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제8강 비행기의 측풍 착륙과 벡터 본문

(연재) 하늘의 과학

제8강 비행기의 측풍 착륙과 벡터

Editor! 2018.11.30 14:57

제8강의 주제는 바람과 관련된 비행기의 측풍 착륙입니다. 앞에서 비행기가 이륙, 상승, 선회, 순항, 강하, 착륙하는 원리를 배웠으니 이제 바람이 불더라도 활주로에 안전하게 착륙하는 법을 배울 순서입니다. 바람과 관련된 이야기는 역사가 아주 깊습니다. 중국 촉나라의 전략가 제갈공명은 위나라 대군을 화공으로 이긴 적벽대전에서 제사를 지내 바람의 방향을 바꾸어 대승을 거둡니다. 이처럼 인류는 동서고금을 막론하고 바람의 힘을 빌려 많은 변화를 이뤄 왔습니다. 특히 비행기가 순항 중에 측풍이 불면 한쪽 방향으로 밀려 비행 진로가 바뀌게 됩니다. 이것을 설명하기 위해서는 속도와 벡터의 개념이 필요합니다. 또 조종사는 측풍 착륙할 때 바람을 이겨내고 비행기를 안전하게 착륙시킵니다. 그럼 비행기는 측풍 착륙할 때 어떤 방법을 통해 안전하게 착륙하는지 이때 작용하는 힘들과 비행 진로에 적용되는 벡터를 통해 여러분의 궁금증을 풀어 드리도록 하겠습니다. 



「하늘의 과학」 연재 순서


제1강 여객기의 크기와 반응

제2강 항공기 소음과 로그 함수

제3강 항공기의 무게 중심과 안정성

제4강 항공기의 순항 비행

제5강 항공기의 이륙과 상승 비행 

제6강 항공기의 선회 비행과 하중 계수 

제7강 항공기의 강하 비행과 착륙

제8강 비행기의 측풍 착륙과 벡터

제9강 항공기의 자동 제어 시스템과 관성 항법 장치

제10강 원자 폭탄과 확률

제11강 장사정포 포탄의 탄도 계산

제12강 우주 비행 궤도


※ 상황에 따라 연재 순서는 변경될 수 있습니다. 






하늘의 과학: 장조원의 항공 우주 과학의 정석

제8강 비행기의 측풍 착륙과 벡터



조종사가 꼭 알아야 하는 벡터

비행기가 순항 중에 좌측이든 우측이든 측풍이 불게 되면 추가되는 벡터 값에 의해 좌측, 또는 우측으로 밀리면서 비행기의 진로가 바뀌게 된다. 조종사가 이를 수정해 루트 선상에서 벗어나지 않고 비행하기 위해서는 반드시 벡터(Vector)의 개념이 필요하다. 


벡터는 크기뿐만 아니라 방향을 함께 가지는 양을 말한다. 이는 변위, 가속도, 힘, 운동량, 속도(속력은 방향성이 없는 하나의 수치로 정의되지만 속도는 크기와 방향을 갖는 벡터다.) 등과 같이 적절한 물리적 단위를 갖는다. 하지만 질량, 속력, 시간, 온도, 길이, 넓이, 부피, 물건의 개수 등은 적절한 물리적 단위는 갖지만, 방향성이 없는 하나의 크기만으로 정해지는 양으로, 스칼라(Scalar)라 한다. 우선 벡터의 연산에 대해 설명을 하고 이러한 벡터가 비행기에 어떻게 적용되는지 알아보자.   


벡터의 덧셈은 두 벡터  , 가 있을 때 백터 를 그린 후, 를 더해 로 구하면 된다. 또 벡터 를 그린 후, 를 더하면 합은 가 되며 벡터는 교환 법칙이 성립된다.


벡터의 덧셈과 교환 법칙. ⓒ 사이언스북스, 2018.



세 벡터 가 있을 때 벡터 와 를 더한 후, 를 더해 (+)+를 구할 수 있다. 또 벡터 와 를 더한 후, 를 더해 +(+)를 구할 수 있으므로 벡터는 결합 법칙이 성립된다.


벡터의 결합 법칙. ⓒ 사이언스북스, 2018.


벡터의 뺄셈은 두 벡터 가 있을 때 +=를 만족시키는 벡터 는 에서 를 뺀 것을 말하며  -로 나타낸다. 그러므로 아래 그림에서와 같이 에 -를 더하는 것은 에서 를 빼는 것과 동일하며, 는 를 얻기 위해 에 더해야 하는 벡터다.

 

벡터의 뺄셈. ⓒ 사이언스북스, 2018.



미국을 오가는 데 비행 시간이 다른 이유

일 년 중 11월 말경에 B 777 여객기로 인천국제 공항에서 동쪽인 미국 샌프란시스코로 가는데 10시간 25분이 걸린다. 반면 샌프란시스코에서 서쪽인 인천국제 공항에 돌아오는 데는 13시간이나 걸린다. 동쪽으로 부는 제트 기류(Jet stream) 때문에 한국에서 샌프란시스코까지 가는 데 비해 돌아오는 데 2시간 35분이나 더 소요된다. 이러한 제트 기류는 제2차 세계 대전 당시 미군 폭격기가 아시아 폭격 임무를 수행하고 귀환하는 과정에서 아시아를 오가는 비행 시간 차이로 발견되었다.


