스크랩 플라이트 시뮬레이트 헬리콥터 튜토리얼

[서눙이]

갑자기 헬리콥터를 날려 보고 싶어서 FSX 의 Bell 206B JetRanger III 헬리콥터를 날려보았습니다. 하지만 참담하였습니다.

그래서 최소한의 바탕 지식을 얻기 위해서 FSX 의 Learning part 의 헬리콥터 부분을 번역하였습니다.

원래 헬기를 마스터한 고수분들이 하셔야 겠지만, 헬기에 대해서 아무것도 모른는 초보가 공부를 위해서 번역하였습니다.

이해가 안되는 부분은 원문그대로 옮기는 체 하면서 모르는 척 하기로 하였습니다.

하지만 몇가지 인터넷 검색을 통하여 이해된 부분을 첨가하고 의역하여 보았습니다.

보시고 오류와 이해가 모호한 부분이 있으면 지적해 주시고, 수정해 주시고 첨언해 주시기 바랍니다.

** 이글은 플라이트 시뮬레이트 환경에서 모든 헬리콥터의 비행에 적용되는 일반적인 사항입니다. 따라서 FSX나

FS2004의 헬기에도 같이 적용될 수 있을 것으로 생각됩니다. 뿐만아니라, 특수한 헬기(공격용 군용기 같은)를 제외

하고는 대부분의 헬기가 최적 상승 airspeed가 52~53 노트라던가, 그 skids를 지표면에서 들어 올리기 위해서는

40~60 % 토오크가 필요하다던가, Hovering 혹은 Hover taxi시에 70~75% 토오크가 필요하다든지, 그 기계적 구조및

작동방식 때문에 300노트 이상의 속도는 물리적으로 불가능하다든지 거의 유사한 기계적 특성을 지니고 있어

대부분의 헬기에 적용해도 무방하리라고 생각됩니다. 하지만 필요한 수치는 각 헬기마다 확인하시기 바랍니다. 

해질녘 라스베가스 The strip을 따라서...Mandalay Bay Resort & Casino

 Flying Helicopters

헬리콥터 조종술을 배운다는 것은 도전적인 일입니다. 일반 비행기를 날리는 것을 일반자전거 타는
것 에 비교한다면, 헬리콥터를 날린다는 것은 외발 자전거를 타는 것과 같습니다...그것도
두손으로는 공던져 돌리기(juggling)를 하면서...^^

헬리콥터를 날리기는 매우 어렵습니다. 왜냐하면 이 비행기는 애초부터 일관되게 불안정하게
만들어 졌기 때문입니다...일반적인 비행기는 잘 조절(trim)하여 내버려 두어도 되는 반면에,

헬리콥터는 그대로 내버려 두면 동요(oscillate)하기 시작하고, 결국 추락하게 됩니다.

이러한 동요의 발생을 미리 막는 것이 조종사의 일이지만, 이 일이 초보 헬기 조종사에게는

신경을 망쳐버리는 경험이 될 수도 있습니다.

실 헬리콥터의 비행 기초를 마스터하는 데, 평균적인 조종학생에게는 10~15 시간이 걸린다고
합니다. 보통의 플라이트 시뮬레이터 Pilots 들이 Simulated Robinson R22 Beta II 나 Bell 206B
JetRanger III 의 기초를 익히는 데 약 6시간이 걸립니다. 이 일에 뛰어들면 당신의 첫 몇 시간
은 매우 참담한 기분에 사로잡힐 지도 모릅니다. 하지만 그기에 매달려 보십시요.

그렇게 어렵도록 만드는 헬리콥터의  바로 그 특징들 때문에 더 재미있게 만듭니다.
여러분이 회전익비행의 미묘함을 한번 마스터하고 나면 그와 같은 것은 더 이상 없습니다.

이륙하기 전에 헬리콥터에 대해서 약간만 배운다면, 플라이트 시뮬레이트에서 훨씬 많은 즐거움
을 가지게 될 겁니다.

Rotors 들은 날개다.

헬리콥터 공기역학을 이해하기 위해서, 헬기의 메인 로터시스템이 헬기의 날개로 작용한다는 점
을 기억하십시요. 로터들은 날개(airfoil)이기 때문에, 고정익기의 날개처럼 양력을 만들기도하고
AOA(Angle of attack' 받음각)의 변화에 반응하기도 하고, 또 날개처럼 실속에 빠지기도 합니다.

 

일반적인 비행기에서는 양력은 날개가 만들고 추력(추진력)은 프로펠러가 만듭니다. 헬기에서는
양력과 추력이 모두 동일 성분에서 만들어집니다: Main Rotor의 날개들에서...이 날개가 회전해
서 생기는 원형의 area를 로터 디스크(Rotor Disk)라고 합니다. 단순하게 말하자면 이 로터
디스크가 공기를 밑으로 불어 내려서 헬기가 위로 상승하게 됩니다. 만약 이 로터 디스크가 기울
어지면, 헬기는 그 기울어진 방향으로 움직이게 됩니다. Main rotor가 회전할 때, 그 만큼의 같은
힘이 헬기 동체를 반대방향으로 돌리려고 합니다. 그때 꼬리에 달려있는 Tail rotor가 이 토크를
상쇄하여 줍니다.

