다. 엔진이 zero thrust(혹은 feather)로 설정되고 비행기가 VYSE로 감속되었다면 남은 엔진에서 최대 출력을 발휘하는 상승은 zero sideslip과 최대 상승 성능에 필요한 정확한 bank angle과 ball deflection을 나타낸다. 만약 yaw string이 있다면 이는 zero sideslip의 표시로 windshield에 수직으로 정렬된다. 고장 난 엔진(non-counter-rotating propellers의 경우), 이용 가능한 출력, 속도, 무게에 따라 zero sideslip 자세에는 약간의 변화가 생긴다. 그러나 민감한 테스트 장비가 없다면 이러한 변화를 감지하는 것은 어렵다. 밀도 고도, 이응 가능한 출력, 그리고 무게 조건에 따라 상당히 변화하는 것은 VYSE를 유지하기 위해 필요한 pitch attitude일 것이다.

Low Altitude Engine Failure Scenarios

고도와 속도가 낮은 상태(예를 들어 이륙 후 initial climb)에서 OEI 비행을 할 경우 조종사는 세 가지 주요 사고 요인을 방지하도록 비행기를 운영해야 한다: (1) 방향 제어 상실, (2) 성능 상실, (3) 비행 속도 상실. 셋 다 치명적일 가능성을 가지고 있다. 그러나 비행기가 방향 제어와 성능이 충분히 고려되어 운항 된다면 비행 속도의 상실은 요인이 되지 않는다.

이륙 혹은 복행은 엔진 고장을 겪을 수 있는 가장 중요한 때다. 항공기는 느리며 지면에 가까울 것이고, 심지어 landing gear와 flap는 연장되어 있을 수 있다. 고도와 시간이 아주 적다. 고장 난 엔진의 프로펠러는 feather 되기 전까지는 windmilling을 하여 상당한 양의 항력과 yawing tendency를 발생한다. 비행기의 상승 성능은 최대치이거나, 혹은 심지어 없을 수 있다. 그리고 장애물이 앞에 놓여있을 수도 있다. 만일의 경우를 위한 비상 계획과 안전 브리핑은 takeoff roll이 시작되기 훨씬 전에 명확하게 이해되어야 한다. 기선정한 속도나 지점 이전에서 엔진 고장이 발생할 경우 이는 aborted takeoff로 이어진다. gear가 올라간 상태에서 일정 속도와 지점 이후 엔진 고장이 발생하였고 상승 성능이 보장된다면 이륙이 계속된다. 엔진이 고장 났다면 비행기의 제어를 유지하고 제조업체의 권장된 비상 절차를 따르는 것이 가장 중요하다. 이륙 직후 한쪽 엔진의 완전한 고장은 크게 다음 세 가지 시나리오 중 하나로 분류될 수 있다.

Landing Gear Down

landing gear를 UP position으로 하기 전에 엔진 고장이 발생한 경우[그림 13-18] : nose를 가능한 한 곧바르게 유지하고, 양쪽 throttles를 닫고, 적절한 속도를 유지하도록 pitch 자세를 조절하고, 활주로에 하강한다. 정상 착륙에 집중한다. 그리고 비행기를 강제로 지면에 향하게 하지 않는다. 남은 활주로에 착륙하거나 overrun을 한다. 갑작스러운 yaw에 조종사가 얼마나 빠르게 반응하는지에 따라 비행기는 활주로의 측면으로 벗어날 수 있다. 여기에는 달리 실질적 선택지가 없다. 앞에서 논의한 바와 같이 flaps(만약 연장되었다면)와 landing gear를 올리고 프로펠러를 feathering 하면서 가속을 하는 동안 방향 제어를 유지할 가능성은 최소이다. single-engine-driven hydraulic pump를 갖춘 일부 비행기에서 그 엔진이 고장 났다면 landing gear를 올릴 수 있는 유일한 방법은 엔진이 windmill을 하거나, 혹은 hand pump를 사용해야 함을 의미한다. 이는 이륙 도중 사용 가능한 대안이 아니다.

