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Hydroplaning

물, 진창 눈, 혹은 젖은 눈이 있는 활주로에 착륙할 때 수막현상이 발생할 수 있다. 수막현상은 방향 제어와 제동 효율에 악영향을 미칠 수 있다. 기본적인 세 가지 수막현상으로는 dynamic hydroplaning, reverted rubber hydroplaning, 그리고 viscous hydroplaning이 있다. 착륙 활주 도중 이러한 현상들로 인해 비행기 제어가 어려워질 수 있다.

Dynamic Hydroplaning

동적 수막현상은 활주로의 물이 최소 0.1inch일 때 발생하는 비교적 높은 속도의 현상이다. 비행기의 속도와 물의 깊이가 증가함에 따라 물의 층이 배수를 억제시키며 그 결과 타이어 아래에 쐐기 모양의 물이 형성된다. hydroplaning speed(VP)라 불리는 특정 속도에서 물의 압력이 비행기의 무게와 같아지면 타이어가 활주로 표면으로부터 들어 올려진다. 이 상태에서 타이어는 더 이상 방향 제어를 수행하지 못하며 제동도 이루어지지 못한다.

동적 수막현상은 타이어의 공기압과 관련이 있다. 타이어의 최소 hydroplaning speed(VP)는 타이어 공기압의 제곱근에 8.73(PSI)을 곱한 것이다. main tire의 압력이 24 PSI인 비행기의 경우 hydroplaning speed는 대략 42노트이다. 해당 속도는 dynamic hydroplaning이 시작되는 속도임을 유의해야 한다. 수막현상이 한 번 시작되었다면 수막현상의 유형에 따라 매우 낮은 속도에서도 계속될 수 있다.

Reverted Rubber Hydroplaning

증기 수막현상은 강한 제동으로 인해 잠긴 바퀴가 계속하여 미끄러질 때 발생한다. 얇은 층의 물이 활주로에 있기만 하여도 이러한 유형의 수막현상이 발생한다. 미끄러지는 마퀴는 엄청난 열을 발생시키는데, 이는 활주로와 접촉한 고무를 원래의 경화되지 않은 상태로 되돌아가게 만든다. 원래의 상태로 되돌아간 고무는 타이어와 활주로 사이에서 seal처럼 작용하여 타이어 바퀴가 물과 닿는 영역의 물 배출을 지연시킨다. 물이 가열되어 증기로 변하면 이는 활주로로부터 타이어를 떠받친다.

증기 수막현상은 종종 동적 수막현상이 발생한 후에 발생한다. 동적 수막현상이 발생한 후 감속을 위하여 브레이크를 적용하는 경우가 있기 때문이다. 결국 타이어가 활주로 표면에 접촉하기 전까지 비행기가 감속하면서 미끄러지기 시작한다. 이러한 유형의 수막현상에 대한 해결책은 브레이크를 놓아주어 바퀴가 회전하게 만든 뒤 적당한 제동을 가하는 것이다. 증기 수막현상은 매우 서서히 발생하기 때문에 조종사가 이를 눈치 채지 못할 수도 있다. 또한 이는 매우 낮은 groundspeeds(20노트 혹은 그 미만)에서도 지속될 수 있다.

Viscous Hydroplaning

점성 수막은 물의 점성 특성 때문으로 인해 발생한다. 여기에는 1/1000인치도 안되는 얇은 유체의 막만이 필요하다. 타이어는 유체를 관통하지 못하여 그 막 위를 구른다. 이는 동적 수막현상보다 훨씬 낮은 속도에서 발생할 수 있다. 허나 여기에는 매끄러운 표면(예를 들어 아스팔트 지역, 혹은 이전의 착륙들로 인하여 착지 구역이 고무로 코팅된 지역)이 필요하다. 이러한 표면은 젖은 얼음과 동일한 마찰 계수를 가질 수 있다.

수막현상의 가능성이 있다면 grooved runway에 착륙하는 것이 가장 좋다(단, 가능한 경우). 착지 속도는 최대한 느려야 한다. nose-wheel이 활주로에 닿은 후 적절한 제동을 적용한다. 만약 감속이 감지되지 않으며 수막현상이 의심된다면 기수를 들고 공기역학적 제동을 사용한다. 그리고 브레이크가 유효해지는 시점까지 감속한다.