헬기에 독특한 공기역학적 효과들(Special Aerodynamic Effects)

헬기의 독특한 작동특징들에는 조종사들이 반드시 이해하고 있어야만 하는 특별한 공기역학효과
들이 있습니다.

1. Ground Effect(지면효과)

헬기의 로터가 회전하면서 공기를 밑으로 내려보내어 지면에 공기쿠션을 만들어 생기는 효과.
로터의 회전직경과 같은 높이 이내에서 지면과 로터 디스크사이에 형성된 공기쿠션 층에 의해
이 높이 이내에서 헬기의 기능이 높아지는 효과. 이 높이 내에서는 상대적으로 적은 추력으로
정지비행이 가능한 것과 같은 효과를 말합니다. 이 효과는 rotor span 의 1/2 정도 지면으로
부터의 높이에서 가장 현저히 나타나고, 일반 비행기에서 처럼, 지면이 날개끝에서의 소용돌이
를 방해할 때, 지면효과가 발생합니다. 헬기에서는 로터팁에서의 소용돌이를...
당연히 로터디스크가 내려보낸 공기흐름이 잘 반사되는 지면에서 이 효과가 크게 나타납니다.
활주로나 아스팔트, 콘크리트 표면같은...
풀숲이나, 표면이 울퉁불퉁하거나, 경사가 급한 곳에서는 이 효과는 적게 나타납니다.

2. Translation Effect(Cyclic Rigging)

헬기는 Tail rotor의 추력방향으로 흘러가는(drift,표류) 경향이 있습니다.
예를 들면 미국에서 만들어진 헬기는 모두 정지비행(hovering)시 우측표류의 경향을 가집니다.
왠지 모르지만 미국산 헬기들은 모두 메인로터의 회전이 위에서 보았을 때, 반시계 방향으로
회전하도록 만들어 집니다. 작용, 반작용 토오크에 의해서 헬기동체는 시계방향으로 돌게
됩니다. 즉 위에서 보았을 때, 헬기의 꼬리쪽이 왼쪽으로 돌아갑니다. 이 토크를 상쇄하기 위해서
Tail rotor 를 회전시켜 꼬리를 오른쪽으로 돌아가는 방향으로 꼬리추력을 만들어 냅니다. 그래서
미국산 헬기는 이 Tail rotor 추력방향인 우측으로 표류하는 경향을 가집니다.
이 효과를 상쇄하기 위해서 미국산 헬기는 메인로터축 자체를 약간 좌측으로 기울게 한다던지,
사이클릭(Rotor disk를 기울게하는 메인로터축의 기계적 시스템)의 리깅(원래 범선의 돛을 돛대에 매다
는 밧줄묶기를 rigging이라고 합니다. 여기서는 사이클릭시스템에서 메인로터와 연결되는 연결
봉(connecting rods)들을 조절하여 약간 좌측으로 기울게 한다는 의미)을 조절하여 제작
됩니다.
이를 상쇄하기 위해서 조종사는 특히 정지비행을 하거나, 상승과 같은 High power setting시
조종간을 약간 좌측으로 힘을 넣어줄 필요가 있을 지도 모릅니다.

소련산 헬기는 이에 반해서 시계방향으로 메인로터가 회전합니다. 당연히 이들 헬기는 좌측표류
의 경향을 가지겠지요. 소련기 조종사는 어느쪽으로 약간 힘을 넣어야 할까요?

3. Effective Translational Lift(ETL)

전진비행 중이거나, 바람속에서 정지비행 중일때, 기능이 크게 높아질 수 있습니다. 수평으로
공기의 흐름이 회전 중인 로터 디스크를 가로지르면, 주어진 파워에서 로터는 휠씬 큰 부양력을
만듭니다. 이 효과는 10-15 노트의 속도에서 일반적으로 나타납니다. 헬기에 이 효과가
나타나면, 낮은 주파수의 진동이 발생합니다. 그리고 헬기의 nose가 들리기 시작하여 헬기가
수직으로 상승하기 시작합니다. 동시에 Hovering 같은 경우에 유용하게 이용되기도 합니다.

4. Transverse Flow Effect

전진비행 중이거나, 바람속에서 정지비행을 할 때, 로터 디스크의 후반부에서 양력이 떨어지는
현상이 발생합니다. 저속에서 더 긴 시간 동안 공기의 흐름이 로터 디스크의 후반부를 지나가
면서 가속이 되고, 디스크 전반부의 공기흐름보다 더 수직으로 흐름이 생기게 됩니다. 이 로터
디스크 후반부를 지나는 가속된 공기의  수직성향의 흐름이 로터날개의 받음각(angle of attack)을 감소시
켜서 로터 디스크 후반부의 부양력을 감소시킵니다.

