BY CHUCK / 최신화: 2023년 8월 19일
한글 번역 목차
8장 - 비행 & 공력 특성 (Aerodynamics)
8-1. AFCS (Automatic Flight Control System, 자동 비행 제어 시스템)
[240쪽]
F-14 톰캣의 비행 제어 시스템은 두 개의 유압 전기 회로로 움직이며, 각각의 엔진과 연결된 펌프에서 동력을 공급받는다.
세로축 (Pitch) 제어를 위해서 두 개의 수평미익이 일제히 변하며 전통적인 Elevator와 똑같은 방식으로 기능한다. 측면 제어는 (Roll)은 두 개의 수평미익 (Tailerons)과 스포일러가 일제히 움직이는 것으로 이뤄진다. Roll 움직임을 생산하기 위해서 수평미익은 각각을 반대 방향으로 바꾸고, 명령된 Roll 방향에서의 스포일러와 결합하여 에일러론 (Ailerons)처럼 기능한다. F-14의 러더는 두 개의 날개에, 두 개의 러더 배열로 일반적인 러더 배열이다.
AFCS 혹은 자동 비행 제어 시스템은 AFCS 센서로부터 발생하는 자동 조종면 (Control Surface) 명령을 통해서 추가적인 항공기 안정성 (SAS 혹은 Stability Augmentation System, 안정성 증대 시스템)을 제공한다. AFCS는 AFCS 제어반에 있는 스위치로 제어되고, Pitch, Roll 그리고 Yaw는 개별적으로 설정할 수 있다. Pitch와 Roll 스위치들은 끔(OFF) 위치로 용수철 압력이 작용되지만 일반적으로 Solenoides로 켬(ON) 위치에 고정되어있다. 그러므로 시스템이 꺼지거나 운용할 수 없게 된다면 스위치는 OFF 위치로 돌아간다. Yaw 스위치는 순수하게 기계로 작동한다. Roll SAS는 AOA가 15 단위를 넘어서는 비행이 수반된 상황에서는 사용되어서는 안 되므로 전투 기동을 위해서는 끔 위치로 설정되어야 한다.
조종간에 있는 자동 비행 비상 해제 막대(Autopilot Emergency Disengage Paddle)을 누르고 있으면 Pitch와 Roll 채널은 꺼지도록 설정될 것이다.
8-2. CADC & 가변익 (Variable Wing Sweep)
[241쪽]
Wing-Sweep 시스템은 F-14의 주익의 기하학을 제어하는 것으로 공중에서 날개를 20º에서 68º까지 움직일 수 있다. 갑판에 있을 때는 75º의 초과 접음 (oversweep)으로 F-14의 날개 길이를 33 feet (약 10m)로 줄이는 것도 가능하다. 날개는 유체역학식 나사잭 작동기 (Hydro Mechanical Screwjack actuator)로 움직이며 날개가 서로 동기화할 수 있도록 서로 기계적으로 연결되어있다. 두 개의 주요 유압 시스템이 기능하는 한 최대 Wing-sweep 변경율은 15º/초이다. 음수의 G 혹은 너무 많은 양의 양수의 G로 인해 부정적인 영향을 받을 수 있다.
AUTO, BOMB & MANUAL MODES
일반적인 운용 상황에서 CADC, 중앙 대기 정보 컴퓨터 (Central Air Data Computer)는 wing-sweep 프로그램에 따라 현재 음속의 함수로 날개 위치를 제어하는데, 이는 AUTO 모드로도 알려져있다. 또한 쓰로틀에 있는 엄지 스위치 후방/전방을 사용하는 것으로 구체적인 Wing sweep 위치를 수동으로 설정할 수도 있다.
조종사는 수동으로 Wing-Sweep 프로그램의 날개 위치를 선택하는 것도 가능하고, 날개를 55º로 혹은 프로그램에 따라 그 이상으로 접도록 하는 BOMB 모드를 선택할 수도 있다.
