항공기 조종계통의 1차 조종면(Primary 또는 Main Control Surface)

항공기 조종계통의 1차 조종면(Primary 또는 Main Control Surface)

안녕하세요 다시맘N파입니다.

스무 번째 시간으로 항공기 조종계통의 1차 조종면(Primary 또는 Main Control Surface)에 대해서 알아볼게요

열아홉 번째 시간으로 항공기 조종계통의 부착 구조에 대해서 알아봤죠

오늘은 조종계통의 3번째 시간이에요.

천천히 알아보겠습니다.

1. 조종면(Flight Control Surface)

 1) 1차 조종면(Primary 또는 Main Control Surface)

항공기의 자세 조종은 세로축(X), 가로축(Y) 및 수직축(Z) 주위의 조종면에 의해 행해지죠

[그림 1-1] 조종면 운동과 3축

조종면은 1차 조종면과 2차 조종면의 부분으로 나누어지며, 그림 1-1에서 보는 바와 같이 항공기의 운동은 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 이루어져요

 

세로축(X축)은 기체의 앞과 뒤를 연결하는 축이며, 세로축(X)에 대하여 비행기는 가속, 감속 또는 등속운동으로 직선운동을 하거나 회전운동을 하는데 이 세로축에 대한 회전운동을 옆놀이라 하죠

옆놀이 운동을 일으키는 조종장치는 보조날개 역할을 해요.

 

가로축(Y축)은 한쪽 날개 끝에서 다른 쪽 날개 끝을 연결한 축으로 가로축(Y)을 중심으로 일어나는 운동, 즉 비행기 기수가 올라가거나(상승) 내려가는(하강) 회전운동을 키놀이라 하며, 가로축에 대한 직선운동을 옆 미끄럼이라 해요.

키놀이 운동을 일으키는 조종장치는 승강키가 하죠.

 

수직축(Z축)은 세로축과 가로축으로 된 평면에 수직인 축이며 비행기의 기수가 좌,우로 회전하는 운동을 빗놀이라 하며 비행기의 방향을 조종하는데요. 빗놀이 운동을 일으키는 조종장치는 방향키가 하죠.

  (1) 보조날개(Aileron)

보조날개는 1차 조종면의 일부로써 미리 설계된 원호에 따라서 움직이도록 날개의 후방 낼개보에 힌지로 장착되어 있어요

보조날개는 조종 바퀴를 좌우로 회전시키거나 혹은 조종간을 좌우로 밀어서 작동시키죠

보조날개는 보통 좌우 날개의 바깥쪽 뒷전에 힌지로 장착되며, 그림 1-2는 전형적인 소형항공기의 보조날개의 위치를 나타낸 겁니다.

[그림 1-2] 여러 가지 날개 형태에 대한 보조날개 위치

[그림 1-3] 차동 보조날개 조종 계통

[그림 1-4] 항공기 운동의 기본 축

또, 소형 항공기의 보조날개 뒷전에는 고정탭이 붙어 있는 것도 있어요.

예를 들어 설명을 하면 이 탭(Tab)은 항공기를 직선 비행 시키려고 했을때 오른쪽으로 기울어 버린 경우, 오른쪽 보조날개 탭을 윗 방향으로, 왼쪽 보조날개 탭을 아래쪽 방향으로 구부려서 직선 비행을 시킬 수 있는거죠

 

도움날개(보조날개)는 항공기 날개의 끝 부분에 장착되어 항공기의 옆놀이 운동을 발생시키는 조종면으로 두 개의 도움날개가 서로 반대방향 (차동)으로 작동되요.

좌우의 보조날개를 동시에 서로 반대 방향으로 작동시키기 위해, 그 조작계통은 조작 장치의 내부에 연결시키고 있으며, 한쪽 방향의 보조날개를 내리면 그 쪽의 양력이 증가하고, 반대쪽의 보조날개는 올라가 양력이 감소하므로 날개에 미치는 공기력의 분균형에 의해 기체에 회전운동을 일으킵니다.

조종면은 기체의 속도가 빨라지면 나중에는 바람에 펄럭이는 깃발처럼 불안전한 진동을 일으키죠

  (2) 승강키(Elevator)

승강키는 수평안정판의 후방에 설치되고 상하로 움직여서 기체에 기수 상향, 또는 기수 하향 모멘트를 발생시키는데요

속도가 충분치 못하던지, 상승을 계속할만한 출력의 여유가 없다면 기수를 치켜 들뿐 상승은 못해요. 착륙시 접지면에서는 충분하게 기수를 치켜들기 때문에 승강키는 최대 양각 가까이까지 당겨집니다.

 

승강키에는 극단적인 저속 항공기나 2중 이상의 유압식 동력조종장치를 사용한 항공기를 제외하고는 조종면의 질량 균형은 반드시 필요해요

조종면을 수리할때에는 반드시 중심 위치를 측정하고 지침서에서 제시한 허용 범위 내에 있는 것을 확인해야 합니다.

 

대형 여객기의 승강키는 파손 안전 구조로서 위에서 부터 2개로 분할해서 각각을 다른 유압계통으로 작동시키도록 하고 있는 것이 많은데요

대형 항공기에서는 비행기가 과도하게 회전하는 것을 막기 위해 조종사에게 속도 증가에 따른 승강키의 작동을 감소시키는 장치가 마련되어 있죠

  (3) 방향키(Rudder)

방향키는 보통 수직 안정판의 후방에 설치되어 방향키 페달을 밞는 것에 의해 좌우로 움직여 기수를 좌우로 회전시켜 항공기를 다른 위치로 이동 또는 선회 시키는데요

방향키는 회전의 중심에 토크튜브를 넣고 이것에 혼 또는 레버를 설치하며, 케이블, 로드 또는 유압작동기에 의해 움직여요

구조는 승강키와 비슷한데 비행중에 기체가 좌로 빗놀이 될 경향이 있는 경우는 방향키 탭을 좌로 구부리면 수정할 수 있겠지만, 그래도 빗놀이 운동이 있는 경우에는 방향키 각도의 점검이 필요하게 되요

대형 여객기의 방향키는 승강키와 마찬가지로 페일 세이프 구조로써 2개로 분할해서 각각 다른 유압계통으로 작동시키도록 한 것이 많아요

 

여기까지 1차 조종면에 대해서 배웠는데요. 여러번 읽으셔서 다 이해해주셔야 해요

다음 시간에는 2차 조종면에 대해서 공부할게요

긴글 읽어주셔서 감사합니다.