5. Dissymmetry of Lift(양력 불균형)

이 현상은 전진비행 중이거나, 바람 속에서 정지비행 중일때 발생합니다. 지금 헬기가 100노트
의 속도로 전진 중이라고 합시다. 메인로터의 끝단의 회전속도는 250노트라고 가정합시다.
미국산 헬기는 위에서 보아서 시계반대 방향으로 메인 로터가 회전하므로 역시 위에서 보았을
때, 로터가 오른쪽 끝에 왔을 때의 상대속도는 250 + 100 = 350 노트가 됩니다. 이 로터가 왼쪽
끝에 왔을 때의 상대속도는 250 - 100 = 150 노트가 됩니다. 이들 Rotor blades 의 받음각(
Angle of attack)이 같다고 보면 로터디스크의 우측 끝단에서의 양력이 훨씬 더 크게 되어 헬기
는 좌측으로 뱅크를 먹게되는 경향을 가지게 됩니다. 회전하는 로터와 그에 상대적인 바람의
흐름이 있을 때만 이효과가 생깁니다.
이를 위해서 헬기제작사들은 날개가 오르내리도록 만들거나, 사이클릭 피치-로터가 회전하면서
로터의 받음각(피치)를 계속 변화시키는 방식으로 이 효과를 상쇄시키려 합니다.

***  헬기를 위한 Flight Simulator의 Tuning
헬기를 플라이트 시뮬레이트에서 날리기 위해서는 시뮬레이트가 smooth 하게 돌아가야 됩니다.
프레임이 다시 그려지는 회수가 높을 수록, 헬기의 움직임이 부드러워지고, 시뮬레이션의 느낌
이 좋아집니다. 초당 15 프레임 이하가 되면 헬기의 콘트롤은 어려워집니다.

Flights Controls

헬리콥터는 4가지의 기본적인 조종장치를 가지고 있습니다.
1. Collective
2. Throttle
3. Cyclic
4. Antitorque pedals

헬기는 대부분의 다른 비행기들 보다 조정장치에 가해지는 힘에 휠씬 더 민감한 반응을 보입니다.

헬기를 부드럽고 정확하게 비행시킬려면, 모든 비행조절과 파워조절을 같이 잘 조화시켜야 합니다.

다음의 기본적인 사항들을 늘 마음에 두고 있어야 합니다.

1. 부드럽고, 적은 조종압력을 사용해야 합니다. 급격하고 큰 움직임은 급격히 더 큰 동요로
이어져 빠르게 조종불능상태로 상황을 이끕니다.
"당신이 조종에서 하고 싶은것을 생각하는 것 만으로도, 헬리콥터는 그것을 해 낸다"...이것이
조종시 얼마나 적은량의 조절이 가해져야 하는 가를 잘 나타내는 말입니다.

2. 한가지 조종을 행하면 같이 필요한 다른 조종은 무었일까 예측할 수 있어야 합니다. 예를
들면, Collective(일단 throttle 이라고 생각하십시요.)를 증가시켜 파워를 더하면, 미국산 헬기
의 메인로터는 반시계방향의 회전력이 증가할겁니다. 그려면 작용,반작용에 의하여 동체는
시계방향으로 돌려는 힘이 증가할 겁니다. 즉 헬기의 기수는 오른쪽으로 가려고 하겠지요.
이때 좌측 antitorque pedal을 밟아서 헬기의 기수를 좌측으로 돌려 놓아야 하겠지요. 헬기는
좌측 페달을 밟으면 기수가 좌측으로 돌고, 우측 페달을 밟으면 우측으로 돈답니다. 즉 좌측
페달로 우측으로 기수가 돌아가려는 힘을 상쇄시켜야 합니다. 동시에...

3. 헬리콥터에만 발생하는 독특한 공기역학효과를 이해하고, 그 효과를 상쇄시키기 위해 필요
한 적절한 조종 조치들을 숙지하고 있어야 합니다. 그 효과가 발생하였을 때, 반응을 해서는
않됩니다. 미리 예측할 수 있어야 합니다. 기다렸다가 효과가 나타났을 때, 그기에 반응을
해서는 헬기를 조종하는 데, 큰 문제점을 가지게 될겁니다.

4. 메인로터가 돌고 있을 동안에는 절대로 사이클릭(헬기의 조종장치, 조이스틱을 생각하시면
됩니다.)에서 손을 떼어서는 안됩니다.

5. 착륙한 뒤에는 헬기가 확실하게 안착하였는 지 확인하시기 바랍니다. 엔진을 셧다운 시키기
위하여 준비하는 동안, Collective가 full down position에 있는 지 확인하시기 바랍니다.
메인로터가 stop 할 때까지는 cyclic을 중립위치에 쥐고 계시기 바랍니다.

Las Vegas The strip 을 따라서...Bellagio Hotel & Casino...26층 높이의 물분수쇼가 FSX에는 animation으로 구현되어 있네요.

The Collective

The collective("collective pitch control"을 줄인 말)는 헬기의 고도와 파워를 조절하는 주
조종장치입니다. 헬기에 달려있는 모든 Rotor blades의 피치(받음각)을 동시에 집단적
(collecive)으로 증가시키거나 감소시켜서 부양력을 변화시키는 장치입니다. 그래서
Collective라고 부르는 모양입니다. 근본적으로 Collective는 추력벡타의 양을 조절합니다.

실제 헬기에서는, 콕크핏 바닥에 장치 되어있는 긴 레버를 좌측 손을 사용하여 들어올렸다
내렸다 하여 조절한다고 합니다. 플라이트 시뮬레이터에서는 쓰로틀레버나, 조이스틱의
쓰로틀레버, 키보드의 F3키(Collective 증가), 그리고 F2키(감소)를 사용합니다.

Collective를 올리면, 모든 메인로터의 피치를 동시에 올리고(즉 각 로터의 받음각이 증가되고)
따라서 메인로터시스템이 생성하는 부양력이 증가하게 됩니다. Collective를 내리면 그 반대
상황이 됩니다.