간단히 말해서, CADC Wing-Sweep 프로그램은 날개의 최대 전방 위치를 결정한다. 이 모든 것은 wing-sweep 작동기에 있는 두 개의 독립적인 채널을 (불필요한 중복이 없도록) 통해서 전기의 힘으로 수행된다. 현재 명령된 날개 위치, CADC 날개 위치와 실제 날개 위치는 ACM 제어반 옆에 있는 Wing-sweep 계기판에서도 볼 수 있다.
| CADC Wing Sweep 계획표 | |
| 속도 (음속 단위) | 최대 전방 날개 위치 (도 단위) |
| 0.4 | 20º |
| 0.7 | 25º |
| 0.8 | 50º |
| 0.9 | 60º |
| 1.0 | 68º |
Wing Sweep 엄지 스위치
- Wing Sweep Auto Mode 자동 모드
- Wing Sweep Bomb Mode 폭격 모드
- Wing Sweep AFT 후방으로 날개 접기 / Wing Sweep FWD 전방으로 날개 펼치기
선택된 Wing Sweep 모드 지시계
Wing Sweep 각도 지시계 (도 단위)
[242쪽]
선택된 Wing Sweep 모드 지시계
AUTO: CADC(중앙 대기 정보 컴퓨터)에 따라 자동으로 설정
MAN: Wing-Sweep 스위치로 수동 설정
BOMB: 날개가 55º 접은 위치보다 앞에 있으면 Wing-Sweep을 55º로 설정. CADC가 지정한 위치가 55º도 후방일 경우 해당 설정을 따른다.
EMER: 비상용 Wing-Sweep 손잡이로 날개를 설정. (75º)
[243쪽]
Master Reset Button
CADC 결함 탐지 시스템 및 연관된 결함 표시 화면을 재설정한다.
Emergency Wing Sweep Handle
비상용 Wing-Sweep 손잡이
Emergency Wing Sweep Handle Cover
비상용 Wing-Sweep 손잡이 덮개
EMERGENCY MODE
일반 모드가 Wing-Sweep을 전기로 제어하는 반면에, 이를 보충하기 위해서 비상 모드를 통해 기계 장치로 제어할 수 있게 만들 수도 있다. 이것은 쓰로틀 오른쪽에 있는 비상용 wing-sweep 손잡이를 이용한다. 이 손잡이는 Wing-Sweep 시스템 안에 유압 밸브와 기계적으로 연결되어 있는데 이로써 물리적인 예비 제어를 제공한다.
일반 운용 모드로 되돌리기 위해서는 손잡이를 원하는 위치로 밀고, 눌러 넣은 다음에 덮개를 닫는다. 그 후 MASTER RESET 단추를 눌러야 한다. Wing-Sweep 시스템이 손잡이와 똑같은 위치로 설정한다. Servo는 그 후 명령된 위치로 움직일 것이고, 손잡이와 Spider Detent 가 다시 맞물리며 일반 운용으로 되돌아간다.
WING OVERSWEEP MODE
비상 Wing-Sweep 손잡이는 날개 Oversweep 위치를 선택할 때도 사용된다. Oversweep은 오직 지상에서만, 날개 길이를 줄여서 항공 모함 갑판에서 항공기가 더 쉽게 자리를 잡기 위한 용도로 사용한다. 날개는 꼬리의 안정판 위로 접히기 때문에 수평 미익 권한 시스템이 활성화되어 안정판의 움직임을 제한한다. 이는 날개와 안정판(꼬리 날개)가 서로를 손상시키는 것을 방지하기 위함이다.
8-3. 스포일러 & DLC (직접 양력 제어)
[244쪽]
DLC (직접 양력 제어) 지동륜
기동 플랩 전개/수축을 제어한다. 앞으로 돌리면 스포일러를 전개하고, 뒤로 돌리면 스포일러를 수납한다.
Anti-Skid Spoiler 감속 스위치
● BOTH - 바퀴에 무게가 실릴 때 Anti-Skid 와 스포일러 감속 기능을 활성화한다.
● OFF - 두 시스템을 모두 끈다.
● SPOILER BK - 스포일러 감속, 바퀴에 무게가 실릴 때 스포일러 감속 기능을 활성화한다.
DLC (직접 양력 제어) 활성화 단추
스포일러 감속 시스템
SPOILERS
스포일러들은 Wing-Sweep이 62º 전방에 있을 때만 사용되는데 그보다 뒤에서는 동체와 간섭을 일으키기 때문이다. 이 말은 고속 상황에서, 자동 모드인 wing sweep 시스템은 날개를 접고 Roll (롤) 제어는 오직 꼬리 안정판으로만 조절된다는 것을 의미한다. Wing Sweep 각도가 62º 혹은 그 이하일 때, 스포일러와 미익이 Roll 움직임을 생성하기 위해 함께 작동할 것이다.