적절한 제동 기술은 필수적이다. skid가 발생하기 직전까지 브레이크를 확실하게 적용한다. skid의 첫 번째 징조가 발생하였다면 브레이크 압력을 놓아주고 바퀴가 회전하도록 둔다. 최대한 rudder를 사용하여 방향 제어를 유지한다. 측풍 조건에서 수막현상이 발생하면 비행기가 풍하쪽으로 밀릴 뿐만 아니라 바람을 향하여 weathervane 한다는 것을 기억하라.

Chapter Summary

사고 통계에 따르면 접근 및 착륙 구간이 비행의 다른 어떤 구간보다 더 위험하다. 이 구간의 사고 원인이 되는 요인들은 많다. 그러나 사고의 압도적인 비율은 조종사의 숙련도 부족에서 비롯된다. 이 장은 숙련도를 얻기 위한 핵심적인 절차를 제시한다. 항공 역학, 항공기 성능, 그리고 접근 및 착륙에 영향을 미치는 그 외의 측면들에 대한 추가적인 정보는 PHAK에서 확인할 수 있다. 사고 예방 수단으로서 risk assessment가 궁금하다면 Risk Management Handbook을 참조한다. 이 두 간행물은 모두https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation 에서 구할 수 있다.

Introduction

초기 훈련 도중 조종사는 다양한 조종간 입력이 비행기에 어떤 영향을 미치는지를 배운다. 그것이 충분히 능숙해졌다면 조종사는 이제 이 기술을 적용할 준비가 된 것이다. 이 기술은 비행기가 정확한 자세와 출력에서 지상의 물체와 관련된 적절한 경로를 따라 유지되게 만든다. 이러한 기술은 장주 패턴, 측량, 사진촬영, 관광, 항공 살포(crop dusting) 그리고 그 외에 지면을 참조한 특정 비행경로를 필요로 하는 다양한 비행로의 기초가 된다.

Ground reference maneuvers는 four fundamentals(직진수평, 선회, 상승, 하강)를 결합한 주요 비행 기동으로 조종사가 매 비행에 사용하게 된다. 모든 이착륙 시 조종사는 비행기 조종을 위해 이러한 기술들을 활용한다. 따라서 조종사는 필요한 자세와 지상 참조물에 관련하여 비행기를 안전하고 정확하게 조종하기 위해 올바른 coordination, 타이밍, 그리고 주의를 발달시켜야 한다.

조종사가 four fundamentals에 능숙해졌으면 교관은 학생에게 ground reference maneuvers를 접하게 해야 한다. ground reference maneuvers는 바깥 자연 수평선과 지상 참조물, 그리고 순간순간의 계기 확인을 사용하여 항공기 자세와 위치를 변화시키는데 필요한 조종간 압력을 가하는 것이다.

Maneuvering by Reference to Ground Objects

ground reference maneuvers는 특정 참조물로부터 비행기를 정확하게 위치시킨 후 원하는 ground track을 유지하도록 훈련한다. 주로 사용되는 감각은 시각이긴 하지만 다른 감각들도 다양한 수준으로 활용된다. 예를 들어 조종간 힘을 극복하는데 필요한 압력의 양은 비행기의 속도와 공기역학적 하중에 대한 촉각 피드백을 제공한다.

특정 참조물(예를 들어 지상의 한 지점, 혹은 자연 수평선의 한 지점)에 fixate 되는 것은 초보 조종사들의 일반적인 실수이다. 하나의 참조점에 fixate 되면 rate를 확인할 능력을 상실하여 조종사의 수행능력을 상당히 저하한다. 몇몇 참조물들을 육안으로 확인함으로써 조종사는 특정 지점에 가까워지는 rate를 확인할 방법을 배운다. 또한 조종사는 상대적 움직임을 확인하기 위해, 혹은 원하는 ground track으로부터 비행기가 편류하는지 유지되는지를 확인하기 위해 몇몇 시각 참조물들을 훑어보아야 한다. 숙련된 카레이서가 교차로에서 선회하는 것을 생각해 본다. 운전자는 단순히 핸들을 어느 정도 돌리기만 해서 선회하지 않는다. 운전자는 몇몇 참조점들(옆에 있는 교통섬, 페인트칠 된 차선, 혹는 반대쪽 커브)을 고르고 이러한 참조점들을 사용하여 핸들을 꺾는 정도를 거의 감지할 수 없을 정도로 조정한다. 이와 동시에 운전자는 새로운 차선으로 부드럽게 진입하기 위해 가속 페달 압력을 조절한다. 마찬가지로 지상 참조물로부터 비행기를 정교하게 조종하기 위해선 여러 참조물이 필요하다.