제트 기류는 계절과 지역에 따라 다르지만 일반적으로 대류 경계면 고도 지역인 7~16킬로미터(2만 3000~5만 2000피트) 사이에 형성된다. 이렇게 형성된 제트 기류는 열대 지방의 난기류와 극지방의 냉기류 차이로 인해 계절에 따라 위치와 속도가 다르다. 하절기에 북쪽으로 올라와 북위 50° 근방 시속 65킬로미터 정도, 동절기에는 남쪽으로 내려와 북위 35° 정도에서 시속 130킬로미터 정도로, 동절기가 하절기보다 빠른 것으로 알려져 있다. 따라서 장거리 여객기는 계절에 따라 목적지에 도달하는 비행 시간이 달라진다.


비행기의 진행 방향으로 부는 바람인 배풍. ⓒ 사이언스북스, 2018.


앞에서 불어오는 바람인 정풍. ⓒ 사이언스북스, 2018.


여객기가 인천 국제 공항에서 미국으로 갈 때 배풍(Tail wind, 비행기 진행 방향으로 부는 바람)이 불어 벡터의 덧셈으로 속도가 빨라진다. 그림에서와 같이 시속 900킬로미터의 여객기 속도는 시속 80킬로미터의 배풍속도가 더해져 여객기의 지상 속도(Ground Speed, GS)는 시속 980킬로미터가 된다. 제트 기류가 뒤에서 여객기를 밀어주니 여객기 동체는 순항 속도(Indicated Airspeed, IAS)를 유지하더라도 지상 속도는 빨라진다. 반대로 여객기가 미국에서 인천 국제 공항으로 올 때 정풍(Head wind, 앞에서 불어오는 바람)이 불어 여객기의 지상 속도는 벡터의 뺄셈에 따라 시속 820킬로미터가 된다. 제트 기류가 여객기를 앞에서 못 가게 막으니 여객기 동체는 순항 속도를 유지하더라도 지상 속도는 느려져 비행 시간이 많이 소요된다. 아메리카 지역에서 귀국하는 여객기는 비행 시간을 단축하기 위해 제트 기류를 피하는 항로를 선택하는 것이 당연하다.


측풍의 영향을 받는 비행기의 진로. ⓒ 사이언스북스, 2018.


상기 그림에서와 같이 비행기가 순항 중에 좌측에서 측풍이 불면 벡터의 덧셈으로 인해 우측으로 밀려 진로가 바뀐다. 이와 같이 조종사가 가고자 하는 비행 경로에서 우측, 또는 좌측으로 흐르게 되는데 이를 편류(Drift)라고 한다. 조종사가 항로를 벗어나지 않고 비행하기 위해서는 편류 수정각을 알아야 하며, 여기에는 벡터의 개념이 필요하다. 


벡터 연산을 통한 비행기 속도 및 바람 속도 추출. ⓒ 사이언스북스, 2018.


위의 그림 중 좌측 벡터 그림에서는 지상 속도에서 바람 속도를 빼는 벡터 연산으로부터 비행기 속도를 구할 수 있다. 또 우측 벡터 그림에서는 지상 속도에서 비행기 속도를 빼는 벡터 연산을 통해 바람 속도를 알 수 있다. 이와 같은 벡터 연산으로 바람 속도 벡터를 알 수 있으므로 항로를 벗어나지 않도록 편류를 수정할 수 있다.



측풍 착륙

비행기 착륙 사고의 약 33퍼센트가 측풍, 배풍, 돌풍, 윈드 쉬어(Wind shear) 등 바람의 영향 때문이다. 또 활주로 이탈 사건의 약 70퍼센트가 측풍과 관련되어 있고 측풍 준사고(Incident)와 사고(Accident)의 85퍼센트 정도가 착륙할 때 발생한다고 한다. 일단 여기서는 주로 측풍 착륙(Crosswind landings)에 대해 언급하기로 한다.


미국 연방 항공국(FAA)은 인증 비행기의 측풍 성능은 조종사가 90° 측풍의 속도가 VSO의 20퍼센트 정도에서 특별한 수준의 기술 없이 만족스럽게 조종할 수 있어야 한다고 요구한다. 여기서 VSO는 플랩과 착륙 장치를 내린 착륙 형태(Landing configuration) 비행기의 실속 속도, 또는 최소 비행 속도를 말한다. 비행기가 플랩과 착륙 장치(Landing gear)를 내린 착륙 형태에서 실속 속도의 20퍼센트 이상의 측풍 속도는 제약을 받게 된다. 예를 들어 세스나 172S 소형 비행기는 플랩을 완전히 내리고 15노트(시속 28킬로미터) 속도의 측풍의 경우 착륙할 수 없다는 뜻은 아니다. FAA는 15노트 이상의 측풍인 경우 안전하게 접지하기 위해 더 특별한 기술이 필요하다는 것을 말한다.


