AFH

Ref.Airplane Flying Handbook, 2021

When a Flight instructor wiches the learner to take contol of aircraft, they should say to learner, "You have the flight control". The leaner should acknowledge immediately by saying "I have the flight control" The flight instructor should then confirm by again saying "You have the flight controls". (AFH, 2021, 1-16)

Chapter 2
Ground Operation
점검은 조종실 문 부터 시작됨. 열고 닫기가 어렵다거나 비로인해 젖은 흔적이 보일 경우 항공기 구조적 손상의 신호라고 할 수 있다.

Wing and tail section inspection
찌그러지지는 않았는지, 리벳, 나사등이 풀리거나 없어지지는 않았는지, 연결부위에 손상은 없는지 확인해야한다.(찌그러짐, 펄럭임은 기체 내부의 손상이나 고장을 의미한다.) Drain을 할 때 물과 다른 침전물이 있는지 확인해야한다. 물이 들어오는 경우는 Fuel filler cap에 틈, 연료 보급차 등에 의해 생길 수 있으며 이를 막기 위해 가능한 연료를 가득 채워놓아야 한다. 또한 Fuel tank를 가득 채우면 tank내부의 고무와 방수제의 노화를 늦추는 효과가 있다. 만약 Drain중 물 혹은 수분이 발견된다면 안나올때까지 계속 빼야한다.
(이하생략)

Chapter 3
Basic Flight Maneuvers
조작은 손가락으로 부드럽게 해야 한다. 움켜쥐거나 꽉 쥐면 안된다. Control Yoke는 손가락으로 힘을 가해야 한다.
조종사는 발을 편안하게 러더 페달 위에 올려놓되, 발 뒷꿈치는 Floor에 닿아서 발의 무게를 받쳐줘야 한다. 다리와 발은 긴장하면 안되고 마치 자동차 운전하듯 편안해야한다. Rudder조작이 과격할때는 뒤꿈치를 바닥에 붙이고 힘을 가함으로써 압력에 변화를 주어야 한다. Remember, 발을 Rudder위에 올려놓음으로써 아주 약한 압력의 변화도 느낄 수 있어야 한다.

VFR비행의 경우 외부 90% 내부 계기 Cross check에 10%를 할애하여야 한다. 초보 조종사의 가장 흔한 실수는 비행시 계기를 보며 pitch와 bank를 수정 하는 것이다.

Straight-and-Level Flight
직진 수평비행이란 기수방향과 고도가 계속 유지되는 비행을 말하며 조종사가 어디에 앉았는지, 조종사의 높이, 자세에 따라 달라진다. 그러므로 항상 같은 기준점을 가질 수 있도록 해야한다. 수평비행을 하는 방법을 배우는 동안 기준점의 움직임과 힘의 상관관계를 연결하기 위해 학생 조종사는 약한 힘을 가지는게 좋다. 이로인해 약간의 수정에 있어 계기나 밖의 참조점을 참고할 필요 없이, Yoke에 가해지는 힘의 강도와 방향에 의해 Desired자세의 변화를 관리할 수 있는 능력을 개발할 수 있을 것이다.

수평비행을 위한 pitch자세는 비행기의 nose의 특정 부분을 기준점으로 선택하고 고도계를 때때로 참고하여 Pitch자세가 정확한지 아닌지 Cross check를 해주어야 한다.
Common Errors는 다음과 같다.
-부적절한 기준점을 사용하여 항공기 자세를 잡는 것
-비행 중 먼저 선택한 기준점을 잊는 것
-밖의 참조점보다 계기를 보고 비행기의 자세를 만드는 것
-Rudder만 사용하여 방향을 유지 하는 것
-한쪽 날개를 낮게 유지한 상태로 비행 하는 것
-계기 chasing
-조종간을 강하게 잡거나 과한 조작
-공기의 작용에 의해 조절하는것이 아닌 그저 Yoke를 밀고 당기는 것.
-부적절한 스캐닝, 외부참조점에 대한 불충분한 시선 분배

Trim
부적절한 Trim의 사용은 지속적인 조종압을 야기한다. 이는 Pilot에게 긴장과 피로를 남기며 스캐닝을 방해하고 갑작스럽고 부적절한 조종을 유발한다. Trim의 사용은 정해진 순서대로 진행되어야 한다. 우선 일정한 속도와 적절한 pitch자세를 유지하여 힘을 줄여야 한다.

