항공기 수평 유지

[항공기 수평 유지] 비행 중 자세 안정의 주역은 날개


Q. 비행 중 항공기가 방향을 바꾸기 위해 기체를 비스듬히 하는 것 같은데도 승객들은 안정된 자세를 유지할 수 있는 비결은 무엇인가요?

A. 항공기는 비행 중 기분 나쁘게 반복되는 흔들림이나 진동 등을 줄여 빠르고 쾌적하게 하는 많은 장치와 특수한 기능들을 갖추고 있습니다.

한 예로, 저고도 비행 중 창을 통해 외부를 보면 항공기는 좌·우측으로 기울어져 수평이 아닌데도 몸은 거의 쏠림을 느끼지 못하는 것이나 높은 고도에서 순항하고 있을 땐 거의 움직임이 없는 것 같은 이유는 항공기가 자동으로 균형 상태를 유지하며 비행하는 기능을 작동하기 때문입니다.

우선, 항공기는 이륙과 상승, 그리고 하강과 착륙 시간을 제외한 대부분의 비행시간 동안 기내에서 지내는 것이 부자유스럽거나 크게 불편하지 않게 상하, 좌우, 앞뒤 3방향에서 모두 안정된 자세를 유지합니다.

이 역할은 항공기 동체 양 옆과 뒤 꼬리 부분의 날개가 담당하고 있습니다. 비행 중 객실 창을 통해 날개를 보면 항공기 자세가 변할 때마다 끊임없이 움직이는 부분들을 쉽게 관찰할 수 있습니다. 날개 뒤쪽에서 움직이는 면은 에일러론(Aileron)이라 하고 날개 위쪽에서 움직이는 여러 개 면들은 스포일러(Spoiler)라 하는데, 이들을 움직여 공기저항을 일으켜서 항공기를 왼쪽으로 혹은 오른쪽으로 기울어지도록 하면서 수평을 유지하는 것입니다.

또한 비행 중 볼 수 없는 꼬리 날개 부분에는 상승과 하강을 조절하는 엘리베이터(Elevator)와 좌우 측으로 미끄러짐을 조절하는 러더(Rudder)가 장착돼 있어 무게 중심 변화나 기류변화에 대응해 기체가 항상 안정된 자세를 유지하도록 합니다.

자세 유지에 필수적인 이런 장치들은 각각 독립적으로 작동되며, B747-400 항공기의 경우 에일러론 4개, 스포일러 12개, 엘리베이터 4개 그리고 러더 2개가 장착돼 최상의 안전을 보장해 줍니다.

고도 측정과 위치 파악 장비도 기여

이상과 같은 비행 조종면(Flight Control Surface)들은 조종사나 자동 비행조종 컴퓨터의 명령에 따라 시속 수백 킬로미터의 엄청난 항공기 속도에서도 민감하고 정확하게 작동돼야만 하므로 모두 3천psi(승용차 타이어 압력은 약 40psi)의 높은 유압 장치에 의해 작동됩니다.

그리고 현대의 대형 항공기에는 고정밀도의 자이로를 내장한 컴퓨터가 장착돼 있어 항공기의 자세 변화를 감지, 항상 일정한 자세를 유지하며 비행하도록 합니다.

좀더 넓게 보면 항공기의 고도와 위치를 정확히 파악, 정해진 항로를 유지하도록 하는 장비들도 안전하고 쾌적한 운항에 필수적 요소입니다. 항공기 고도 측정 장비와 인공위성을 이용한 전세계 위치측정시스템 컴퓨터는 항공기의 현재 위치와 고도를 정확하게 감지해 기본 정보로 제공합니다.

따라서 항공기는 항로상에서 자신의 위치와 비행 자세를 정확히 감지, 조종사나 자동비행 조종장치가 조종하는 위치와 고도로 정확한 자세를 유지하면서 안전하게 비행할 수 있는 것입니다.



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