Landing Gear Control Selected Up, Single-Engine Climb Performance Inadequate

 

single-engine ceiling 근처나 그 이상을 운영할 때 이륙 직후 엔진 고장이 발생하였다면 전방에 무엇이 놓여있던지 착륙이 반드시 이루어져야 한다. [그림 13-19] 또한 나머지 엔진 출력을 통해 VYSE 속도로 강하하여 계속 전진하는 선택지가 있다(단, 조종사는 비행기의 성능을 초과하여 공중에 떠있으려 시도해서는 안 됨). 고도 유지를 위해 속도를 감소시키는 것은 거의 언제나 치명적이다. 제어 하에 착륙하는 것이 최우선이다. single-engine takeoff의 가장 큰 위험은 항공기의 성능을 벗어나는 비행을 시도하려는 것이다. 사고는 불가피하다.

 

이륙 시 엔진 고장에 대한 분석에 따르면 비행기가 제어 하에 있을 경우 공항 이외의 지역에 착륙할 성공률이 높아짐을 나타낸다. 또한 조종사가 비행기의 성능을 초과하여 비행하려 시도한 경우 stall spin accident로 인한 매우 높은 사망률을 나타낸다.

 

이전에 언급하였듯 만약 항공기의 landing gear retraction mechanism이 특정 엔진의 구동 펌프 유압에 의존한다면 해당 엔진이 고장 난 이후 조종사가 그 엔진을 windmills 하거나(gear를 올릴 유압을 제공하기 위해), 혹은 backup pump를 통해 수동으로 올리기 전까지 수백 피트의 고도를 잃을 수 있다.

 

Landing Gear Control Selected Up, Single-Engine Climb Performance Adequate

 

Single-engine 상승률이 충분하다면 이어지는 비행 절차를 따라야 한다. [그림 13-20] 고려해야 할 4 가지가 있다: control, configuration, climb, checklist.

 

 

1. Control

이륙 중 엔진 고장에 따른 첫 번째 고려사항은 항공기의 제어를 유지하는 것이다. 신속하고 적극적인 rudder 적용으로 방향 제어를 유지하는 것, 그리고 yaw를 멈추는 것은 비행 안전에 중요하다. 속도가 VMC 이상이 되도록 한다. 만약 full rudder를 적용하여도 yaw가 제어되지 못한다면 작동 중인 엔진의 추력을 감소시키는 것이 유일한 대안이다. roll을 수정하기 위해 rudder를 먼저 적용하지 않고 aileron을 적용한다면 항력과 adverse yaw를 증가시키고 방향 제어를 저하한다. yaw를 멈추기 위해 rudder를 적용한 이후 약간의 aileron을 사용하여 비행기를 작동 엔진 쪽으로 bank지게 만든다. 이는 항공기 제어, 항력 최소화, 그리고 최대 성능을 얻는 가장 효율적인 방법이다. 조종간 압력이 높을 수 있다(특히 rudder). VYSE를 위한 pitch 자세는 VY를 위한 pitch 자세보다 낮아져야 한다. yaw를 멈추고 방향 제어를 유지하기 위해 처음엔 최소 5도에서 최대 10도의 bank가 사용되어야 한다. 이 초기 bank는 방향 제어를 만들어 낼 수 있을 만큼만 일시적으로 유지된다. bank angle이 대략 2도나 3도를 초과하면 상승 성능이 저하되지만 VYSE와 방향 제어를 얻고 유지하는 것이 가장 중요하다. 조종면 압력을 줄이기 위해 trim을 조정해야 한다.

2. Configuration

항공기를 상승 상태로 만들기 위해 engine failure after takeoff checklist의 memory items를 즉시 수행해야 한다. [그림 13-21] 따라야 할 구체적인 절차는 특정 비행기의 AFM/POH와 체크리스트에 나타난다. 대부분은 조종사에게 VYSE 유지, 이륙 출력 세팅, flaps와 landing gear UP, 고장 난 엔진의 identify∙verify∙feather를 지시한다. (몇몇 항공기에서는 flaps 보다 landing gear를 먼저 올린다.)