또한 쓰로틀이 IDLE로 설정되어 있고, 바퀴가 지면에 닿아 있으며 ANTI-SKID SPOILER BK 스위치가 SPOLIER BK 혹은 BOTH로 설정되어 있을 때, 스포일러가 감속용으로도 사용된다. OFF는 해당 시스템을 비활성화하고, BOTH는 Antiskid (미끄럼 방지)와 스포일러 감속 시스템을 활성화하며, SPOILER BK는 오직 스포일러 감속 시스템만 활성화한다. 항공 모함 운영에서 명심해야 할 것은 Anti-skid 와 스포일러 감속이 반드시 비활성화되어 있어야 한다는 것이다.
DLC ─ DIRECT LIFT CONTROL
DLC 혹은 직접 양력 제어는 Pitch 조절 입력이나 엔진 쓰로틀 명령 없이 수직 활공각 위치를 조절하기 위해 사용한다. DLC는 양력을 조절하기 위해서 꼬리 날개에서의 작은 보정과 함께 두 개의 중심쪽(Inboard) 스포일러 영역을 사용한다.
DLC는 플랩과 착륙 장치가 내려가 있을 때 조종간에 있는 DLC 스위치를 눌러서 활성화한다. 이는 안쪽 스포일러를 반쯤 전개시키고, 조종간의 DLC & 기동 플랩 명령 지동륜이 그것을 제어할 수 있게 한다.
지동륜을 앞으로 밀면 스포일러가 최대 위치로 올라오면서 펼쳐져서, 양력을 줄이고 활공각 위치를 아래쪽으로 조정한다. 지동륜을 뒤로 돌리면 스포일러를 접어서, 양력을 높이고 활공각 위치를 위쪽으로 조정한다.
DLC 스위치를 한 번 더 누르면 시스템을 비활성화한다.
[245쪽]
DLC Active
스포일러 전개 (지동륜 앞으로)
항공기 Pitch는 유지되지만 더 많은 항력이 발생하여 하강률이 증가한다.
DLC Active
스포일러 수납 (지동륜 뒤로)
항공기 Pitch는 유지되지만 항력이 줄어들어 하강률이 감소한다.
8-4. 공력 특성 (Aerodynamics)
[246쪽]
톰캣은 어떠한 FBW (Fly-By-Wire) 시스템도 가지고 있지 않다. 이는 비행기를 날개 하기 위해서 더 많은 조작이 필요하다는 것을 의미한다. F-14에서 모든 입력이 그러하듯 조작을 하기 전에 조작에 대해서 알아야 한다. 그 후 이를 매끄럽고 정확하게 수행해야 한다. 불규칙한 조종간과 러더 움직임은 재앙의 씨앗이다. 한 예로서, Barrel Roll 을 수행하는 내내 모든 러더의 지속적인 저속 Roll 회전을 시도해선 안 된다. 대신에 조작된 제어로 조금씩, 러더를 사용해서 회전한다.
저받음각 (AoA) 고속 Roll 비행 시, 조종간과 함께 점진적으로 러더를 추가하여 항공기를 Roll 해야 한다. 더 높은 받음각에서는 더 많은 러더 움직임이 조종간의 측면 입력을 대체해야 한다. 특히 BFM (Basic Fighter Maneuvers, 기초 전투 기동)에서 사용할 때. 실속에 가깝게 고개를 든 고받음각 상황이라면, 부드럽게 조종간 압력을 풀고, 러더를 왼쪽이나 오른쪽 선회 방향으로 살살 차준다. 그러면 톰캣의 기수는 미끄러지듯 아래로 떨어질 것이고, 그 후 회복하는 동안에 쓰로틀을 다시 넣을 수 있다.
톰캣은 많은 수의 공기 역학적으로 기이한 특징을 가지고 있고, 그 다수가 치명적이다. (너를 보고 있어, Roll을 전환해!). Proverse Yaw는 주의를 기울이지 않는다면 상당히 위험해질 수 있다. 조종간을 당기고 있는 동안에 Roll 과 러더 입력을 조합하는 것은 마지막으로 권장하는 것이다. 이는 제어 입력으로 된 "Good-Fast-Cheap"의 삼각형과 같다. Roll, Yaw 그리고 Pitch 입력이 바깥을 구성하는. 고받음각 전투에서 언제든 한 번에 두 개만 고르도록 시도해야 한다. 16 "AoA 단위" 이상에서 (아니, Tomcat에서 AoA는 각도로 계산되지 않으며 고유한 임의 단위이다.), Roll을 사용하는 것을 잊어라. 대신 러더를 사용할 것.
Jabbers의 동 및 비행 특징 영상: https://www.youtube.com/watch?v=b5opjCygZug