[CPL ep.4] 비행기 엔진이 하나 꺼지면 ? (feat. Vmc)

세스나와 달리 세미놀은 2 engine aircraft 다. 엔진이 두개가 있다. 하나의 엔진이 꺼지더라도 나머지 하나로 비행업무를 수행할 수 있다. 물론 엔진 두개가 작동하는 normal 상황과 엔진 하나가 부작동하는 상황(non-normal)의 비행기 조종은 다르다. 사업용 조종사로서 2개 엔진 비행기의 normal, non-normal 상황대처를 교육, 훈련 받는 것이 CPL 과정에 포함된다. 

비행기 엔진이 한개가 꺼지면 비행기는 어떻게 될까? 

위의 그림처럼 엔진 하나가 꺼지면 비행기가 한쪽 방향으로 틀어진다. 보트를 탈때 한쪽 노만 저으면 보트가 앞으로 가지 않고 빙글빙글 돌게되는 원리와 같다. 이 효과를 상쇄시키기 위해 꼬리날개(Vertical tail wing) 에 부착된 rudder를 이용한다.(그림의 하단 'Rudder' 의 방향이 꺾여있는 것을 보면 된다) 조종사가 engine이 꺼진 반대쪽 rudder를 발로 차면 비행기가 돌아가는 현상을 상쇄시켜줄 수 있다. 

엔진이 꺼진 반대쪽 RUDDER를 발로 차줘야 한다. 반대로 차면 상황이 더 악화된다. 실제 상황이 발생하면 인지하자마자 순간적인 판단 후 조작이 필요하다. (조종사는 조종석 창너머로 보이는 외부 풍경이 돌아가는 것을 보고 상황을 인지하고 러더 조작을 한다.) 

Rudder Effectiveness

엔진 한개의 추력차이는 크다. 특히 이륙을 할때나 Go-around 를 할때처럼 power setting을 Full 로 했을 때 갑자기 엔진하나가 꺼지면 그 차이는 더 크게 된다. 한쪽은 full power이고, 한쪽은 0 인 상황이 되버리는 것이다. 이런 상황에서 꼬리날개의 Rudder가 엔진의 힘을 상쇄시켜줄 수 있느냐 없느냐는 비행기의 속도에 달려있다.

rudder 의 작동방식 : 조종사가 발로 rudder를 제어하면 비행기의 기수가 돌아간다(Yawing)

Rudder의 작동원리는 aerodynamic force를 이해해야한다. 쉽게 말해 공기의 흐름을 이용해 힘을 얻는 것이다. 속도가 충분하면 공기의 흐름이 많아져 러더의 효과가 커진다. 그러나 속도가 충분하지 못하면 rudder를 아무리 세게차도 비행기의 기수를 돌리기에 역부족이 된다. 엔진이 꺼졌을때, Rudder를 이용하여 비행기를 제어할 수 있는 최소의 속도를 Vmc(Minimum Controllable Spedd) 라고 한다. 정확한 정의는 다음과 같다. (critical engine 등의 더 자세한 설명은 여기서 다루지 않도록 한다.)

Vmca(air) : 공중에서 Critical Engine 이 꺼졌을때,  5도 경사각을 유지한 상태에서 러더를 최대한 사용하여 방향유지를 할 수 있는 최소 속도

Vmcg(ground) :  지상에서 이륙추력을 사용중 Critical Engine 이 꺼졌을때, 브레이크를 사용하지 않고 러더만을 사
용하여 좌우 30ft 범위 내에서 방향유지를 할 수 있는 최소 속도

새로운 기동 : Vmc Demonstration

나는 사업용 조종사 과정을 multi engine 으로 땄다. 항공사의 대부분의 비행기가 2 engine, 3 engine, 4 engine 등의 multi engine이다. 국내의 모든 항공사가 입사를 위한 조건으로 multi-engine CPL 을 요구하고 있다. 즉, 항공사에 취업하려면 multi engine에 대한 이해를 정확히 하고 있어야 한다. 이번 화에서는 항공역학이 나오고 다소 어려운 개념이 있었지만 최대한 이해하기 쉽게 써보려고 노력했다. 사업용 조종사 과정에서 새로 추가된 'Vmc Demonstration' 기동에 대해 이해하기 위해서는 기본적으로 이런 내용을 알고있어야 하기 때문이다. 

(계속)