모든 지상 참조물들이 시각적으로 같지 않다. 전형적인 착시에 대해 알고 있다면 적절한 참조물을 선택하는 데 도움을 준다. 예를 들어 큰 참조물은 작은 참조물과 비교하였을 때 실제보다 더 가까운 것처럼 보일 것이다. 우시정은 참조물까지의 거리에 대한 조종사의 인지에 아주 큰 영향을 미친다. 맑은 하늘 및 훌륭한 시정은 흐릿하고 낮은 시정과 비교했을 때 참조물이 더 가까워 보이는 경향을 만든다. 비는 실제보다 높아 보이는 착각으로 시각 이미지를 변화시킬 수 있다. 그리고 밝은 물체는 흐릿한 물체보다 더 가까워 보일 수 있다. 그러나 유사한 크기와 비율의 참조물을 사용한다면 조종사는 ground reference maneuvers를 더 쉽게 수행할 수 있다.

지상 참조물을 무수히 많을 수 있다. 예를 들어 방파제, 운하, 울타리선, 발 경계선, 고속도로, 철도선, 도로, 파이프선, 전력선, 물탱크, 그리고 다른 물체들이 있다. 그러나 지리, 인구 밀도, 기반 시설, 혹은 건축물들로 인해 선택이 제한될 수 있다. 조종사는 지상 참조물을 선정할 때 수행할 기동의 종류, 기동을 수행할 고도, 비상 착륙 조건, 구조물의 밀도, 바람 방향, 시정, 그리고 공역의 종류를 고려해야 한다.

ground reference maneuvers는 조종사의 주의 분배 기술을 발달시킨다. 조종사는 지상의 특정 경로를 따르는 동안 비행기의 자세를 제어해야 한다. 또한 조종사는 위험 요소들(예를 들어 다른 항적)을 확인해야 하고, 필요할 경우 비상 착륙을 준비해야 하고, 예상치 못한 사고를 방지하기 위해 엔진 계기들을 규칙적으로 확인해야 한다.

ground reference maneuvers는 비행기를 저고도의 위험에 놓이게 한다. 조종사는 다른 항적(헬리콥터 포함), 그리고 장애물(예를 들어 무선탑과 전선)을 확인해야 한다. 또한 조종사는 엔진 고장을 고려하여 비상 착륙을 위한 위치를 하나 이상 확보해야 한다. 조종사는 비행기의 상하좌우를 확인하기 위해 두 번의 90도 clearing turns를 항상 수행해야 한다. 기동 지역에 소란을 일으켜서는 안 된다. 또한 사람들의 야외 집회, 도시의 혼잡한 지역, 혹은 가축 떼로부터 멀리 떨어져 있어야 한다. 조종사는 기동을 수행하기 전에 필요한 체크리스트 항목을 완료해야 하고, 라디오 공지(예를 들어 연습 구역 주파수에서)를 해야 하며, clearing turns를 해야 한다. 일반적으로 ground reference maneuver는 45도 bank angle을 초과해서는 안 되며 maneuvering speed를 초과하여서도 안 된다. 비행 전 계획 도중 조종사는 50도 bank angle, 혹은 기동하면서 예상되는 가장 높은 bank angle에서의 예상되는 실속 속도를 POH/AFM에서 확인해야 한다. 이는 기동 도중 실속 속도로부터 안전 여유를 보장한다.

Drift and Ground Track Control

풍향과 풍속의 변화로 인해 ground reference maneuvers 도중 비행경로 수정이 필요하다. 바람은 비행기가 지면으로부터 이동하는 경로에 직접적인 영향을 미친다(물살이 배의 진행에 영향을 미치는 것과 같은 방식). 비행기가 비행 중이라면 공기의 움직임은 항상 비행기의 실제 ground track에 직접적으로 영향을 미친다.

예를 들어 비행기가 90knots로 이동하고 있고 바람은 우측에서 좌측을 향해 10knots로 불고 있다. 매시간 비행기는 90nm를 전진함과 동시에 좌측으로 10nm씩 움직인다. 비행기의 속도를 두 배로 하여 180knots라 하여도 여전히 매시간 10nm씩 좌측으로 편류한다. 지표면의 한 지점으로 이동하는 것은 공기의 움직임에 대한 보상을 필요로 한다(단, 무풍인 경우 제외).

ground reference maneuvers는 일반적으로 600~1,000ft AGL에서 수행된다. 조종사는 기동 고도를 선정할 때 다음 사항들을 고려해야 한다:

• 기동 고도가 낮아질수록 지면으로부터 더 빠르게 이동하는 것처럼 보인다.