“identify”는 조종사가 처음에 고장 난 엔진을 식별하는 것이다. 고장 유형에 따라 엔진 계기를 통한 확인이 가능할 수도, 혹은 불가능할 수도 있다. 이러한 식별은 엔진 계기보다는 주로 직선 비행을 유지하는데 필요한 제어 입력을 통해 이루어져야 한다. “verify”는 조종사가 고장 났다고 생각되는 엔진의 throttle을 줄이는 것이다. 고장이 의심되는 throttle을 감소하였을 때 성능의 변화가 없다면 이는 고장 난 엔진을 정확히 식별하였음을 입증한다. 엔진 feather를 위해 해당하는 propeller control을 완전히 당긴다.

 

3. Climb

 

방향 제어가 이루어졌고 비행기의 상승 자세가 만들어졌으면 bank angle을 최고의 상승 성능을 만들어내는 값으로 줄여야 한다. zero sideslip에 대한 특정한 지침이 없다면 2도의 bank, 그리고 slip/skid indicator의 ball이 1/3~1/2에서 튀어있는 것이 제안된다. VYSE는 pitch 조작으로 유지되어야 한다. 선회 비행은 상승 성능을 감소시킨다. 따라서 공항으로 돌아가기 전에 장애물로부터 최소 400ft(AGL) 이상의 회피를 만들기 위해 직진으로 상승하거나, 혹은 shallow turns로 상승해야 한다.

 

4. Checklist

 

engine failure after takeoff checklist의 memory items를 수행한 이후 시간이 허락하는 대로 인쇄본을 검토해야 한다. 그런 다음 securing failed engine checklist를 수행해야 한다. [그림 13-22] engine fire가 의심되지 않는 한 조종사는 남은 항목들은 신중하게, 그리고 서두르지 않게 수행해야 한다. 남아있는 체크리스트의 수행을 위해 비행기 조작이 희생되어서는 절대 안 된다. 우선순위 항목들은 이미 기억을 통해 수행되었다.

 

Engine Failure During Flight

지면으로부터 훨씬 높은 고도에서 발생한 엔진 고장은 낮은 속도 및 고도에서 발생한 엔진 고장과는 다르게 다루어진다. 순항 속도는 더 나은 항공기 제어를 제공한다. 또한 높은 고도는 고장 진단 및 해결책을 위한 시간을 제공할 수 있다. 그러나 비행기 제어 유지가 다른 무엇보다 가장 중요하다. 비행기의 제어를 해치면서까지 엔진 문제에 fixation 되면 사고가 발생한다.

사실상 모든 엔진 고장이 catastrophic은 아니다(catastrophic은 엔진에 손상을 주어 더 이상의 엔진 운영이 불가능한 중대한 기계적 결함을 의미한다). 많은 경우 출력 손실이 연료 고갈과 연관된다. 따라서 다른 탱크의 선택을 통해 출력을 회복할 수 있다. 계기와 스위치의 정돈된 목록은 문제를 드러낼 수 있다. carburetor heat이나 alternate air를 선택할 수도 있다. 영향 받는 엔진은 하나의 magneto만을 통해, 혹은 낮은 출력 세팅만을 통해서도 부드럽게 작동될 수 있다. mixture를 변화시키는 것이 도움이 될 수 있다. 연료 증기의 형성이 의심된다면 흐름 및 압력의 증감을 제거하기 위해 fuel boost pump를 작동할 수 있다.

precautionary shutdown을 통해 고장 난 엔진을 살리고 싶은 것이 조종사들의 자연스러운 바람이다. 그러나 나아간 비행의 안전을 위해 고장 난 엔진이 필요한지 의문이 있다면 엔진을 계속 작동해야 한다. 반면 심한 진동, 연기, 페인트의 물집, 큰 오일 자국을 동반하는 catastrophic failure는 심각한 상황을 나타낸다. 고장 난 엔진은 feather 되어야 하고 securing failed engine checklist가 수행되어야 한다. 조종사는 가까운 적절한 공항으로 우회하여야 한다. 그리고 우선순위를 위해 ATC에 비상을 선언하여야 한다.

fuel crossfeed는 비행기의 한 쪽 탱크에서 반대 쪽의 작동 엔진으로 연료를 이송하는 방법이다. single-engine operation이 길어질 경우 crossfeed가 사용된다. 만약 적절한 공항이 가까이에 있다면 crossfeed를 고려할 필요가 없다. 사용할 수 있는 공항이 없어서 계속되는 single-engine 비행이 불가피하다면 crossfeed를 사용한다. 이는 또한 날개의 무게 균형을 맞추기 위해 연료 소비의 균형을 맞출 수 있다.