Collective를 올리면 Rotor blades 가 더 많은 부양력을 만들어 냅니다. 하지만 Blades의
받음각이 커지므로써, Blades에 걸리는 항력도 증가됩니다. 그래서 메인로터의 rpm을 유지
하려면 파워를 추가해 주어야만 합니다. 파워가 커지면 당연히 그 양만큼 반대방향으로의
토오크도 증가합니다. 그 만큼 좌측 반토오크 페달을 밟아서 기수가 우측으로 돌아감을 방지
해 주어야 합니다.

반대로 Collective를 내리면 Rotor Blades 의 피치가 감소합니다. 따라서 Blades에 걸리는
항력도 감소합니다. 동일 rpm을 유지하려면 파워를 같이 줄여 주어야 합니다. 부양력도
감소합니다. 따라서 토오크 감소가 생깁니다. 이에 따라 만약에 헬기 기수가 좌측으로
돌아가기 시작하면 우측 반토오크 페달을 조금 밟아야 될지도 모릅니다.

조종변화에 따른 헬기의 반응을 느낄 때 까지 기다렸다가 반응을 한다면, 헬기를 조종하는
데 어려움을 겪게 될겁니다.---미리 예측한다는 점을  늘 기억하시기 바랍니다.

The Throttle

쓰로틀은 Collective의 끝에 달려있습니다. 대부분 헬기에서는 Collective는 자동차의 잡아
당기는 방식의 주차 브레이크 처럼 생겼습니다. 그 봉 모양 끝에 오토바이의 손잡이
엑셀레이트 처럼 쓰로틀이 달려있습니다.

플라이트 시뮬레이트의 R22 나 JetRanger III 헬기의 Collective 끝단에는 Gonvernors 가
장치되어 있어, Collective를 올렸다 내렸다 할 때 마다, Rotor의 회전수(rpm)을 자동으로
조절해 줍니다.

Collective가 올려지면 파워를 자동으로 같이 올려주고, Collective가 내려지면 파워를 자동
으로 같이 내려주어서, Rotor blades의 받음각(Angle of Attack, 피치)가 변화해도 Rotor의
회전수는 일정하게 유지되도록 해 줍니다.

쓰로틀만 독립적으로 조절시 파워감소는 CTRL+F2, 파워증가는 CTRL+F3 입니다.

Las vegas, The strip을 따라서...가장 새롭고 고급스럽다는 Wynn Resort & Casino with Golf course

The Cyclic

비행 중, Cyclic(Cyclic Pitch Control의 준말)은 헬리콥터의 피치(Rotor blades의 피치는
위의 Collective 가 조절)와 뱅크자세를 조절합니다. 마치 비행기의 요크와 스틱이 비행기의
엘리베이트와 에일러론을 조절하듯이요...

비행에 있어서, airspeed를 조절하는 주 조종장치입니다. Cyclic을 앞으로 적용하면
Airspeed가 증가하고, 후방으로 Cyclic을 당기면 Airspeed는 감소합니다.

Rotor disk가 만들어 내는 힘의 방향을 Cyclic을 가지고, 일련의 기계적 연결장치를 통하여
Rotor disk를 원하는 방향으로 기울게(tilting) 해서 조절합니다. 또한
정지비행(hover) 중에도 Rotor disk의 방향을 조절하여 지면상에서의 헬기의 이동의 방향
과 속도를 조절합니다.

Cyclic을 앞으로 밀면, 헬기는 앞으로 기울어지면서(tilting) 앞으로 전진합니다.
Cyclic을 좌측으로 밀면, 헬기는 좌측으로 지면 쪽으로 기우면서 좌측으로 비행합니다.
뒷쪽과 우측의 경우도 동일합니다. 즉
Cyclic의 위치가 추력벡타의 크기를 결정합니다.
Cyclic의 위치가 추력벡타의 기울기(방향)도 결정합니다.

플라이트 시뮬레이트에서는 Cyclic을 조이스틱으로 조종합니다. 키보드의 경우는 키보드
우측의 숫자키페드의 숫자키로 조종합니다. 2 는 cyclic 후진, 8 은 전진, 4 는 좌측, 6 은
우측으로의 조종입니다.

Cyclic을 움직인 량만큼, 헬리콥터가 그 방향으로 얼마나 빨리 움직일 것인가를 결정합니다.
Cyclic을 움직일 경우, 헬기에서는 거의 대부분의 경우에서 다른 조절장치들도 같이 조절해
주어야 합니다. Collective와 Anti torque pedal을 같이...다음 경우와 같이...

1. 정상 순항비행 중에는, Cyclic을 앞으로 밀면, 헬기의 기수가 아래쪽으로 기웁니다.
Airspeed는 증가하고 헬기의 고도는 떨어집니다. 따라서 이때는 Collective를 필요한 만큼
들어올려서 메인로터의 부양력을 높이고, 파워도 추가해 주어야 합니다.

2. Cyclic을 뒤로 밀면 헬기의 기수가 위로 들리게 됩니다. 헬기 자체의 pitch up 이 되지요.
따라서 항력이 증가하고 Airspeed는 줄어드고, 헬기는 상승하게 됩니다. 이때는 Collective
를 필요한 만큼 내려서 Rotor Blades 의 받음각을 줄여서 부양력을 필요한 만큼 내리고,
엔진의 파워도 줄입니다.