Level Turn
선회는 원하는 방향으로 뱅크가 들어가며 이루어진다. Turn의 종류는 3가지로 구분이 된다.(Shallow turn, medium turn, Steep turn)
Shallow turn은 20도 이내의 뱅크각에서 이루어진다. 이는 bank양이 적기 때문에 계속 bank넣는 힘을 유지하지 않으면 항공기 안정성으로 인해 원래 자세로 돌아가려는 경향이 생긴다.
Medium turn은 20도에서 45도 까지의 뱅크에서 이루어 진다. 이때 비행기는 일정한 뱅크를 유지하려는 경향이 있다.
Steep turn은 45도 이상의 bank에서 이루어진다. 이때부터 안정성을 유지하려는 힘보다 더 큰 Overbanking tendency가 발생한다. 이를 막는 힘이 없다면 항공기는 계속 bank가 들어가려 한다.

Turn을 할 때 수직 양력의 일부가 수평양력으로 변화했기 때문에 받음각을 높여서 양력을 보충해주어야 한다.
때때로 Steep turn을 하면 항공기nose가 낮아서 고도손실이 되는 경우가 있다. 이를 해결하기 위해서 조종사는 처음에 rudder와 aileron을 조화롭게 사용하여 bank의 각을 줄여줘야 한다. 만약 nose가 상당히 낮은 상태에서 고도를 보상해주기 위해 elevator만 사용한다면 항공기의 bank를 더 지게 하고 조종에 부하가 걸리게 한다.

bank가 들어가 있으면 항공기는 선회하려고 하기 때문에 Roll-out은 원하는 HDG 전에 시작해야한다. Roll out의 lead양은 뱅크의 각도에 따라 달라지며 보통 뱅크량의 절반을 사용한다.

Level turn의 교육은 medium turn에서 시작되어야 한다. 그래야 학생이 Overbanking tendency를 격지 않으면서, 선회비행의 원리를 이해할 수 있는 기회를 가질 수 있다. 초보조종사는 Rudder의 사용을 자유로이 하도록 해야한다. 이 단계에서 skid는 긍정적인 조작을 의미하며 나중에 쉽게 고쳐진다. 반면, Rudder를 너무 늦게 사용하거나 잘못된 방향으로 차는 것은 Coordination의 개념이 부족하다는 것을 의미한다.

Climb and Climbing Turn(AFH, 2021, 3-17)
다른 기동처럼 상승은 바깥 참조물과 계기를 사용하면서 행한다. 조종사는 power setting과 pitch자세를 알아야 올바른 상승을 할 수 있다.

Normal climb
비행기 제조사가 권장하는 속도에서 이루어진다. Normal climb 속도는 비행기의 Best rate of climb 속도보다 약간 높다. 추가적인 속도는 엔진냉각, 조종사 전방시야 확보에 유리하게 작용한다. normal climb은 cruise climb라고 하기도 하지만 복잡하고 고성능인 항공기는 normal climb 뿐만 아니라 Cruise climb도 있다.

Best rate of climb(Vy)
수평비행을 하는데 필요한 파워 이외의 모든 파워를 사용할 수 있다. 이 상태에서는 가장 적은 시간에 많은 고도를 상승 시킬 수 있다.(분당 가장 빠른 비율로 상승)가능한 모든 파워를 사용한 Best rate of climb이 maximum climb이다. 조종사는 필요 이상의 Pitch상승이 오히려 항공기 상승률을 저해시킨다는 것을 알고 있어야 한다.

Best angle of climb(Vx)
주어진 거리에서 가장 높은 상승률을 만들어 내는 속도이다. Vx는 Vy보다 상당히 낮으며 이 속도에서는 수평비행을 필요로 하는 Thrust를 제외한 모든 Thrust가 사용 가능하다. Best angle of climb은 높은 상승궤도를 가진다. 보록 Vy에 비해 긴 시간을 필요로 하지만 장애물 회피를 위해 사용된다.
***고도가 높아질 수록 Vx속도는 증가하고 Vy속도는 감소하며 Absolute ceiling에서 동일해진다.