crossfeed에 대한 AFM/POH 절차들은 매우 다양하다. crossfeed를 사용하려면 연료 시스템에 대한 철저한 지식이 필수적이다. crossfeed를 위한 fuel selector position과 fuel boost pump의 사용법은 다발 비행기들 간에 매우 다르다. 착륙하기 전에 crossfeed는 종료되어야 하고 작동 중인 엔진은 main tank 연료 공급으로 되돌아가야 한다.

만약 single-engine absolute ceiling보다 높은 곳에서 엔진 고장이 발생하였다면 비행기는 점점 고도를 잃는다. 조종사는 고도 손실률을 최소화하기 위해 VYSE를 유지해야 한다. 이러한 “drift down” 속도는 고장이 발생한 직후 가장 심하고 single-engine ceiling에 가까워질수록 감소한다. 엔진과 프로펠러의 마모, 난기류, 조종사 기술에 의하여 성능이 변화하기 때문에 비행기는 고도를 유지하지 못할 수 있다(심지어 게재된 single-engine ceiling에서도). 그러나 이후의 침하율은 그다지 대단하지 않을 것이다.

하강, 혹은 그 밖의 낮은 출력 세팅에서 엔진 고장이 발생할 경우 이는 조종사를 속일 수 있다. 급격한 yaw와 성능 손실이 없다. 아주 낮은 출력 세팅에서 조종사는 심지어 고장을 인지하지 못할 수도 있다. 만약 고장이 의심된다면 조종사는 양 엔진의 mixtures, propellers, 그리고 throttles를 크게 전진시켜(필요한 경우에는 takeoff setting까지) 고장 난 엔진을 식별해야 한다. 작동 중인 엔진의 출력은 항상 나중에 줄일 수 있다.

Engine Inoperative Approach and landing

OEI 상태에서의 접근과 착륙은 two-engine 접근 및 착륙과 실질적으로 똑같다. two-engine 접근과 비슷한 고도, 속도, key positions로 장주 패턴을 비행해야 한다. 차이점은 사용 가능한 출력이 감소하였고 남아있는 추력이 비대칭이라는 사실이다. 정상 출력보다 높은 값을 작동 엔진에 설정해야 한다.

충분한 속도와 성능이 있다면 downwind leg에서 landing gear를 내릴 수 있다. 이 경우 의도하는 착륙 지점에 abeam 되기 전까지는 landing gear가 내려져 있는지 확인되어야 한다. 또한 성능이 허용된다면 flaps의 initial extension(일반적으로 10도)과 패턴 고도로부터의 강하가 downwind leg에서 시작될 수 있다. 속도는 VYSE보다 낮아서는 안 된다. 장주 패턴의 방향(즉 선회 방향)은 비행기의 조종성과 성능이 고려되는 한 중요하지 않는다. 고장 난 엔진 쪽으로 선회를 만드는 것은 전적으로 허용된다.

성능이 충분하다면 base leg에서 flaps를 intermediate setting(일반적으로 25도)으로 연장할 수 있다. 속도의 감소나 높은 침하율을 통해 성능이 불충분함을 확인하였다면 활주로에 더 근접하기 전까지는 flap의 연장을 지연해야 한다. VYSE는 여전히 유지되어야 할 최소 속도이다.

final approach 도중 착륙까지 보통 3도의 glidepath가 바람직하다. VASI나 그 외의 vertical path lighting aids를 사용할 수 있다면 이를 사용해야 한다. 약간의 가파른 접근이 용인될 수 있다. 그러나 긴, 평평한, 낮은 접근을 피해야 한다. 크고 갑작스러운 출력의 적용이나 감소를 피해야 한다. 착륙을 확신하기 전까지 VYSE를 유지한다. 이후 1.3VS0 , 혹은 AFM/POH의 권장 속도까지 감속한다. 최종적인 flap 설정은 착륙을 확신하기 전까지 지연될 수도 있고, 혹은 partial flaps로 내릴 수도 있다.