3. 이것만 해도 정신이 없을 텐데, 또 있습니다. 앞에 Collective 에서 이미 배웠지만,
Collective를 올리면 (Governor에 의해서 대부분 같이 파워도 올라가면) Rotor blades의
받음각이 커집니다. Rotor의 회전에 의한 동체의 반대방향 토오크도 그 만큼 증가됩니다.
미국제 헬기는 로터가 반시계 방향으로 회전하므로 동체는 시계방향으로 회전하려고
합니다. 즉 기수가 오른쪽으로 돌려는 경향을 보이겠지요. 따라서 필요한 만큼
좌측 반토오크 페달을 밟아 주어야 하겠지요. 반대로 Collective를 내리면 필요한 만큼
우측 반토오크 페달을 밟아 주어야 할지도 모릅니다.

즉, 헬기조종에서 한 조종간을 움직이면 나머지 2 조종간도 같이 움직여 주어야 헬기가
조화롭게 제 방향으로 난다는 것을 우리나라에서는 "삼타일치"라고 하는 모양입니다.
아무래도 용어에서 군대의 억양이 느껴지는 듯 하지요?

Las Vegas, The strip을 따라서...The strip 이 끝나는 곳-북쪽 끝, Stratosphere Hotel & Casino 의 300m가 넘는 타워... 

Antitorque Pedals

메인로터가 회전하면서 작용, 반작용의 원리에 의하여 생성되는 토오크(torque)를 상쇄
시키기 위해서 antitorque 페달을 사용합니다.

Collective를 올리면 Rotor blades의 받음각이 커지면서 더 많은 토오크가 생성됩니다.
Collective를 내리면 토오크는 줄어 듭니다. 이때 페달을 사용하여 동체의 회전을 상쇄시켜
주어야 합니다.

앞에서 이야기 하였듯이, Collective를 올리면, 좌페달을 밟아서 헬기의 기수가 우측으로
돌아감을 방지하여야 합니다. Collective를 내리면 우페달을 밟아서 헬기의 기수가 좌측으로
yawing 됨을 방지하여야 합니다. (단발 프로펠러기에서 파워를 올리면 기수가 좌측으로
기우는 현상과 반대입니다. 외우는데 참고가 되겠지요...^^)

전진비행 중에, 헬기의 방향전환은 비행기와 같이 뱅크에 의해서 선회합니다. 그러나
정지비행(Hover) 중에는 헬기의 기수방향을 유지하기 위해서는 페달을 사용합니다. 또한
정지비행 중에는 헬기의 방향전환은 페달을 사용합니다. 이와 같은 방식의 방향전환을
"Pedal turn"이라고 합니다.

 순항비행 중이나, 정상 상승 혹은 강하비행 중에는 페달은 단지 헬기가 제방향으로 잘
가도록 Trim 할 때만 사용합니다. 정해진 기수방향을 조화롭게 유지하도록 하기 위해서
만 사용합니다. 정지비행시를 제외하고는 헬기의 방향전환에 페달을 사용해서는 안됩니다.
방향의 전환은 사이클릭을 사용하여 뱅크로 하시기 바랍니다.

헬기가 트림이 제대로 되었는 지는, "turn coordinator 속의 구슬이나, turn needle"을 보고
결정할 수가 있습니다. 만약 구슬이 중심에서 좌측으로 기울어져 있으면, 좌측페달에 힘을
더 주어야 하고, 우측으로 기울어져 있으면 우측페달에 힘을 더 주어야 합니다.

플라이트 시뮬레이트에서는 러더페달을 사용할 수 있습니다. 조이스틱을 사용하는 경우는
스틱을 비틀어서 페달로 사용합니다. 키보드에서는 숫자키 패드의 0: 좌측페달, ENTER:
우측페달로 사용합니다.

Las Vegas, The strip을 따라서 다시 남쪽을 향하여...

Maneuvers(기동 이라고 번역하겠습니다.)

Hovering

Hovering(지면 3~5 피트 높이에서 정지상태를 유지하는 것)은 초보 헬기 조종사가 마스터
하기 가장 어려운 기술입니다. 하지만 Hovering은 가장 중요한 헬기 기동 중의 하나입니다.
왜냐하면 모든 헬기의 이륙은 이 단계를 거쳐서 시작하고, 헬기의 모든 착륙은 이 단계를
거쳐서 끝나기 때문입니다.

바람이 문제를 더 복잡게 만듭니다. 바람 등의 영향으로 Ground speed와  Airspeed에
변화가 생기면 Hovering 고도를 유지하기 위해서 파워를 변화시켜야 하고, 따라서 토오크에
에 영향을 미칩니다.---따라서 미리 예측을 하고 신속히 수정해 주어야 합니다.

정지시 기준이 되는 촛점은 수평선 상에 두거나, 30~50 피트 떨어진 물체에 두고, 그것을
기준으로 움직이거나, 정지하거나 제자리로 복귀하는 감각을 느껴야 합니다.

Taxiing

헬기의 Taxiing은 흔히 "Hover taxiing"이라고 합니다.  왜냐하면 지면으로 부터 수피트
높이에 떠서 전진해야 하기 때문입니다. 일반적으로 이 테크닉을 한 공항내에서 taxing 하거
나, 가까운 거리를 헬기를 이동시킬 때 사용합니다.

