[시리즈] 지구한테 엿날리기
· DCS로 알아보는 헬기 1 - 조종간과 하버링
· DCS로 알아보는 헬기 2편 - 이륙의 종류
· (DCS) 헬기가 통제된 추락을 하는 방법


 대부분의 회전익쪽 근무자가 가장 많이 들을 질문 중 하나는 헬기가 엔진이 꺼지면 어떻게 돼요?(좀 공격적으로는 헬기 그거 엔진 꺼지면 벽돌 아님?)일 것이다. 그리고 진짜로 엔진 없이는 벽돌이 되는줄 아는 사람이 많은데, 결론부터 말하자면 아니다.

 고정익은 시동이 꺼졌을때 글라이더처럼 활공을 해 착륙에 적절한 지역까지 이동이 가능한데, 헬리콥터 역시 방법은 다르지만 원하는 지점까지 이동 후 착륙이 가능하고, 이를 오토로테이션(Autorotation)이라 부름. 거기다 고정익과는 달리 이때도 매우 짧은 착륙거리를 요구하기에 어떻게 보면 고정익보다도 안전하게 착륙을 시도할 수 있음.


 이하 글은 로터가 반시계 방향 회전하는것을 가정함, 시계방향 회전 기체(하인드 등)은 롤과 요를 반대방향으로 생각함 됨(작용 및 조작 모두)



호버링/호버 택시 상태에서의 엔진 고장

 이때는 딱히 특이할것도 없는데, 조종사가 반응하기도 힘든 고도에서는 착륙장치가 충분히 충격을 흡수할 수 있고, 어느정도 고도가 있는 경우에는 안전하게 감속할 수 있는 충분한 관성과 에너지를 가지고 있다.

 우선 하버를 하고 있다면 1편에서 봤다싶이 좌측 사이클릭, 좌측 페달을 유지하고 있는 상태이고, 이때 엔진이 꺼졌다고 생각해보자. 엔진이 꺼짐과 동시에 로터에 걸리던 엔진 토크가 없어지면서 페달에 의해 좌측으로 요잉이 발생하게 되고, 사이클릭에 의해 좌측으로 이동하기 시작함. 이때 바람이 불고 있음 바람에 의해 후방으로 밀리기 시작할거임(호버링은 정풍을 받는걸 원칙으로 함). 그리고 약간의 시간이 지나고 로터 RPM이 감소하면서 헬리콥터가 하강을 시작함.


 따라서 엔진이 꺼진것을 인지하자마자(계기만 믿는게 아니라 앞서 말한 항공기의 반응이나 소리(엔진소리의 감소)등을 참고해야함. 계기도 기계니까 고장날 수 있음) 요잉을 제어하기 위해 우측으로 페달을 밀고, 사이클릭은 측방 이동을 제어하기 위해 적절히 조작해야 함. 그리고 착륙 전에 콜렉티브를 들어 충격을 줄일 수 있음(로터가 회전하는 관성을 이용해 일시적인 양력을 만들 수 있음)

 호버 택시중 시동이 꺼졌을때도 전진 속도가 있다는 것을 뺌 위와 같음, 이 전진 속도를 줄이기 위해 사이클릭을 뒤로 당기는것은 보통 권장하지 않는데, 피치가 들리면서 테일로터가 지면에 닿을 수 있기 때문임. 바퀴를 쓰는 헬기뿐 아니라 스키드 역시 약간의 전진속도는 허용되니 감속을 하지 않고 하버때와 같이 조작하면 됨.



비행 중 엔진 고장

 일반적으로 사람들이 걱정하는 엔진 고장임. '헬리콥터는 엔진이 로터를 돌려 생기는 양력으로 비행하니까, 엔진이 멈추면 로터도 같이 멈추지 않을까?' 하는 생각인데, 우선 헬리콥터는 엔진 회전수가 로터 회전수보다 적으면 프리휠링 클러치를 통해 엔진이 구동계에서 분리됨.(자전거와 같은데, 바퀴(로터)가 굴러갈 때 페달(엔진)을 밟지 않아도 바퀴는 계속 앞으로 굴러가는것을 알거임) 따라서 로터는 엔진이 멈춰도 관성을 이용해 계속 돌아가고 있음.

하지만 시간이 지남에 따라 공기 마찰에 의해 점점 RPM이 떨어지다 멈출꺼라고 생각할 수 있는데, 이때 로터에 흐르는 공기 흐름 역시 아래 그림과 같이 바뀜.


