슬립(역학)

슬립(slip)은 다가오는 기류나 상대적인 바람을 기준으로 항공기가 전진할 뿐만 아니라 어느 정도 옆으로 움직이는 공기역학적 상태를 말한다. 즉, 재래식 항공기의 경우, 코는 날개의 둑과 반대 방향을 가리킬 것이다. 그 항공기는 조정된 비행이 아니므로 비효율적으로 비행하고 있다.

배경

슬립으로 비행하는 것은 리프트 대 드래그 비율이 감소하기 때문에 공기역학적으로 비효율적이다. 에너지를 소비하지만 양력을 발생시키지 않는 것이 더 많은 걸림돌이다. 경험이 없거나 부주의한 조종사는 방향타와 항공기를 조정하지 못함으로써 종종 회전 중에 의도치 않게 미끄러짐으로 들어가게 된다. 비행기는 바람이 많이 부는 날 이륙을 하지 않고 미끄러지듯 올라갈 수 있다. 방치하면 등반 성능이 저하된다. 이것은 특히 상승 경로 아래에 장애물이 근처에 있고 항공기가 저전력 또는 과부하 상태인 경우 위험하다.

슬립은 조종사가 의도적으로 한 종류의 슬립 또는 다른 유형의 슬립을 입력하는 조종 기동이 될 수도 있다. 미끄러짐은 장애물(나무, 전선 등) 위로 짧은 필드 착지를 수행하거나 장애물(활주로의 연장 중심선에 있는 단일 나무 등)을 피할 때 특히 유용하며 비상 착륙 절차의 일부로 실행될 수 있다. 이 방법들은 또한 착륙 지대가 짧은 농장이나 거친 시골 공습으로 비행할 때 일반적으로 사용된다. 조종사들은 속도를 늦추고 멈추기 위해 충분한 활주로가 남아 있는 상태에서 착륙할 필요가 있다.

조종사가 저출력 착륙 접근에서 가장 일반적으로 반대 방향타와 에일러론 입력을 사용하여 의도적으로 미끄러짐을 입력할 수 있는 일반적인 상황이 있다.^[1]

플랩이나 스포일러가 없으면 상당한 속도를 추가하지 않고는 글라이드의 가파름을 높이기가 어렵다. 이러한 과도한 속도는 항공기가 장시간 지상 효과를 발휘하도록 만들 수 있으며, 아마도 활주로가 부족할 수 있다. 전진 슬립에서는 훨씬 더 많은 드래그가 생성되어 조종사가 비행속도를 증가시키지 않고 고도를 소멸시킬 수 있게 되어 하강각(글라이드 경사)이 증가한다. 전방 미끄러짐은 특히 1950년대 이전 훈련 항공기, 피츠 특수와 같은 에어로빅 항공기 또는 플랩 또는 스포일러가 작동하지 않는 항공기를 운용할 때 유용하다.

종종, 미끄러진 비행기가 정지하도록 만들어지면, 미끄러진 좌석이 회전으로 발전하게 하는 요잉 경향을 거의 보이지 않는다. 비행기를 미끄러지듯 멈추는 것은 날개 수준의 자세로 굴러가는 경향이 있는 것 이상도 이하도 아니다. 사실, 일부 비행기에서는 심지어 좌초 특성이 개선될 수도 있다.^[2]

전진-슬립 vs 사이드슬립

공기역학적으로 이러한 것들은 일단 설정되면 동일하지만, 다른 이유로 입력되며, 진입 전 트랙과 헤딩이 서로 다르게 생성될 것이다. 전진 미끄러짐은 공기 속도를 많이 얻지 않고 접근(높이를 낮추기)을 가파르게 하는 데 사용되며,^[3] 항력 증가의 혜택을 받는다. 사이드 슬립은 턴을 실행할 수 없는 방향으로 항공기를 옆으로 이동시킨다(흔히 바람을 기준으로만). 드래그는 부산물로 간주된다. 대부분의 조종사들은 옆바람 착륙 중 플레잉이나 터치 다운 직전에 사이드 슬립에 들어가는 것을 좋아한다.^[4]

전진-슬립

전진 슬립은 항공기의 원래 트랙(지상 상공의 비행 경로)을 유지하면서 하강 날개에서 항공기의 헤딩을 변경한다.

전진 슬립을 실행하기 위해, 파일럿은 바람 속으로 둑을 세우고 목표물을 향해 계속 이동하기 위해 반대 방향타(예: 오른쪽 방향타 + 왼쪽 방향타)를 적용한다. 만약 당신이 목표물이었다면 당신은 비행기 코뼈가 한쪽으로 떨어져 있고, 날개가 반대쪽으로 떨어져서 당신 쪽으로 기울어져 있는 것을 볼 수 있을 것이다. 조종사는 비행속도를 유지할 수 있을 만큼 비행기의 코가 낮는지 확인해야 한다.^[5] 단, V_A, V와_FE 같은 기체 속도 제한은 반드시 준수해야 한다.^[6]

전방 미끄럼은 조종사가 과도한 높이로 착륙 접근을 설정했거나 활주로 문턱 근처에 착륙하기 위해 나무 선 너머로 가파르게 하강해야 할 때 유용하다. 비행기가 활주로에 적절하게 정렬되어 있다고 가정하면, 전방 미끄러짐은 과도한 비행속도를 추가하지 않고 하강하는 동안 항공기 트랙을 유지할 수 있게 된다. 헤딩이 활주로와 정렬되지 않기 때문에 착륙 기어에 과도한 측면 하중을 받지 않도록 터치다운 전에 전방 미끄러짐을 제거해야 하며, 크로스 윈드가 있을 경우 터치다운에서 아래 설명된 대로 적절한 사이드 슬립이 필요할 수 있다.