• 비행기의 양 쪽을 통해 편류를 쉽게 인식할 수 있어야 한다.

• 수직 500ft 및 수평 2,000ft의 장애물 회피가 제공되는 고도여야 한다.

• 엔진 고장이 발생한 경우 고도가 낮기 때문에 비상 착륙 전까지 비행기를 구성할 시간이 더 적고 활공 거리가 감소한다.

• 시험 기준에서 요구하는 특정 고도와 고도 범위가 얼마인가.

Correcting Drift During Straight-and-Level Flight

직선 ground track을 직진 수평비행으로 비행할 때 편류를 수정하는 좋은 방법은 비행기를 바람을 향해 충분히 기울이는 것이다. 바람의 속도, 풍향과 비행기 세로축 사이의 각도, 그리고 비행기의 속도가 wind correction angle을 결정한다. 예를 들어 100knots 속도로 움직이는 비행기의 90도에서 20knots의 바람이 불 경우 편류를 막기 위해 풍상쪽으로 12도를 선회해야 한다. 위의 예시에서 만약 풍속이 10knots라면 편류를 막기 위한 wind correction angle은 6도 이다. 비행기 heading을 풍상쪽으로 향하여 편류가 상쇄되었다면 비행기는 직선 ground track을 따라 비행할 것이다.

만약 배가 강을 가로지르고 있는데 물살이 없다면 배는 반대편 해안을 향해 편류 없이 직진할 수 있다. 그러나 강에는 하류로 향하는 흐름을 가지기 쉽다. 선장은 직진 경로를 사용하여 반대쪽 해안에 도달하고 싶다면 이러한 흐름을 고려해야 한다. 하류 흐름은 그 속도로 배를 측면으로 밀어낸다. 이러한 하류 흐름을 상쇄하려면 배는 하류 흐름과 같은 속도로 상류를 향해 움직여야 한다. 이는 배를 상류 쪽으로 기울여서 하류 흐름을 상쇄함으로써 이루어진다. 올바르게 수행될 경우 배는 의도한 목적 지점을 향해 직진 경로로 강을 가로지른다. 배의 속도가 느려지거나, 혹은 흐름의 속도가 빨라지면 편류를 상쇄하기 위해 더 큰 각도가 필요하다. [그림 7-1]

지면에서 부양한 이후 날개 수평을 만들었는데 만약 측풍이 존재한다면 비행기는 측면으로 편류한다. 편류하는 속도는 바람의 측풍 성분 속도까지 증가한다. 우측이나 좌측에서 90도로 부는 바람은 그 풍속만큼 비행기를 측면으로 편류시킬 것이다. 비행기의 측면과 nose의 절반(45도 각도)에서 바람이 분다면 이는 풍속의 70% 만큼 비행기를 측면으로 편류시킨다. 조종사는 ground reference maneuvers 도중 편류에 필요한 수정 각도를 계산하지 않는다는 점을 이해해야 한다. 조종사는 편류를 상쇄하기 위해 참조점에 대한 비행기와의 관계를 조절할 뿐이다. 비행기의 groundspeed 또한 바람에 의해 영향을 받는다. 풍향이 비행기의 세로축과 평행해질수록 groundspeed에 미치는 바람의 영향이 커진다. 반면 풍향이 비행기의 세로축으로부터 수직이 될수록 groundspeed에 미치는 바람의 영향이 작아진다. 일반적으로 바람이 비행기의 nose를 향해 직접 불어오면 groundspeed는 대기 속도보다 느려질 것이다. 바람이 비행기기 뒤쪽을 향해 직접 분다면 groundspeed는 대기 속도보다 빨라질 것이다. 다시 말해 비행기가 정풍에 있으면 groundspeed가 감소하고, 배풍에 있으면 groundspeed가 증가한다.

 

Constant Radius During Turning Flight

 

무풍 조건에서는 일정한 bank angle을 사용함으로써 지상으로부터 일정한 반경의 선회를 수행할 수 있다. 그러나 바람이 존재할 때에도 일정한 bank angle을 사용 한다면 선회 반경이 변화할 것이다. [그림 7-2] groundspeed가 증가하면 선회 반경이 증가한다. 반대로 groundspeed가 감소하면 선회 반경이 감소한다. 지상을 참조하여 일정한 선회 반경을 유지하기 위해 조종사는 선회 도중 bank angle을 조절함으로써 groundspeed의 변화를 보상해야 한다. groundspeed가 증가하면 조종사는 일정한 선회 반경을 유지하기 위해 더 깊은 bank를 가한다. 반대로 groundspeed가 감소하면 조종사는 더 얕은 bank를 가한다.