상승 선회를 하는동안 다음 요소를 고려해야 한다.
-전체적인 양력 상승이 필요하기 때문에 직진 수평비행의 pitch자세와 power setting으로는 같은 pitch 자세와 속도를 유지할 수 없다.
-뱅크의 각도가 너무 깊어서는 안 된다. 상당히 심한 bank는 상승률의 감소를 가져온다. 그리고 bank는 항상 일정해야한다.
-power stting이 일정할 때 양력의 일부가 선회에 사용되기 때문에 아주 작은 shallow각도로 선회하면서 상승 하여야 한다.
-조종사의 주의력 분배를 밖50% 내부계기 50%로 같게 하여야 한다.

Descents and descending turns(AFH, 2021, 3-21)
-Partial power descent: 고도를 낮추는 가장 일반적인 방법은 power가 불충분한 상태로 하강을 하는것인데 이를 cruise or en route descent라고 한다. 오랜시간 하강이 예상 될 때에는 제작사가 추천하는 power setting과 대기속도를 사용하여야 한다. target rate는 500fpm이다.

-Descent at minimum safe airspeed: Nose가 높고 파워가 항공기의 하강을 도와주는것을 말한다. 주로 짧은 활주로에 approach하는동안 장애물 회피에 사용한다. 이러한 하강에 사용되는 TAS는 항공기 제작사에 의해 권고되고 보통 1.3Vso 보다 크지않다. minimum safe airspeed descent의 특징은 Normal 하강각보다 하강각이 크다는 것이다. 가속을 위해 과도한 power가 필요하다.

Glides
활공은 엔진 파워가 없거나 매우 작은 파워에서 비행기를 조종하며 고도를 줄이는 기본적인 기동이다. 하강률은 조종사가 중력과 양력의 균형으로 조절한다.
power-off 활공과 power-on활공은 프로펠러 와류의 존재, 낮은 속도에서 다양한 조종면의 상대적인 효율성의 차이로 인해 약간 다르다. The glilde ratio는 파워off상태일때 고도손실에 따라 갈수 있는 거리를 말한다. 활공비는 무게, 양력, 항력, 추력의 영향을 받으며 항공기에 작용하는 모든 요소가 일정하다면 활공비도 일정하다.
항공기의 활공거리를 결정하는 L/D ratio때문에 무게는 항공기 활공거리에 영향을 주지 않는다. 무게는 항공기의 활공 시간에 영향을 준다. 예를들어 같은 L/D ratio를 가진 두 항공기가 있다. 하나는 무겁고, 다른 하나는 가볍다. 무거운 항공기는 그만큼 활공 속도가 빨라지고 가벼운 항공기는 오래 체공이 가능하다. 둘은 같은 지점에 각기 다른사간 착륙 한다. 다만 빨리 오느냐 느리게 오느냐 차이이다.
활공을 위한 best speed는 공중에 떠 있으며 최고로 멀리 비행 가능한 속도이면 L/D Max와 동일한 받음각이다.

Takeoffs and Departure Climbs (AFH, 2021, 6-1)
Terms and definitions
Take off roll (Ground roll): 이륙 단계중 뜨기 전에 항공기가 가속을 하는 구간을 말한다.
Lift-off(Rotation): 날개가 비행기를 들어올리고 노즈가 들리며 AOA가 증가하며 상승을 시작하는 구간을 말한다.
Initial Climb: 지면으로부터 떨어지고 상승을 위한 Pitch attitude까지 만들어 지는 구간을 말한다. 통상적으로 안전하게 기동을 할 수 있는 고도로 여겨지거나 En route 상승이 설정된 상태를 의미한다.

Prior to takeoff
이륙구역이나 활주로로 taxi하기 전에 조종사는 Before takeoff checklist에 의거하여 엔진이 정상작동 하는지, 모든 조작이 정상인지, Flap Trim이 제대로 설정되어 있는지 확인해야한다. 덧붙여서 활주로, Approach path에 다른 항공기들이 clear 되었는지 확인해야 한다.