비행기는 내내 trim이 되어있어야 한다. 그러나 touchdown 직전 round out 도중에 작동 중인 엔진의 출력을 idle로 감소함에 따라 rudder trim이 변화하는 것에 대해 조종사는 반드시 준비하고 있어야 한다. 한 쪽 프로펠러만 windmilling 하고 있기 때문에 항력이 적다. 따라서 비행기는 two-engine 접근보다 더욱 float 하려는 경향이 있다. 그러므로 정교한 속도 제어가 필수적이다(특히 착륙이 짧고, 젖고, 그리고/혹은 미끄러운 표면에서 이루어질 때).

일부 조종사들은 final에서 rudder trim을 neutral로 리셋한다. 그리고 남은 접근 동안 rudder 압력을 직접 유지하여 yaw를 보상하는 것을 선호한다. 이는 착륙을 위한 round out 도중 throttle을 닫을 때 rudder trim을 변경하는 것을 없앤다. 이러한 기술은 final approach 도중 rudder trim을 손으로 더듬어 neutral로 조작하는(이는 많은 조종사들을 매우 산만하게 만든다) 필요성을 제거한다. AFM/POH의 권장사항이나 개인의 선호사항이 사용되어야 한다.

final approach 도중 single-engine go-around가 불가능할 수 있다. 비행기가 landing gear와 flaps가 연장된 상태로 final approach에 있을 때 의도하는 활주로, 또 다른 활주로, 유도로, 잔디밭에 착륙하기 위해 전념하는 것이 single-engine approach에 있어 실질적인 방법이다. 대부분의 light-twins는 landing gear와 flaps가 연장된 상태에서 한 쪽 엔진으로 상승할 성능을 가지고 있지 않다. VYSE를 유지하고 landing gear와 flaps를 올리는 동안 상당한 고도가 손실한다. 500ft 이상이 손실되는 것이 일반적이다. landing gear의 연장을 위해 대체 수단을 사용하였다면 landing gear를 올리는 것이 불가능할 수 있다. 이럴 경우 사실상 어떤 상승 성능도 발생하지 못할 수 있다.

Multiengine Training Considerations

교관과 학생이 다음 요소들을 고려할 경우 다발 비행기의 비행 훈련이 안전하게 이루어질 수 있다.

∙탑승자들은 비행을 시작하기 전에 목표, 기동, 예상되는 학생의 조치, 그리고 완료 기준에 대한 사전 브리핑을 수행해야 한다.

∙simulated emergencies가 어떻게 시작될 것인지, 그리고 학생이 어떤 조처를 할 것으로 예상되는지에 대한 명확한 이해가 있어야 한다.

비상 절차의 소개, 연습, 그리고 테스트는 항상 신중을 요하는 주제이다. 사전의 충분한 브리핑 없이 다발 비행기 학생을 비상 절차로 놀라게 하면 위험한 상태가 발생한다. 예를 들어 simulated engine failures를 부주의하게 다룰 경우 매우 빠르게 실제 비상 상황이 되거나, 혹은 비행기 사고로 이어질 수 있다. 비상을 위한 훈련 도중 stall-spin 사고의 수는 실제 비상에서의 stall-spin 사고 수와 맞먹는다. 훈련 목적으로 circuit breakers를 뽑는 것은 권장되지 않는다. 이는 이후 gear up landing으로 이어질 수 있다.

많은 정상, 비정상, 그리고 비상 절차들은 지상에서 비행기에 앉은 채로(엔진 작동 없이) 소개 및 연습 될 수 있다. 이런 점에서 비행기는 procedures trainer로 사용된다. 이러한 훈련의 가치는 상당할 것이다. 실제 학습이 이루어지기 위해 엔진이 작동 중일 필요는 없다. 훈련이 완료되면 스위치를 올바른 position으로 복원하는데 주의해야 한다.

checklist를 효과적으로 사용하지 않는 조종사는 다발 비행기에서 상당한 불이익을 받을 것이다. checklist를 사용하는 것은 비행기의 안전한 운항을 위해 필수적이다. checklist 없이 비행하는 것을 위험하다. 제조업체의 checklist, 혹은 특정 모델에 대한 제조업체의 절차를 준수하는 aftermarket checklist가 사용될 수 있다. checklist와 AFM/POH 사이에 절차상 일치하지 않는 부분이 있다면 항상 AFM/POH가 우선한다.