 

특정한 진대기속도에서 선회 반경은 bank angle에 반비례하여 변화한다. 지상으로부터 일정한 반경을 유지하려면 bank angle이 ground speed에 비례해야 한다. 예를 들어 비행기가 배풍 구간에서 groundspeed 100knots라 하자. 이 예시에서 바람은 10knots이다. 즉 비행기의 속도는 90knots이다(여기서 진대기속도, 수정속도, 지시속도가 모두 같다고 가정). 만약 조종사가 45도 bank angle로 선회를 시작하였다면 그 시점에서의 선회 반경은 대략 890ft이다. 비행기가 선회함에 따라 ground speed는 감소한다. 890ft의 선회 반경을 똑같이 유지하려면 bank angle을 감소시켜야 한다. 정풍 구간에서 bank angle은 대략 33도여야 한다. 다른 예시로, 만약 90knots인 비행기가 10knots의 배풍 구간에서 2,000ft의 선회 반경으로 선회하길 원할 경우 bank angle은 대략 24도일 것이다. 정풍 구간에서의 bank angle은 대략 16도일 것이다.

달리 말하면, 높은 groundspeed에서 일정한 선회 반경을 유지하는 동안에는 비행기를 선회하는 시간이 줄어든다. 조종사는 선회율을 증가시키기 위해 bank angle을 증가시킨다. 그리고 증가한 선회율은 줄어든 선회 시간을 상쇄한다. 반대로 낮은 groundspeed에서는 늘어난 선회 시간을 보상하기 위해 bank angle과 선회율을 감소시킨다. 몇 번의 경험을 통해 조종사는 풍향이 ground-referenced turns의 다양한 구간에서 필요한 시간에 어떻게 영향을 미치는지 알 수 있다.

바람이 선회에 미치는 영향을 시연하기 위해 조종사는 직선 지상 참조물(예를 들어 도로나 철도)을 선택해야 한다. [그림 7-3] 바람에 평행한 직선 지상 참조물을 선택하였다면 비행기는 직선 지상 참조물을 곧장 따를 것이다. 직선 지상 참조물에 도달하였다면 조종사는 medium bank를 사용하여 360도 선회를 수행한다. 비행기가 360도 회전을 완료하였을 때 비행기는 직선 지상 참조물의 상공으로(그러나 시작 지점으로부터 downwind인) 돌아올 것이다. 이번에는 바람에 수직인 직진 지상 참조물을 선택하였고 이 지점에서 medium bank를 사용하여 360도 선회를 수행하였다. 이는 조종사가 일정한 bank angle을 유지하였으나 비행기가 참조점으로부터 어떻게 편류하는지를 보여준다. 두 예시에서 지상으로부터의 경로는 원형이 아니다. 그러나 공중을 기준으로 하였을 때 비행기는 일정한 반경을 비행하였다.

 

Rectangular Course

주된 ground reference maneuver는 rectangular course이다. [그림 7-4] rectangular course는 선정한 사각형 참조물의 모든 측면으로부터 동일한 간격을 유지하는 훈련 기동이다. 이 기동은 비행기가 착륙 도중 일반적으로 기동하는 공항 traffic pattern을 모사하기 위해 수행된다. rectangular course maneuver는 수행하는 동안 조종사는 지상 참조물로부터 일정한 고도, 속도, 그리고 거리를 유지해야 한다. 이 기동은 조종사가 다음을 연습하는 것을 돕는다:

∙ 비행기와 지상 사이의 명확한 관계를 유지하는 것.

 

∙ 비행경로, 지상의 참조물, 조종간 조작, 그리고 외부의 위험 요소와 계기 지시를 확인하는 것 사이에 주의를 분배하는 것.

 

∙ 선회 도중 groundspeed의 변화에 따라 bank angle을 조절하여 일정한 선회 반경을 유지하는 것.

 

∙ 바람에 의한 편류를 보상하기 위해 필요한 만큼의 wind correction angle을 가해주면서 선회로부터 roll out 하는 것.

 

∙ 지상으로부터의 경로 유지를 위해 wind correction angle을 설정하고 수정하는 것.

 

∙ 공항 traffic pattern과 그 이후의 착륙 패턴 연습을 위해 준비하는 것.