Normal Takeoff
노멀T/O은 비행기가 정풍이거나 바람이 약한 상태에서의 이륙을 말한다. 또한 정상 lift-off, climb out speed를 하기 충분한 정도의 거리 그리고 이륙 path에 장애물이 없을 때를 의미한다. 정풍으로 이륙하는 이유는 2가지가 있다. 첫번째는 비행기의 속도가 배풍에서 이륙 할 때 보다 가속이 더욱 빠르다. 두번째, 이륙과 상승을 위한 필요 최소양력이 작아지고 짧은 지상활주거리를 가진다.

Lift off
이륙도중 강한 gust를 만날 경우를 대비해 여유 속도를 가질 수 있도록 권고된다. 이륙 중 조우하는 강한 gust는 positive control을 방해하고 stall을 야기한다. 이와 같은 상황에서는 지면에 접지한 상태로 최대한 길게 활주하여 속도를 더 얻도록 하고 positive rotation을 하여 지상으로부터 떠야 한다.

Initial climb
Lift-off시 비행기는 피치자세가 Vy로 가속 가능한 자세여야 한다. 최소한 500ft이상 이거나 주변 지형이나 장애물을 피할 수 있는 고도에 도달할 때 까지 이륙 파워를 유지하도록 권고된다. Initial climb중 이륙 path가 활주로에 align 하여 장애물 또는 평행활주로에서 이륙하는 다른 항공기의 path에 drifting되지 않도록 하는 것이 중요하다.
common errors는 다음과 같다.
1. 이륙power을 넣은 뒤 엔진계기가 오작동 하는 것을 파악실패
2. 과도한 조작
3. side slip에 대한 불충분한 보상
4. 속도계 fixation

Crosswind takeoff
Takeoff roll
측풍이륙또한 normal t/o과 비슷하지만 다른점은 aileron을 측풍방향으로 유지한 상태여야 한다는 것이다. 측풍방향으로 요크를 돌리면 측풍방향 wing의 aileron이 down force를 만들어 내어 측풍에 의해 항공기 날개가 들리는 현상을 저지할 수 있다. 그러나 측풍쪽 aileron이 상승하고 반대쪽 wing의 aileron이 내려간 만큼 항공기의 항력도 늘어나서 Takeoff roll의 performance에 영향을 줄 수 있다는 것을 명심해야한다.

비행기가 활주로에 정대하면 조종사는 windsock과 다른 wind direction indicator를 참고하여 측풍의 여부를 인지하여 aileron을 측풍방향으로 fully in 해야한다. 이 조작은 항공기가 가속되어 aileron에 압력이 느껴지고 항공기의 움직임에 관여가 될 때 까지 유지하여야 한다.

비행기 직진속도가 빨라짐에 따라 측풍은 좀더 relative headwin로 바뀌고 full aileron또한 압력이 느껴지기 시작한다. aileron의 작용이 증가하고 상대풍의 Crosswind component가 약해지면 aileron의 압력을 줄이는 것이 필요하다.

Lift off
nose-wheel이 들려서 활주로와 떨어져도 aileron은 into the wind 포지션으로 hold하고 있어야 한다.
1. Hold aileron into wind
2. Bank into wind
3. Rudder as needed to keep heading down runway

Initial Climb
Windcorrection angle을 위해 wing level 상태로 만들고 기수를 풍상방향으로 돌려야 한다. 이때 조종사는 항상 항공기의 track을 확인하여 활주로방향과 항공기의 path가 일치하는지 지속적으로 확인하여야한다.

Ground Effect on Takeoff
지면효과는  static pressure의 local increases를 가져오고 이는 속도계와 고도계의 정상 값보다 낮은 값으로 시현하게 하고 vsi도 하강을 지시하도록 한다. 항공기가 이륙중 Ground Effect zone을 벗어나면 다음과 같은 현상을 만난다.
1. 동일한 양력계수를 유지하기 위해 더 높은 AOA가 필요해진다.
2. 유도항력과 필요추력이 증가한다.
3. 비행기 downwash가 증가하여 수평꼬리날개를 강타한다. 따라서 기수가 들리는 현상을 겪는다.
4. Static source 압력이증가하여 IAS가 증가한다.