즉각적으로 조치해야 하는 특정 항목들(예를 들어 비행의 중요한 단계 도중 엔진 고장 시 대응)은 기억해두어야 한다. 이들을 완료한 후 여유가 생길 시 수행한 조치를 checklist와 비교할 수 있다.

takeoff ground roll 도중 mixture control을 통해 simulated engine failures를 수행할 수 있다. simulated failure는 VMC로부터 50% 이하의 속도에서 시작돼야 한다. 학생이 양 쪽 throttles를 즉시 당기지 않을 경우 교관은 항상 다른 쪽 mixture를 당길 수 있다.

FAA는 3,000ft AGL 미만에서 수행하는 모든 simulated engine failures에 대해 throttle을 부드럽게 감소시켜 시작할 것을 권장한다. 이를 통해 엔진은 계속 작동하며 필요한 경우 즉시 사용할 수 있다. throttle을 부드럽게 감소시키면 엔진의 남용과 손상 가능성을 방지한다. VSSE 이하에서 inflight engine failures를 시뮬레이션 할 경우 매우 높은, 그리고 불필요한 위험을 초래한다.

만약 엔진이 dynamic crankshaft counterweights를 장비한다면 simulated failures 시 throttle을 부드럽게 줄이는 것이 중요하다. dynamic counterweight의 손상으로 이어지는 다른 상황들은 high rpm and low manifold pressure combinations, overboosting, propeller feathering을 포함한다. counterweights의 심각한 손상이나 반복적 남용은 결국 엔진 고장으로 이어질 것이다. dynamic counterweights는 더 크고 복잡한 엔진에서 발견된다. 비행기가 이를 장비하고 있는지를 확인하기 위해 교관은 정비사나 엔진 제조업체와 함께 점검을 할 수 있다.

교관이 engine failure를 시뮬레이션 하면 학생은 적절한 memory items와 함께 반응해야 한다. 그리고 적절한 propeller control을 FEATHER position으로 당겨야 한다. zero thrust가 설정될 것이라 가정하고 교관은 즉시 propeller control을 앞으로 밀고 적절한 manifold pressure와 rpm을 설정한다. 교관의 의도를 학생에게 계속 알리는 것이 중요하다. 이때 교관은 “I have the right engine; you have the left”라 말할 수 있다. 이는 교관이 zero thrust를 설정하였으며 right engine은 simulated feathered임을 의미한다. 어떤 시스템이나 스위치를 누가 작동하는지에 대해 애매할 경우 의도치 못한 결과의 가능성을 증가시킨다.

simulated engine failure 이후 교관은 “고장 난” 엔진을 확인해야 한다(학생이 작동 중인 엔진을 확인하는 것처럼). feathered propeller를 시뮬레이션 하기 위해 zero thrust가 설정되었다면 보통 cowl flap이 닫히고 mixture는 lean 된다. 가끔 엔진을 clearing 해주는 것 또한 바람직하다. zero-thrust 출력 설정에서 장시간 냉각한 이후에는 가급적 높은 출력을 즉시 적용하지 않는다. 유능한 비행 교관은 실제 엔진 고장이 발생한 경우 적시에 프로펠러를 feathering 하는 것의 중요성을 다발 학생에게 가르친다. 부적절하게 훈련받은 많은 다발 조종사는 windmilling propeller가 여전히 유용한 추력을 만들어내고 있다는 잘못된 인식을 가지고 있다. feathering은 프로펠러 회전을 중단시키기 때문에 이로 인해 feathering에 대한 심리적 거부감으로 이어졌다. 비행 교관은 windmilling propeller와 feathered propeller(zero thrust)에서의 비행기 성능 차이를 설명하는데 충분한 시간을 할애해야 한다.