 

rectangular course를 비행하기 위해 조종사는 먼저 정사각형 지역. 직사각형 지역, 혹은 4면 모두에 적절한 지상 참조물이 있는 지역을 찾아야 한다. 정사각형은 직사각형의 정의를 만족한다. 앞서 언급하였듯 이러한 지역은 안전을 고려하여 설정되어야 한다. 비행기는 지역 경계선, 혹은 선정한 지상 참조물로부터 1/2 ~ 3/4마일의 거리로 평행하게 비행해야 한다. 비행경로는 지역 경계선, 혹은 선정한 지상 참조물로부터 바깥에 위치함으로써 어느 좌석에서나 참조점을 쉽게 관찰할 수 있도록 해야 한다. 지역 참조선, 혹은 선정한 지상 참조물 직상공을 비행하는 것은 실용적이지 못하다. 조종사는 참조물에 가까이 비행하는 것을 피해야 한다. 이는 매우 가파른 bank를 사용하여 선회를 수행하게 만든다. 그 결과 공기역학적 하중 계수, 그리고 비행기의 실속 속도를 증가시킨다(특히 배풍 구간에서 측풍 구간으로 향하는 선회에서).

 

기동으로의 진입은 배풍에서 이루어져야 한다. 이러한 배풍은 groundspeed의 증가로 이어진다. 바람이 비행기의 꼬리에 곧장 분다면 wind correction angle이 필요하지 않을 것이다; 그러나 실제로는 약간의 편류 수정이 필요할 것이다. downwind leg에서 base leg로 선회할 때 상대적으로 가파른 bank 각으로 진입한다. 조종사는 빠르게(그러나 과하지 않게) 삼타일치 조작을 가하여 비행기를 steep bank로 선회해야 한다. 비행기가 base leg로 선회함에 따라 배풍이 줄어들고 측풍이 증가한다; bank angle을 점진적으로 감소한다. 조종사는 측면으로부터의 편류에 대비하기 위해 rectangular course의 안쪽을 향해 90도 이상 선회해야 한다.

 

다음 구간은 비행기가 base leg에서 upwind leg로 선회하는 곳이다. 이상적으로, upwind의 바람은 곧장 비행기의 nose로 향하여 groundspeed를 감소시킨다; 그러나 실제 상황에서는 약간의 편류 수정이 필요하다. 조종사는 삼타일치와 함께 medium bank로 비행기를 선회해야 한다. 비행기가 upwind leg로 선회함에 따라 측풍이 줄어들고 정풍이 증가한다. 그리고 삼타일치와 함께 bank angle을 점진적으로 감소한다. base leg에서 바람을 향하여 각을 주었기 때문에 upwind leg로의 선회는 90도 미만이다.

 

다음 구간은 비행기가 upwind leg에서 crosswind leg로 선회하는 곳이다. 조종사는 삼타일치와 함께 shallow bank로 비행기를 천천히 선회해야 한다. 왜냐하면 증가하는 측풍이 비행기를 rectangular course의 안쪽으로 편류시키기 때문이다. 비행기가 crosswind leg로 선회함에 따라 정풍이 감소하고 측풍이 증가한다. 선회가 거의 완료되면 삼타일치와 함께 bank angle을 감소시킨다. 측풍 보상을 위해 조종사는 rectangular course의 바깥을 향하여 바람 각도를 유지한다. 이는 90도 미만의 선회가 필요하다.

 

최종 선회는 downwind leg로 돌아간다. 이는 medium bank angle, 그리고 90도를 초과하는 선회를 필요로 한다. 선회가 진행됨에 따라 groundspeed가 증가할 것이다. 삼타일치와 함께 bank를 유지해야 하며 빠르게(그러나 과도하지 않게) roll out을 수행해야 한다.

 

기동을 제대로 수행하려면 조종사는 rectangular course로부터 비행기의 방향과 자세를 적절히 위치시키기 위해 지상 참조물, nose 참조물, 그리고 wingtip 참조물을 시각적으로 이용해야 한다. 선회 도중 일정한 선회 반경을 유지하기 위해 매 선회마다 변화하는 groundspeed를 보상하기 위한 bank angle 조절이 필요하다 – groundspeed가 높아지면 bank가 가팔라진다. 초기 groundspeed가 선회 도중 점점 감소할 경우 bank angle은 선회 도중 점진적으로 감소하여야 한다. 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 초기 groundspeed가 선회 도중 점점 증가할 경우 bank angle은 선회 도중 점진적으로 증가해야 한다(단, rollout이 시작되기 전까지). 또한 roll in 및 roll out 속도를 조절하여 경로의 안이나 바깥으로 편류하는 것을 방지해야 한다. 바람이 비행기를 경로의 안쪽으로 편류시킬 수 있는 방향에서 불어올 경우 roll in 속도가 느려야 한다. 바람이 비행기를 경로의 바깥쪽으로 편류시킬 수 있는 방향에서 불어올 경우 roll in 속도가 빨라야 한다.

