[회전익항공기] 헬리콥터이야기(불예측성 요/테일로터의 효과상실)
불예측성 요(unanticipated yaw)
불예측성 요(unanticipated yaw)는 헬리콥터 비행 중에 예상치 못한 방향으로 회전하는 현상을 말합니다. 아무런 조작을 하지 않았는데도 불구하고 요가 발생한 것으로 그대로 놔두면 항공기의 조정력이 상실되게 됩니다. 반시계방향으로 회전하는 모든 단수메인로터 회전익 항공기의 경우 30kt 이하 속도에서 발생되게 되는데 그 이유는 테일로터가 방향조정을 유지할 정도의 추력을 제공하지 못하기 때문이고 일반적으로 제자리비행을 할 때 특정방향에서 불어오는 바람에 기인하거나 고고도에서 테일로터 추력이 해당 동력에 상응하지 못할 정도가 되었을 때입니다. 이렇듯 불예측성 요는 여러 가지 원인으로 발생할 수 있습니다. 그중 가장 일반적인 원인은 메인 로터와 테일 로터 간의 불균형입니다. 메인 로터와 테일 로터 간의 회전 방향이 일치하지 않거나, 테일 로터의 각도가 조절되지 않은 경우에 불예측성 요가 발생할 수 있습니다. 또한, 헬리콥터의 공기 역학적인 특성이나 외부 환경 요인(강풍, 유속 등)도 불예측성 요를 유발할 수 있습니다. 불예측성 요를 해결하기 위해서는 다음과 같은 절차를 따를 수 있습니다. 먼저, 메인 로터와 테일 로터 간의 균형을 맞추어야 합니다. 메인 로터와 테일 로터의 회전 방향이 일치하도록 설정하고, 테일 로터의 각도를 조절하여 안정적인 비행을 도모해야 합니다. 또한, 헬리콥터의 공기 역학적인 특성을 고려하여 비행 조건을 최적화하고, 외부 환경 요인을 감안하여 안전한 비행을 위한 조치를 취해야 합니다. 이와 함께, 불예측성 요가 발생한 경우에는 조종사는 차분하게 대처해야 합니다. 조종 장치를 조심스럽게 조작하고, 비행 속도와 고도를 조절하여 안정성을 유지해야 합니다. 만약 상황이 계속해서 악화된다면, 비상 절차를 따라야 하며, 필요한 경우에는 조종사의 안전을 보장하기 위해 긴급 상황에 대비한 훈련을 받아야 합니다. 불예측성 요는 헬리콥터 비행의 안전과 안정성에 영향을 미치는 중요한 문제입니다. 이를 해결하기 위해서는 헬리콥터의 기계적인 상태를 철저히 점검하고, 조종사의 기술과 경험을 향상시키는 것이 필요합니다. 또한, 항상 안전한 비행을 위한 지침과 절차를 준수하여 불예측성 요를 최소화하는 노력이 필요합니다.
헬리콥터의 메인로터회전판간섭(MAIN ROTOR DISC INTERFERENCE:285~315도)
항공기가 전진중에 왼쪽 전면에서 10~30kt 속도로 바람이 불어오면 상대바람으로 인하여 메인로터의 와류가 테일로터 쪽으로 흐르게 되어 테일로터는 대단히 심한 난기류(회전익판의 와류영향) 속에서 작동하게 됩니다.
항공기를 오른쪽으로 회전시킬 때 테일로터는 회전익판의 와류영역에 들어가게 되어 테일로터의 추력 감소를 겪게 됩니다. 다시 말하면 회전익판의 와류가 꼬리회전익판을 통과하기 때문에 테일로터에 흐르는 공기흐름에 변화가 발생하여 추력이 달라지게 되는 것입니다. 회전익판의 와류의 영 향을 받으면 초기에는 테일로터의 받음각이 커져 테일로터의 추력이 증가하기 때문에 같은 회전속도를 유지하기 위해서는 오른쪽 페달을 밟아 테일로터의 추력을 감소시켜야 한다. 그러나 회전익의 와류가 테일로터를 지나가고 나면 테일로터의 받음각이 줄어들어 추력이 감소되기 때문에 오른쪽방향으로의 요가 가속되어 커지게 됩니다. 항공기의 회전속도를 유지하기 위하여 오른쪽 페달을 밟고 있던 조종사는 갑작스러운 가속현상에 매우 당황할 수도 있고 또한 테일로터의 추력감소가 갑자기 일어나기 때문에 만약 곧바로 수정조치를 하지 않으면 마스트를 중심으로 조종이 불가할 정도로 급속한 회전을 유발합니다. 이러한 영역에서 작동할 때에는 테일로터의 추력이 갑자기 감소한다는 것을 인지하고 즉각 왼쪽 페달을 밟아 추력의 감소에 대응할 조치를 준비하고 있어야 합니다.