사이드슬립

사이드 슬립은 또한 방향타와 반대 방향타를 사용한다. 이 경우, 피치나 동력으로 안전한 비행 속도를 유지하면서 비행기가 회전하지 않도록 날개를 내리고 방향타에 정확히 충분히 반대방향으로 가하여 입력된다(같은 헤딩을 유지). 전진 슬립에 비해 방향타가 덜 사용된다. 단지 헤딩의 변화를 멈추기에 충분하다.

사이드 슬립 조건에서는 비행기의 세로 축이 원래 비행 경로와 평행하게 유지되지만, 비행기는 더 이상 그 선로를 따라 비행하지 않는다. 리프트의 수평 구성부품은 비행기를 옆으로 끌어당기면서 낮은 날개 쪽으로 향한다. 이것은 정공, 역풍 또는 역풍 시나리오다. 옆바람의 경우 날개가 바람으로 낮아져 비행기가 원래 선로를 날린다. 많은 조종사들이 옆바람 조건(슬립 없이 미끄러짐)에서 사용하는 사이드 슬립 어프로치 기법이다. 원하는 궤도를 유지하는 또 다른 방법은 게의 기법이다: 날개는 수평을 유지하지만 코는 옆바람으로 뾰족하게(부분방향으로) 되고, 결과적으로 드리프트는 비행기를 궤도에 올려놓는다.

사이드 슬립은 옆바람으로 접근하는 동안 활주로 중심선으로 정렬된 상태를 유지하거나 옆바람 착륙의 마지막 순간에 사용할 수 있다. 측면 이동을 시작하기 위해 조종사는 방향타를 사용하여 중심선에서 헤딩을 유지하면서 활주로 중심선 위치를 유지하기 위해 바람 쪽으로 비행기를 굴린다. 사이드슬립은 1개의 주 착륙 기어가 먼저 착륙하고, 2번째 주 기어가 그 뒤를 밟게 한다. 이를 통해 휠이 트랙과 지속적으로 정렬될 수 있으므로 터치다운 시 측면 하중을 피할 수 있다.

옆바람 착륙을 위한 사이드슬립 방식은 글라이더와 같은 긴 날개와 낮은 위치의 항공기에는 적합하지 않으며, 대신 착륙 직전까지 게 각도(바람을 헤딩)가 유지된다.

항공기 제조사 에어버스는 옆바람을 적게 부는 조건에서만 사이드슬립 접근을 권장하고 있다.^[7]

사이드 슬립 각도

사이드 슬립의 각도(AOS, AoS, $\beta {\displaystyle }$ ${\displaystyle \beta$ $\},$ 그리스 문자 베타)라고도 불리는 사이드 슬립 각은 유체 역학 및 공기역학 및 항공에 사용되는 용어다. 상대 바람에서 항공기 중심선의 회전과 관련이 있다. 비행 역학에서는 속기법 $\beta {\displaystyle }$ ${\displaystyle \beta }($베타)가 주어지며, 상대적인 바람이 비행기의 코 오른쪽에서 올 때 보통 "양"으로 배정된다. 사이드 슬립 각도 $\beta {\displaystyle }$ ${\displaystyle \beta }$은 본질적으로 비행기의 공격 방향각이다. 그것은 방향 안정성 고려사항의 일차적 변수다.^[8]

차량 동력학에서 측면 미끄러짐 각도는 순간 프레임에서 무게 중심에서 차량의 세로 축에 대한 속도 벡터에 의해 만들어진 각도로 정의된다. 코너링 중 횡방향 가속도가 증가하면 측면 미끄러짐 각도가 감소한다. 따라서 매우 빠른 턴과 작은 턴 반경에 높은 횡방향 가속도가 있으며 $\beta {\displaystyle }$ ${\displaystyle \beta$ }이$($가) 음수 값이 될 수 있다$$.

슬립의 사용

기타 용도

미끄러짐이 항공에 유용할 수 있는 다른, 전문화된 상황들이 있다. 예를 들어 항공사진 촬영 중 슬립이 항공기 한쪽을 내려 측면 창문을 통해 지상 사진을 촬영할 수 있도록 할 수 있다. 조종사들은 전면 윈드실드가 완전히 얼음으로 덮인 경우 미끄러짐으로 착륙할 것이다. 약간 옆으로 착지함으로써 조종사는 항공기의 측면 창문을 통해 활주로를 볼 수 있다. 미끄러짐은 곡예비행과 공중전에서도 역할을 한다.

전표의 주목할 만한 고용

• 김리 글라이더 – 보잉 767기인 에어캐나다 143편의 로버트 피어슨 기장은 전방 전단을 이용해 과도한 접근 고도에도 불구하고 매니토바 주 김리에 엔진 아웃 착륙에 성공했다. 그는 글라이더 조종사로서 그 기동을 배웠었다.^[9]
• TACA 110편 – 엘살바도르 출신의 조종사 카를로스 다르르다노가 보잉 737-300 여객기의 항로를 수정하기 위해 사이드 슬립을 실시했다^[10]. 그는 뉴올리언스의 좁은 잔디 제방 위에 착륙하여 비행기를 안전하게 정차시켰다.

미끄러짐이 비행에 미치는 영향

항공기가 스로틀이나 엘리베이터에 다른 변경 없이 전진 슬립에 들어갈 때 조종사는 하강 속도(또는 상승 속도 감소)를 알아차릴 것이다. 이것은 대개 기체의 항력이 늘어난 데 기인한다. 기체 위의 기류는 횡각으로 되어 있어 상대 정면 면적이 증가하여 항력이 증가한다.

참고 항목

• 표류
• 러더롤
• 슬립턴

참조

외부 링크

• 착륙장치에 장착된 카메라의 슬립 영상
• FAA 항공기 비행 핸드북 7~9장