 

각 선회마다, 일정한 ground-base 반경을 유지하기 위해선, 변화하는 groundspeed를 보상하기 위한 조절된 bank 각이 필요된다 - groundspeed가 높아지면, bank는 steep 해져야 한다. 초기에 groundspeed가 높고, 선회 도중 줄어든다면, bank 각은 선회 도중 점진적으로 줄어야 한다. 이 반대 또한 그러하며, groundspeed가 초기에 낮고, 선회 도중 높아진다면, bank 각은 roll out이 시작되기 전까지는 선회 도중 점진적으로 늘어야 한다. 또한, 선회로부터의 roll in과 roll out 속도는, 경로로부터의 편류를 막기 위해 조정되어야 한다. 바람이 항공기를 경로를 향해 편류시키는 방향으로부터 분다면, bank를 가하는 roll 속도는 느려져야 한다. 바람이 항공기를 경로 바깥쪽으로 편류시키는 방향으로부터 분다면, bank를 가하는 roll 속도는 빨라져야 한다.

 

다음은 rectangular course를 수행하는 동안 발생하는 가장 흔한 실수들이다:

 

1. 처음에, 그리고 기동 도중 안전상 위험이 발생하지 않도록 주변 영역을 확인하지 않음.

2. 기동 진입 전에 일정한 수평 고도를 설정하지 못함.

3. 기동 도중 고도를 유지하지 못함.

4. 풍향을 제대로 측정하지 못함.

5. 적절한 wind correction angle을 만들지 못함.

6. 삼타일치를 적용하지 못하여 slips와 skids로 이어짐.

7. 부드럽고 연속적인 방법으로 조종간을 조작하지 못함.

8. 비행기 조작, 그리고 지상 참조물로부터의 방향정위 사이에서 주의를 적절히 분패하지 못함.

9. 정확한 순간에서 선회를 수행하지 못함.

 

Turns Around a Point

Turns around a point는 rectangular course와 S-turn across a road의 논리적으로 확장한 기동이다. 이 기동은 하나의 지상 참조점을 중심으로 일정한 반경의 360도 선회를 수행한다. [그림 7-5] 이 기동을 위한 원칙은 모든 ground reference maneuver와 동일하다 – 높은 groundspeeds는 steep bank를 필요로 하고 낮은 groundspeeds는 shallow bank를 필요로 한다. turns around a point의 목적은 다음과 같다:

S-Turns

S-turn은 선정해둔 지상 직진 참조물의 양쪽 반대편에 놓인 두 개의 동일한 반원 지상 경로를 그리는 ground reference maneuver이다. [그림 7-6] 이 ground reference maneuver는 선회 중 바람 수정을 위한 실용적인 적용을 제시한다. S-turns across a road(or line)의 목표는 다음과 같다:

 

∙ 비행기와 지상 사이의 명확한 관계를 유지하는 것.

∙ 비행경로, 지상의 참조물, 조종간 조작, 그리고 외부의 위험 요소와 계기 지시를 확인하는 것 사이에 주의를 분배하는 것.

• 일정한 선회 반경을 유지하기 위해서 선회 도중 groundspeeds 변화에 따라 bank angle 조절하는 것 - 높은 ground speeds에서 steep bank, 낮은 groundspeeds에서 shallow bank.

• 바람에 의한 편류를 보상하기 위해 필요한 만큼의 wind correction angle과 함께 선회로부터 roll out 하는 것.

• 지상으로부터의 경로를 유지하기 위하여 wind correction angle을 수정 및 설정하는 것.

• 빠르게 변화하는 방향정위에서 편류를 보상하는 능력을 발달하는 것.

• 특정 지점에 필요한 heading으로 도달하는 것.