헬기의 스키드(미끄럼 발판)가 지면으로 부터 3ft(1m)정도 떠 오르면 지면효과(Ground
effect)에 의해서 효과적으로 비행할 수가 있습니다. 이때는 약 10%의 파워를 추가하는 것
만으로도 hover를 유지할 수 있습니다.

큰키의 풀밭, 경사가 급격하거나 거친 지형, 높은 고지대와 같은 특정 상황에서는  지면 효과
에 의해서 Hovering 하기가 힘들다는 점을 명심하시기 바랍니다.

기억하세요:
1. Cyclic 으로 헬리콥터가 이동할 방향을 조종합니다.
2. 적정고도를 유지하기 위해서 적고 부드러운 Collective 조절을 하세요.
3. 좌, 우측 안티토오크 페달을 사용하여 헬기 기수의 방향을 똑바로 유지하세요.

Takeoff

헬기조종사들은 보통 주변에 장애물들이 있는 한, 하늘로 바로 직상승하는 수직이륙이나
지면 가까이서 고속이륙은 하지 않습니다. 왜냐하면 낮은 airspeed의 수백피트 상공의
헬기나 지면 가까이서 고속 기동 중인 헬기는 만약에 engine failure 가 생길 경우, 회복
하기가 매우 어렵기 때문입니다. 그래서 이륙시의 권장 절차는 먼저 지면에서 수 피트
(1~1.5m)정도 떠 올라서 정지비행 상태에 들어간 후, 천천히 상승을 개시하기 전에 40~50
KIAS로 가속하도록 합니다.

이때 바람의 방향과 속도에 주의하도록 하십시요. 가능하면 정면 맞바람을 맞으면서 이륙
하도록 비행계획을 짭니다. 그래야만 측면표류를 최소화하고, 이류과 상승시 헬기의 기능을
증가시키게 됩니다. 메인로터 디스크 전면에서 불어오는 바람은 forward airspeed와 동일
효과가 있습니다. 예를 들면, 헬기가 10~15 노트의 정면풍 속으로 비행한다면  헬기가 비록
지면에 있더라도 effective translational lift 를 Rotor가 받게됩니다.

이륙할 준비가 다 되었으면, 시너리의 물체들을 가이드로 사용합니다. 빌딩이라든지, 타워
라든지, 개스펌프같은 멀리 떨어져 있는 구조물을 포인터로 삼으세요. 이들 포인터와 수평선
너머 물체를 헬기의 정렬과 이륙할 고도의 참고점으로 삼으세요.

Cyclic(조이스틱 핸들)은 중립상태 근처에 둡니다. Collective를 full down position에
둡니다(조이스틱 쓰로틀, F2키).

부드럽게 천천히 Collective를 올립니다(F3, 조이스틱의 쓰로틀을 밉니다). 헬기가 skids 위
에서 가벼워집니다. Skids가 바닥에서 떨어지면서 헬기는 우측으로 흐르면서 시계방향으로
돌기 시작합니다. 이 상태에서 Collective를 hold하고, Cyclic을 좌측으로 약간 힘을 넣어
헬기가 제 위치에 머물도록 하고, 동시에 좌측 반토오크 페달을 밟아서(조이스틱이면 좌측
으로 축을 비틀고, 키보드이면 숫자키 패드의 0을 누름) 메인로터로 부터 만들어 지는 토오크
를 상쇄합니다.

헬기 밖에 주의를 집중합니다. 수평선이나 밖의 물체에 초점을 둡니다. 상승을 계속하기 위해
서 Collective를 서서히 들어 올립니다. 상승하면서 헤딩을 유지하기 위해서 좌페달을 밟아야
할 것과 위치를 지키기 위해서 Cyclic을 부드럽게 조금씩 사용하여 위치 수정을 할 것을 예측하면서...

헬기 스키드(미끄럼 발)를 지면위 3FT(1 m)에 홀드합니다. Engine fail에 대비해서나,
지면효과가 좋은 고도에 헬기를 유지하기 위해서. 이 고도를 유지하기 위해서 Collective를
올리거나 내리거나 합니다. Cyclic에 적고, 가벼운 압력을 가해서 헬기의 자세를 유지하면서,
필요한 만큼의 Antitorque pedal를 밟아서 헬기기수의 방향을 유지합니다. 이때 바람의
영향을 상쇄시킬 것을 예상하면서,...head wind 속에서 이륙시는 Cyclic을 살짝 앞으로
밀어야 합니다. 만약 Left cross wind가 불어오면, Cyclic을 살짝 좌측으로 압력을 가해야
합니다. 다른 쪽도 마찬가지 이겠지요...^^

계속해서 더 이륙할 준비가 되었을 때, 소량의 전진 방향의 Cyclic 압력을 가합니다. 그러면
헬기기수는 내려가고 출발경로를 향하여 앞으로 움직이기 시작합니다. 전진시 헬기는 다소
가라앉는 경향을 보입니다. 당연히 소량의 Collective를 들어올려 이 경향을 상쇄시킵니다.