 동력이 있을때는 로터가 공기를 아래로 밀어내지만, 동력이 없을땐 바람개비같이 공기가 아래서 위로 불면서 로터를 돌리기 시작함. 이때 조종사는 콜렉티브를 내려서 블레이드의 항력을 줄이고 적절한 RPM을 유지시켜야 함.(너무 느리면 조종력 상실과 기종에 따라선 전원 상실을, 너무 빠르면 동력계에 손상이 발생함)


 일정 RPM을 유지시키면(계기에서 녹색으로 표시됨) 사이클릭과 페달을 이용해 헬리콥터를 제어할 수 있고, 원하는 착륙지점까지 이동이 가능함.(물론 하강속도는 유동력일때보다 매우 빠름) 일반적으로는 50~90노트의 속도에서 최대 활공거리와 최소 하강속도가 나옴(물론 보통은 둘이 다른 속도에서 얻어짐)

 원하는 착륙지점 근처에 도착하면 약 100ft 이하에서 사이클릭을 이용해 기수를 위로 들어줌(플레어). 이걸 이용해 수평속도 감속+하강속도 감소+로터 RPM증가를 동시에 얻을 수 있음. 너무 많은 피치를 들면 항공기가 상승할 수 있고, 너무 조금 들면 감속이 적절하게 이루어지지 않을 수 있음

 적절한 속도 감속이 이루어지면 일반적인 하버 고도까지 내려와 있음. 이때부턴 위의 하버떄 엔진 고장과 같이 수평을 잡고, 진행방향과 헤딩을 유지하고, 콜렉티브를 살작 들어 충격을 줄이면 됨.


 이 과정을 오토로테이션(Autorotation)이라 부르고, 이게 엔진이 고장났을때도 헬기가 안전하게 착륙할 수 있는 이유임.

 그리고 테일로터 추력 상실에도 오토로테이션을 이용할 수 있음. 테일로터가 필요한 이유는 1편에서 봤다싶이 로터 구동에 따른 토크 보상인데, 엔진 추력을 일부러 줄임으로서 로터에 걸리는 토크를 줄일 수 있음. 이때는 일반적으로 바람으로 헤딩을 유지하기 위해 전진 속도를 유지하며 롤온랜딩을 실시함.


오토로테이션을 요약하면

1. 엔진 출력 감소 확인

2. 콜렉티브 내리기

3. 적절한 착륙지까지 이동

4. 약 100ft이하에서 플레어

5. 콜렉티브를 이용해 최종 충격 감소 및 착륙




 어느정도 오토로테이션이 연습되면 착륙지를 좀 더 유연하게 설정 가능한데, 위 차트에서 보다싶이 최소 하강률이 나오는 속도(적정 속도)와 최대 활공거리가 나오는 속도가 다르기 때문임. 콜렉티브와 사이클릭으로 속도를 조절해 더 멀리 활공할 수 있고, 반대로 속도를 줄여 더 가까이 착륙이 가능함.(이때 대기속도가 -가 되면 안됨)

 이때 두 경우 모두 착륙지에서 적절한 거리까지 이동하면 즉시 적정 속도를 회복하는게 좋음. 속도가 너무 빠를 경우 감속이 힘들 수 있고, 속도가 너무 느리면 최종 착륙에 필요한 양력을 얻을 수 없음.

 착륙거리를 줄이는 또 다른 방법으로는 선회가 있음. 오토로테이션을 하고 있을때도 조종간의 기능은 모두 작동하고, 사이클릭을 이용해 선회를 하며 이동거리 감소가 가능함



이제는 엔진이 불타도 살아서 내릴 수 있다.



어디쯤 넣어야될지 감을 못잡은 정보


헬리콥터 성능차트에는 이런 차트가 주어지는데, 세부 수치는 다르지만 모양 자체는 모든 헬기가 위와 같음.

적색으로 칠해진 영역에서의 비행은 권장되지 않는데, 해당 영역에서는 에너지 부족으로 정상적인 오토로테이션을 실시할 수 없거나(좌측 영역), 고도가 너무 낮아 조종사가 반응하기 전에 지면에 충돌하기 때문임(우측 하단 영역). 따라서 헬리콥터를 조종할 땐 항상 저 영역 밖에서 조종을 실시해야함.




오토로테이션 연습하러 가자. (짤의 로터 사출은 오토로테이션이랑 상관 없는 현상임)


드슥갤(디코) 놀러와