이 기동은 배풍 구간에서 직선 지상 참조물을 90도로 교차하는 것, 그리고 즉시 180도의 constant radius turn을 시작하는 것으로 구성된다. 이후 조종사는 편류, 그리고 변화하는 groundspeed에 따라 roll rate와 bank angle을 조절할 것이다. 그러고 나서 첫 번째 180도 constant radius turn을 완료한 것과 마찬가지로 반대 방향을 향해 직선 지상 참조물을 교차한다. 그런 다음 조종사는 즉시 반대 방향으로 두 번째 180도 constant radius turn을 시작하고 편류, 그리고 변화하는 groundspeed에 따라 roll rate와 bank angle을 조절할 것이다. 이후 두 번째 180도 constant radius turn이 완료됨에 따라 다시 직선 지상 참조물을 교차한다. 직선 지상 참조물의 길이가 충분할 경우 조종사는 안전하게 수행할 수 있는 만큼 기동을 완료할 수 있다.

Rectangular course와 마찬가지로 groundspeed가 가장 빠른 배풍 구간에서 ground-based maneuvers를 진입하는 것이 표준 연습이다. 따라서 선회를 향한 roll in은 빠르게(그러나 과격하지 않게), 그리고 bank angle은 가장 가팔라야 한다. 선회가 진행됨에 따라 groundspeed가 감소하기 때문에 일정한 선회 반경을 유지하기 위해선 bank angle과 roll out 속도가 감소하여야 한다. 첫 번째 선회 도중 비행기가 90도 지점에 있을 때 비행기는 정확히 측풍에 놓일 것이다. 조종사는 선회 도중 roll out 속도와 bank angle 뿐만 아니라 wind correction angle도 조절해야 한다.

선회 중 wind correction angle을 조절하는 것은 이해하기 복잡할 수 있다. 이러한 개념은 비행기가 지표면으로부터 선회한 각도, 그리고 비행기가 공중에서 선회한 각도 사이의 차이를 이해함으로써 이해될 수 있다. 예를 들어 비행기가 정확히 측풍에 있다고 가정하자. 이는 직진 지상 참조물로부터 정확히 90도 지점을 의미한다. 이 예시에서 바람으로 인해 10도의 wind correction angle이 필요하다면(이 예시에서는 좌측풍으로 인한 좌선회) 90도 지상 참조점 직상공에서 비행기의 heading은 10도 안쪽으로 향한다. 즉, 지상으로부터 첫 90도 경로는 100도의 heading 변화로 이어질 것이다. 그리고 그 이후의 90도 경로는 80도의 heading 변화로 이어질 것이다.

배풍 구간에서 정풍 구간으로 선회가 진행되는 동안 조종사는 삼타일치와 함께 bank angle을 점진적으로 줄여야 한다. 조종사는 비행기의 nose, wing tip, 그리고 지상 참조물을 참조해야 한다. 그리고 비행기가 적절한 heading, 고도, 그리고 속도로 직선 지상 참조물을 통과하는 순간 날개가 수평이 되도록 roll out 타이밍을 조절해야 한다. 비행기가 직선 지상 참조물을 다시 교차할 때 반대쪽으로 향하는 선회가 시작된다 – 첫 번째 선회로부터의 roll out과 다음 선회로의 roll in 사이에 지연이 있어선 안 된다. 이제는 비행기가 정풍 구간에 있기 때문에 roll in은 부드러워야 하며 초기 bank angle은 shallow이어야 한다. 선회가 진행되는 동안 바람은 정풍에서 측풍으로, 그리고 배풍으로 변화한다. 위에서 설명한 것과 유사한 방법으로 bank angle을 조절하여 ground speed의 변화를 보상해야 한다. ground speed가 증가함에 따라 지상으로부터의 일정한 선회 반경을 유지하기 위해 bank angle을 증가시켜야 한다. 또한 90도 측풍 구간에서 비행기는 정확한 wind correction angle을 유지해야 한다. 비행기가 배풍으로 선회하여 ground speed가 증가하면 bank angle을 증가시킴으로써 일정한 선회 반경을 유지해야 한다.

다음은 S-turn across a road를 수행하는 동안 발생하는 가장 일반적인 실수들이다:

1. 처음에, 그리고 기동 도중 안전상 위험이 발생하지 않도록 주변 영역을 확인하지 않음.

2. 기동 진입 전에 일정한 수평 고도를 설정하지 못함.

3. 기동 도중 고도를 유지하지 못함.

4. 풍향을 제대로 측정하지 못함.

5. 일정한 반경의 선회를 제대로 수행하지 못함.

6. 선회 전환 도중 부드럽고 연속적인 방법으로 조종간을 조작하지 못함.

7. 적절한 wind correction angle을 만들지 못함.

8. 삼타일치를 적용하지 못하여 slips나 skids로 이어짐.