Airspeec가 10~15 knots가 되면, 헬기는 effective translational lift 단계가 됩니다. 헬기 기수는
좌측 yawing 경향을 보이고, 기수 피치는 다소 올라갑니다. 소량의 전진방향 Cyclic 압력을
가하여 기수가 들리지 않도록 합니다. 헬기가 우측으로 흐르는 것을 상쇄시키기 위하여
약간의 좌측 Cyclic 압력을 가합니다. 우측 페달을 밟아서 헬기의 헤딩방향을 유지합니다.

헬리콥터는 계속하여 상승하면서 가속될 것 입니다. 아마도 이 단계에서 헬기조종이 쉽지
않다는 걸 느낀다면 그건 당연한 것입니다. 헬기를 조종하다는 것은 마치 한개의 공위에

또 하나의 공을 올려 놓기 위해서 균형을 잡는 것에 비유할 수 있을 겁니다.

이제 modified traffic pattern으로 이륙을 계속할 수 있을 겁니다. 60 knots의 속도로 300ft
(90m)의 고도까지 straight로 상승하십시요. 단 헬기는 거의 nose-level attitude를 유지해야
합니다. 이 말은 거의 수평자세를 유지하면 상승해야 된다는 말이겠지요?

90도로 좌선회(표준 traffic pattern)이거나, crosswind leg로 우선회합니다. 60노트의
지정 Airspeed로 500feet(150m)까지 계속 상승합니다.

헬기의 상승율을 가속하고 유지하기 위해서, Collective를 증가시키고, 전진방향으로
Cyclic 압력을 가합니다. crosswind leg상에 머물거나, traffic pattern에서 벗어나거나,
다시 90도 선회하여 downwind leg에 참가하여 새로운 착륙으로 복귀하거나 합니다.

Las Vegas, The strip을 따라서...Wynn Resort & Casino, 그리고 Treasure Island Hotel & Casino

Climb

Both R22 와 JetRanger III 은 분당 1300ft로 상승할 수 있습니다(표준기상, 해수면
에서). 위 양 헬기에서 상승은 보통 60KIAS로 이루어 집니다.

정상 상승에서는 지면효과 속에서 정지비행(Hovering)할 때 필요한 것 보다 10% 이상으로
Collective를 조절하면 됩니다.

Cyclic을 사용하여 60노트 airspeed가 유지되도록 pitch attitude를 유지하면 됩니다.

상승하면서, 엔진이 더 적게 파워를 생산합니다. 엔진계기들을 감시하면서 고도증가에
필요한 상승파워를 유지하기 위해서 Collective를 부드럽게 추가합니다.

상승하면서 다음 고려사항들을 지켜야 합니다.

1. 파워와 상스율을 조절하기 위해서 Collective를 사용합니다.
2. 엔진이 그 작동한계를 벗어나지 않도록 엔진계기들을 면밀히 감시합니다.
3. 수평선을 바라보면서 헬기의 자세를(따라서 Airspeed까지) 유지 합니다. 헬기기수에
너무 가까운 물체를 기준으로 하면 적절한 자세를 유지하기가 어렵습니다.

4. Cyclic을 사용하여 airspeed(그리고 헬기의 자세까지)를 조절합니다. 그리고 anti torque

pedal을 사용하여 헬기의 heading을 유지하거나, 지상의 track을 따라서 일정하게 잘 날도록

crab angle을 확보합니다.

5. antitorque pedal을 사용하여 헬기의 trim을 유지하여 조화롭게 날도록 합니다. 헬기가 미끌어지거나

표류하면 상승기승을 심하게 손상시킬 수 있습니다.

상승에서 벗어나기 위해서, 벗어나길 바라는 고도 50feet(15m) 아래에서 Collective를 감소시키기

시작합니다. 순항을 위해서 파워를 줄이는 만큼 오른쪽 antitorque pedal을 차 줍니다. 이유는 아시

겠지요?^^ Cyclic을 사용하여 airspeed를 유지합니다. Cyclic을 앞으로 밀면 속도가 증가하고,

Cyclic을 뒤로 잡아당기면 속도가 감소하지요.

Cruise

R22의 전형적인 상황에서 순항을 위한 Collective setting을 21 과 22 사이에서 manifold pressure 를

set 합니다. JatRanger III 에서는 80% torque 에 세팅합니다.

Ground의 Track을 잘 따라가기 위해서는 antitorque pedal을 사용하여 헬기를 바람을 향하여 비행하게

하고 정확한 crab angle을 확립합니다. 선회를 위해서는 Cyclic을 사용하여 헬기를 뱅크시킵니다.

antitorque pedal을 사용하여 계속하여 헬기의 헤딩을 바르게 유지합니다. 만약 turn coordinator속의

inclinometer가 slip 이나 skid 상태를 보이면 좌,우측 pedal을 밟아서 볼을 중간위치에 둘 필요가 있습니다.

Las Vegas, 주거지역에도 불이 들어오기 시작하는 즈음...

Descent

속도를 증가시키지 않고 안락하게 하강하기 위해서는 Collective를 내려서 main rotor pitch를 낮추어야만

합니다. 파워가 줄어드는 것에 따라서 우측 antitorque pedal을 밟아야 할지도 모른다는 예측을 해 두어야

만합니다.

Collective를 내림에 따라, 헬기기수가 떨어집니다. 정확한 pitch attitude와 airspeed를 유지하기 위해서

약간의 후방cyclic을 추가할 필요가 있을지도 모릅니다. 더 많은 후방Cyclic을 주지 마세요. 헬기가 다시

상승할지도 모르니까요.