훈련을 위한 실제의 안전한 propeller feathering은 공항 착륙이 쉽게 이루어질 수 있는 고도 및 위치에서 수행되어야 한다. 이는 프로펠러가 unfeather 될 경우를 위함이다. 3.000ft AGL 이상에서 unfeathering과 restart가 완료되도록 계획한다. 특정 고도에서, 그리고 많은 인기 있는 다발 훈련 비행기에서 이는 single-engine service ceiling보다 높을 수 있으며 수평 비행이 불가능할 것이다.

feathering과 unfeathering을 반복하면 엔진과 기체에 무리가 간다. 따라서 적절한 훈련을 위해 필요한 경우에만 수행한다. multiengine class rating을 위한 FAA의 Airman Certification Standards는 비행 도중 하나의 프로펠러를 feathering 및 unfeathering 하는 작업을 포함한다.

이 장의 많은 부분은 one engine inoperative 상태인 다발 비행기의 고유한 비행 특성을 다루었다. 그러나 현대의 잘 정비된 왕복 엔진은 매우 신뢰할 수 있다. 저고도에서 simulated engine inoperative emergency를 수행하려면 먼저 높은 고도에서의 engine inoperative procedures를 훌륭하게 숙달해야 한다. 저고도에서 비상상황을 수행할 경우 위험을 완화하기 위해 보통 최소 400ft AGL에서 시작된다. 극도로 낮은 고도, 이륙 직후, 혹은 VSSE 이하에서 비행기로 simulated low altitude engine inoperative emergency를 수행할 경우 안전 여유가 존재하지 않는 상황을 발생시킨다.

비행 중 위험할 수 있는 기동 훈련을 위해, 혹은 advanced multiengine airplane에서 자격증을 취득하기 위해 simulator training center나 제조업체의 training course를 고려한다. 종합적인 훈련 매뉴얼과 교실 수업이 system training aids, audio/visuals, flight training devices and simulators와 함께 제공된다. simulation을 통해 다양한 환경 및 항공기 조건에서의 훈련이 가능하다. 비행기로 수행하기에는 위험하거나 불가능한 비상 절차는 flight training device나 simulator를 통해 안전하고 효율적으로 이루어질 수 있다. flight training device나 simulator는 특정 모델의 비행기와 반드시 같을 필요는 없다. 일반적인 훈련 장치 뿐만 아니라 다른 모델의 훈련 장치에서도 매우 효과적인 학습을 받을 수 있다.

대부분의 다발 훈련은 4~6개의 자리를 갖춘 비행기를 사용하여 최대중량보다 훨씬 적은 무게에서 수행된다. single-engine 성능이 아주 좋을 수 있다(특히 낮은 밀도 고도에서). 더 높은 무게, 고도, 그리고 온도에서 예상되는 성능을 경험하기 위해 교관은 때때로 작동 엔진이 사용 가능한 manifold pressure를 인위적으로 제한할 수 있다. signle-engine ceiling 이상에서의 공항 운영 또한 이러한 방법으로 시뮬레이션 될 수 있다. 최대 이륙 무게에서의 비상 상황을 연습하기 위해 비행기에 승객을 태우지 않는다. 이러한 연습을 불필요한 위험을 발생시킨다.

다발 훈련에 있어 touch-and-go landing and takeoff를 하는 것은 항상 다소 논란이 되어왔다. 극도로 제한된 시간 내에 비행기를 이륙 외장으로 만드는 위험, 그리고 full stop landing 이후 일상적으로 경험하는 후속 조치가 없어짐으로써 학습 경험 가치가 상쇄될 수 있다. 초기에 다발 비행기에 익숙해지는 동안에는 touch-and-goes가 권장되지 않는다.

만약 touch-and-goes를 수행해야 한다면 비행 전에 학생과 교관의 책임을 주의 깊게 설명해야 한다. touchdown 이후 학생은 일반적으로 왼손으로는 조종간을, 그리고 오른손으로는 throttles를 잡고 방향 제어를 유지할 것이다. 교관은 flaps와 trim을 리셋하고 비행기의 외장이 변경되면 이를 알린다. 다발 비행기는 touch-and-go를 수행하는데 단발 비행기보다 더 많은 활주로를 사용한다. 초기에 익숙해지는 동안에는 full stop-taxi back landing이 바람직하다. 다발에서 단독으로 touch-and-goes를 하는 것은 강력히 권장되지 않는다.