Flight Control System

항공기의 비행 제어 시스템은 비행의 모든 단계에서 항공기의 움직임과 자세를 제어하는 역할을 한다. 이를 통해 조종사는 항공기를 안전하고 정확하게 조종할 수 있다. 이 시스템은 안정적이고 제어된 비행을 보장하기 위해 함께 작동하는 다양한 구성 요소와 메커니즘으로 구성된다. 

 

• 기본 비행 컨트롤

기본 비행 컨트롤은 조종사가 항공기의 자세와 움직임을 제어할 수 있게 해주는 주요 컨트롤 표면이다. 여기에는 다음이 포함된다.

 

1. 에일러론 : 에일러론은 날개에 있는 제어 표면으로, 일반적으로 트레일링 에지 근처에 있다. 항공기의 롤을 제어하기 위해 반대 방향으로 이동하여 왼쪽 또는 오른쪽으로 기울어지게 한다.

 

2. 엘리베이터 : 엘리베이터는 항공기 꼬리 부분의 수평 안정판에 부착된 조종면이다. 항공기의 피치 또는 기수 상승/기수 하강 움직임을 제어하여 상승 또는 하강을 용이하게 한다.

 

3. 방향타 : 방향타는 항공기 꼬리 부분의 수직 안정판에 있는 조종면입니다. 기체의 요(yaw) 또는 좌우 이동을 제어하여 조정된 회전을 가능하게 한다.

 

• 보조 비행 컨트롤:

보조 비행 컨트롤은 항공기의 성능과 컨트롤을 향상시키는 기본 비행 컨트롤을 지원한다. 여기에는 다음이 포함된다.

 

1. 플랩 : 플랩은 날개의 뒤쪽 가장자리에 있으며 이착륙 시 날개의 표면적을 늘리는 데 사용된다. 플랩을 확장하면 항공기는 저속에서 더 많은 양력을 생성하여 이착륙 거리를 단축할 수 있다.

 

2. 스포일러 : 스포일러는 날개 위의 원활한 공기 흐름을 방해하는 표면이다. 그들은 주로 양력을 줄이고 항력을 증가시켜 항공기의 하강을 돕고 속도를 줄이는 데 사용된다.

 

3. 슬랫(Slats) : 슬랫은 날개의 앞쪽 가장자리에 위치한 움직일 수 있는 표면이다. 이착륙과 같은 저속에서 항공기의 리프트 기능을 향상시키는 데 도움이 된다.

 

• 플라이 바이 와이어 시스템(FBWS)

FBW(Fly-by-Wire)는 조종석 컨트롤과 컨트롤 표면 사이의 기존 기계적 연결을 전자 인터페이스로 대체하는 고급 비행 제어 시스템이다. FBW 시스템에서 파일럿의 입력은 비행 제어 컴퓨터에 전기 신호로 전송되고 그에 따라 제어 표면에 명령을 내린다. FBW 시스템은 향상된 비행 범위 보호, 향상된 제어 안정성 및 감소된 항공기 중량을 포함하여 다양한 이점을 제공한다.

 

• 컨트롤 증강 시스템

제어 증강 시스템(CAS)은 기체의 안정성과 조종성을 향상시킨다. 다음과 같은 다양한 시스템으로 구성된다.

 

1. SAS(Stability Augmentation System) : SAS는 조종면을 자동으로 조정하여 외부 요인이나 항공기 설계로 인한 불안정성에 대응함으로써 항공기의 안정성을 향상시킨다.

 

2. 요 댐퍼 (Yaw Damper) : 요 댐퍼는 요 축에서 기체를 안정화하는 데 도움이 되는 시스템이다. 난기류 또는 엔진 추력 불균형과 같은 요인으로 인해 발생하는 원치 않는 요잉 동작을 줄인다.

 

3. 자동 트림 시스템 : 자동 트림 시스템은 조종면의 중립 위치를 조정하여 원하는 항공기 자세를 유지하고 조종사의 작업량을 줄인다.

 

• 유압 및 기계 시스템

유압 및 기계 시스템은 비행 조종면이 움직이는 데 필요한 동력과 제어를 제공한다. 유압 시스템은 유압 유체를 사용하여 제어 입력에서 제어 표면으로 힘을 전달한다. 케이블, 막대 및 도르래와 같은 기계 시스템은 조종사의 제어 입력을 제어 표면에 직접 전송한다.

 

• 제어 표면 작동

조종면 작동 메커니즘은 조종사 또는 비행 제어 컴퓨터로부터 받은 입력에 따라 조종면을 움직인다. 여기에는 다음이 포함된다.

 

1. 유압 액추에이터 : 유압 액추에이터는 유압을 사용하여 제어 표면을 움직인다. 그들은 더 큰 항공기에 대해 높은 힘과 정밀한 제어를 제공한다.

 

2. 전기 액추에이터 : 전기 액추에이터는 전기 모터를 사용하여 제어 표면을 움직인다. 소형 항공기와 최신 플라이 바이 와이어 시스템에서 흔히 볼 수 있다.

 

3. 기계적 연결 장치 : 푸시로드 및 케이블과 같은 기계적 연결 장치는 조종석에서 구형 항공기 또는 수동 백업 시스템의 제어 표면으로 제어 입력을 전송한다.

 

• 제어 시스템 이중화

비행 제어 시스템은 시스템의 신뢰성과 안전성을 보장하기 위해 중복성을 통합하는 경우가 많다. 이중화는 하나가 실패하면 다른 하나가 대신할 수 있도록 중요한 구성 요소 또는 시스템을 복제하는 것과 관련된다. 이러한 중복성은 여러 제어 채널, 백업 시스템 및 내결함성 설계를 통해 달성할 수 있다.

• 비행 제어 컴퓨터:

비행 제어 컴퓨터는 조종사의 입력을 처리하고 조종면에 대한 명령을 생성한다. 자이로스코프, 가속도계, 대기 데이터 센서 등 다양한 센서로부터 데이터를 받아 항공기의 자세와 움직임을 정확하게 파악한다. 또한 이 컴퓨터는 항공기의 상태를 모니터링하고 시스템을 보호하며 자가 진단을 수행한다.

 

• 통제법

제어 법칙은 조종사의 입력과 그에 따른 조종면 움직임 사이의 관계를 정의한다. 비행 제어 시스템이 다양한 비행 조건에 어떻게 반응하는지 결정한다. 조종법은 항공기의 설계 및 용도에 따라 안정성, 성능 및 조종 특성을 최적화하도록 맞춤화될 수 있다.

 

• 조종석 컨트롤 및 디스플레이

비행 제어 시스템은 조종석 제어 및 디스플레이를 통해 조종사와 인터페이스한다. 여기에는 제어 요크, 제어 기둥, 방향타 페달 및 제어 스위치가 포함된다. 조종사는 계기, 디지털 디스플레이 및 시각 표시기를 통해 항공기의 자세, 조종면 위치 및 시스템 상태를 모니터링할 수 있다.

 

비행 제어 시스템은 모든 비행 단계에서 항공기를 안전하고 정확하게 제어할 수 있도록 하는 항공기 작동의 중요한 측면이다. 여기에는 1차 및 2차 비행 제어, 플라이 바이 와이어 시스템, 제어 증강 시스템, 유압 및 기계 시스템, 제어 표면 작동 메커니즘, 제어 시스템 이중화, 비행 제어 컴퓨터, 제어 법칙, 조종석 제어 및 디스플레이가 포함된다. 비행 제어 기술의 지속적인 발전은 비행 안전, 기동성 및 전반적인 항공기 성능을 향상시킨다.

 

Primary Surfaces