하강함에 따라 엔진은 더 많은 파워를 생산합니다. 엔진계기를 감시하여, 하강을 계속하도록 부드럽게

Collective를 감소시킵니다.

하강에서 벗어나기 위해서, 벗어나고 싶은 고도 50feet(15m) 위쪽에서 부터 Collective를 증가시키기

시작합니다. 파워가 증가함에 따라서 좌측 antitorque pedal을 추가해 주어야 겠지요. 그리고 Cyclic을

사용하여 순항 airspeed를 유지합니다. 밀면 speed가 증가하고 당기면 감소합니다.

Approach

헬리콥터에 있어서 Approach는 일반 비행기에서 필요로 하는 목표접근속도나 비행형태 보다는 접근지의

local traffic과 지형에 더 밀접한 영향을 받습니다. 장애물을 잘 피하는 안전한 태도로 공항의 traffic area

에 들어가서 다음의 착륙절차를 따르기 바랍니다.

Landing

착륙하기 위해서는 정상 착륙절차를 역순으로 하면 됩니다. 500피트(150m) traffic pattern 으로부터 접근

비행하여, 지상 3피트(1m)상공에서 Hovering 에 돌입하고, 천천히 부드럽게 헬기를 지면에 내려놓으면

됩니다.

다음이 차륙시 좋은 습관을 확립시켜 주어 더 쉽게 부드럽고 일관되게 착륙을 하도록 하는데 도움이 되는

착륙절차입니다.

To land a helicopter

1. Kneeboard의 Landing checklist를 Review 한다.

2. 고정익기의 흐름을 피하는 modified traffic pattern 으로 비행한다.

3. Approach의 전반부에는, Collective를 낮추어서 파워를 감소시킨다. Approach의 후반부에는, 반드시

부드럽게 파워를 증가시켜 3피트(1m) Hover에 도달한다. Hover power 세팅한 대로.

4. 100노트의 속도로 500피트(150m)에서 downwind leg를 비행한다.

5. Baseleg로 선회하여 70노트로 감소하고, 300피트(90m)까지 하강한다.

6. 300피트에서 final turn하고 52 에서 60 노트로 감속한다.

7. 10~12도의 하강각도로 내려가면 좋은 시야를 제공하여 장애물 회피에 좋으며, Landing site를 계속

시야에 잡아둘 수 있도록 도와준다.  

8. Collective를 사용하여 헬기의 하강율을 조절한다. Collective를 올리면 하강율을 감소시키고,

Collective를 약간 내리면 하강율을 증가시킨다.

9. Cyclic을 사용하여 착륙지점의 접근정도를 조절합니다. 약간의 후방 Cyclic을 추가하면 접근율이

감소하고, 전방 cyclic 압력을 주면, 접근율이 증가합니다.

이상적인 전진 접근속도는 정상보행속도와 같습니다.

10. 접근속도가 가속될 때 까지 접근을 계속합니다. Cyclic에 약간의 부드러운 후방압력을 가하여

전진접근속도를 감소시키기 시작합니다. Cyclic 후방압력 가함에 따라 상승압력도 증가하므로

추가 Collecitve 감소도 예측해 둡니다.

11. airspeed가 10~15노트로 떨어짐에 따라, 헬기는 effective Translational lift 를 잃게됩니다.

따라서 급속한 하강을 방지하기 위해서 Collective를 들어올려 부양력 감소를 상쇄시켜 주어야 합니다.

Collective를 올려서 파워가 증가함에 따라, 좌측 antitorque pedal을 밟아주어야 할 필요성도 예측

하고 있어야 합니다.

12. 착륙지점 위에서의 Hovering으로 이행합니다. 착륙하고자 하는 지점 상공 3피트(1m) Hover에

돌입합니다. 천천히 Collective를 내려서 헬리콥터로 하여금 착륙지점에 안착하도록 합니다. 일단

헬리콥터가 내려 앉으면 Collective를 최저상태로 내려 놓습니다.   

Las Vegas, 저녁 조명이 밝혀지기 시작하는 The Strip 상공을 날아서 공항쪽으로...

Autorotation

헬리콥터에 있어서 Autoratation은 고정익기의 파워를 끈 상태에서의 글라이딩에 해당합니다.

헬기에서 Engine failure시 착륙하는 것이 이 방법입니다.

Autorotation시 착륙에 필요한 만큼의 큐션효과를 얻을 수 있도록 필요한 만큼의 부양력을 만들 수

있는 Rotor rpm을 유지하는 것이 중요합니다. 또한 적당한 착륙장소에 도달하고 지면접촉 전에

하강율을 감소하기 위한 flare가 가능하고, 적당한 착륙장소에 도달할 수 있을 만큼의 정확한

전진속도를 확보하여야 합니다.

autorotation에 대하여 더 배우고 싶으면 Robinson R22 Beta II 와 Bell 206B JetRaner III flight

notes 를 참고 하시기 바랍니다.

이 뒤로 2페이지 분량의 간단한 헬기 메커니즘에 관한 글이 더 있었습니다. 하지만 비행에

는 크게 관련이 없으므로 번역하지 않았습니다. 그리고 여기까지도 무척 힘이 들었기 때문에...^^