선회·역요·하중 — 계기비행 핸드북 4장 (3/4)

소형기는 계기접근에서 보통 1.3 VSO보다 훨씬 빠르게 간다. VSO 50노트면 정규 접근은 65노트인데, 계기 최종은 90노트(1.8 VSO)를 유지하는 경우가 많다. 착륙장치는 최저강하고도 강하를 시작하거나 ILS 글라이드슬로프를 잡을 때 내린다. 중간 플랩을 같이 쓰는 기체도 있다. 이 속도는 그림 4-11의 점 A, 속도 안정이 좋다. 피치를 조금 바꿔도 출력을 안 건드리고, 피치를 되돌리면 속도도 돌아온다.

접지 직전 정규 착륙속도로 줄이면 65노트(1.3 VSO), 점 C 근처다. 속도 안정이 중립이라 새 속도에 머문다. 피치와 출력을 같이 잡아야 한다. 착륙 플랩을 더 내면 저고도에서 피치가 변한다. 몇 노트만 더 느려도 역 구역에 들어가 침하가 커지고 속도가 더 빠진다. 즉시 피치·출력으로 되돌려야 한다.

실속이 높은 대형기는 계기접근 자체가 1.3 VSO, 점 C 근처다. 처음부터 속도를 세게 잡는다. 목표 추력보다 잠깐 많이, 또는 적게 넣어 편차를 빨리 지운 뒤 목표로 돌아온다. L/DMAX 근처의 평평한 구간에서는 출력을 조금 올려도 회복이 느리다. 그래서 필요한 값보다 더 올렸다가, 속도가 오면 다시 내린다.

상승과 순항 가속

상승은 수평을 유지하고 남는 출력(또는 추력)이다. 일과 출력과 추력은 같지 않다. 일은 힘이 거리를 간 값이고 시간과 무관하다. 출력은 일률, 시간당 일이다. 추력은 질량의 속도를 바꾸는 힘이다.

이륙 직후 실속 근처로 올라가도 실속하지 않는 것은 남는 출력이 추력으로 쓰이기 때문이다. 엔진이 나가면 그 추력을 피치와 속도로 메워야 한다. 무게가 같으면 상승각은 추력과 항력의 차, 곧 잉여추력에 달렸다. 잉여가 0이면 경로 기울기도 0, 수평이다. 추력>항력은 상승, 추력<항력은 하강이다.

순항에서 가속하는 것도 같은 잉여출력이다. 수평으로 피치를 낮춘 뒤 출력을 너무 일찍 내리면 가속이 길어진다.

선회, 표준률, 역요

선회에는 옆힘이 필요하다. 정상 선회는 뱅크로 양력을 안쪽과 위로 나눈다. 위 성분과 무게가 수직 양력, 수평 성분과 원심력이 구심력이다. 수평 성분이 기체를 돌린다. 원심력은 관성의 겉보기 힘이다.

속도나 뱅크가 바뀌면 각속도와 반지름이 바뀐다. 뱅크 고정·속도 증가면 각속도는 줄고 반지름은 는다. 속도 고정·뱅크 증가면 각속도는 늘고 반지름은 준다. 빠른 코스 인터셉트는 리드를 더 길게, 홀딩·접근으로 줄이면 리드를 짧게 잡는다.

표준률은 초당 3°다. 뱅크 어림은 속도(노트)÷10+7이다. 90노트면 16°다. 뱅크를 넣으면 수직 양력 일부가 수평으로 가므로, 당기지 않으면 고도가 빠진다. 피치를 0.5 바 폭씩 올린다. 트림을 썼으면 선회가 끝나면 뺀다.

에일러론을 쓰면 역요가 난다. 오른쪽 선회에서 오른쪽 에일러론은 위, 왼쪽은 아래다. 왼쪽 양력이 늘며 유도항력도 늘고, 왼쪽 날개가 느려져 기수가 먼저 왼쪽으로 간다. 넣고 뺄 때 러더로 잡는다. 볼이 가운데면 협조다.

슬립은 뱅크에 비해 도는 양이 적다. 기체가 선회 안으로 떨어진다. 수평 양력>원심력. 볼이 선회 쪽으로 나가면 그쪽 러더를 더 넣거나 뱅크를 줄인다. 스키드는 원심력>수평 양력이다. 뱅크에 비해 너무 돈다. 볼이 바깥이면 러더를 빼거나 뱅크를 늘린다. 리깅이 맞으면 날개 수평에서 볼이 가운데다. 받음각을 올려 고도를 지키면 유도항력이 늘어 출력을 안 올리면 속도가 조금 빠진다.

하중배수

하중배수는 기체에 걸린 공기력을 전중량으로 나눈 값이다(양력/무게). 3이면 구조가 전중량의 세 배를 받는다. 설계에서 정상 운용 최고값을 제한하중배수라 한다. 정상·실용·곡예 범주가 그 값으로 갈린다. 안전상 그 값까지는 구조 손상 없이 견디게 만든다.

수평·고요한 공기에서도 날개는 무게와 원심력을 같이 받는다. 뱅크가 가팔라지면 수평 양력·원심력·하중배수가 같이 는다. 받음각을 올려도 하중을 못 이기면 실속한다. 실속속도는 하중배수의 제곱근에 비례한다. 저속 급선회, 구조 착빙, 난기류의 수직 돌풍이 하중을 한계로 민다.

이 글은 미국 연방항공청(FAA)의 Instrument Flying Handbook(FAA-H-8083-15B)(퍼블릭 도메인)를 번역·재구성한 시리즈입니다. 국내 성능·착빙은 AFM/POH와 AIP를 따릅니다.