조종사가 착륙을 시도할 때 측풍이 심하게 부는 경우 착륙하기 곤란한 상황도 발생한다. 이것은 조종사들에게 큰 스트레스를 주기도 한다. 만약 활주로에 접근할 때 측풍이 있으면 가장 오래된 방법인 크랩(Crab) 방법이나, 윙로(Wing low) 방법을 사용해 착륙할 수 있다. 크랩 방법으로 착륙하는 경우 플래어(Flare, 마지막 착륙 비행 조작으로 착륙 접근의 최종 단계부터 활주로 면과 평행한 비행 자세를 갖기 위한 곡선 경로 구간이다.)하기 직전에 비행기 기수를 활주로의 중심선과 일치하도록 하고 편류를 교정하기 위해 반대편 러더(방향키)를 적용한다. 이 기법을 ‘디크랩(Decrab)’이라고 한다. 이러한 접근을 하는 동안에 비행기가 활주로 중심선으로부터 바람 때문에 밀려나가지 않도록 에일러론과 러더의 섬세한 복합 조작이 필요하다.


크랩 방법으로 착륙하는 XB-52 폭격기.


XB-52는 미국의 장거리 아음속 전략 폭격기인 B-52 스트래트포트리스(Stratofortress)의 프로토타입으로 1951년 2대 제작되어 시험 비행을 수행했다. 사진의 XB-52는 기체의 방향과 활주로 중앙선 방향이 엇갈려 있는데 착륙 직전 접지할 때 디크랩을 하지 않고 착륙했기 때문이다. 이 폭격기는 날개 끝이 지면과 가까워 윙로 방법을 적용하기 힘들기 때문에 주착륙 장치의 축 방향을 바꿀 수 있게 제작했다. 그러므로 접지할 때 디크랩을 조작하지 않고도 착륙이 가능하다. B-52는 1952년 4월 첫 비행 후 1955년부터 현재까지도 미국 공군에서 활동 중인 장수 폭격기다. 그렇지만 대부분의 비행기는 측풍이 아주 심한 경우에 크랩 방법으로도 측풍 수정이 안 되므로 윙로 방법을 동시에 사용하기도 한다.


여객기 조종사는 측풍이 불 때 활주로에 접근하고 접지하기 위해 크랩 방법과 윙로 방법 중 하나를 사용하거나, 둘의 조합을 사용한다. 보잉 737 조종사의 경우 보잉 737 기술 가이드에 따르면 측풍이 33노트(날개 끝에 거의 수직으로 부착된 작은 날개인 윙렛이 있는 경우)와 36노트(윙렛이 없는 경우)를 초과하면 착륙할 수 없다. 이런 경우 조종사는 바람 속도가 줄어들 때까지 공중에 대기하거나 대체 공항으로 돌아가야 한다. 착륙이 제한되는 최대 측풍 속도는 항공사마다, 그리고 조종사의 경험과 재량에 따라 다르다. 일반적으로 국내 항공사는 규정상 측풍이 30노트(시속 56킬로미터) 이상인 경우 착륙을 제한하고 있다. 또 항공사마다 약간의 차이는 있지만 통상 여객기 조종사들은 측풍 15노트이상일 때 자동으로 착륙하지 않고 신속한 대응 조작을 위해 수동으로 착륙해야 한다. 



측풍 접근 및 착륙 기법

측풍 접근 및 착륙 기법에는 크랩 방법과 윙로 방법을 중심으로 ① 크랩, ② 윙로(사이드슬립), ③ 플래어 중 디크랩, ④ 크랩-윙로 등과 같이 4가지 기법을 사용할 수 있다. 주로 크랩과 윙로 방법을 사용하며, 평소보다 측풍이 강하게 불 때 디크랩 방법과 크랩-윙로 방법을 사용한다. 크랩 방법과 윙로 방법에는 서로 차이점이 있으며 각각의 장단점이 있다. 적절한 측풍 기법을 선택하기 전에 신중하게 고려해야 하는 몇 가지 요소가 있다. 예를 들어 엔진 및 날개 끝 접촉, 꼬리 부분 접촉 등과 같은 비행기의 기하학적 구조, 착륙 바퀴의 구조 및 성능, 롤(Roll) 및 요(Yaw)의 인가, 측풍 성분의 크기 등과 비행기가 착륙하기 위해 플래어할 때 선택된 기술의 영향에 대해서도 고려해야 한다. 


① 활주로 접지까지 크랩 방법

조종사는 착륙 접근 중 측풍의 영향을 막기 위해 편류 수정을 해야 한다. 이를 위해 활주로 방향의 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 비행기 기수를 틀어야 하지만, 비행기는 활주로 중심선을 따라 진행하게 된다. 이러한 방법을 비행기가 기수가 틀어진 상태에서 게(Crab)의 움직임을 흉내 내는 것 같다고 해서 크랩 방법이라 부른다.


비행기는 최종 접근 단계에서 크랩 방법을 유지하며 크랩 상태에서 접지한다. 이 방법은 비행기가 활주로 중심선과 진행방향이 일치하므로 편류를 방지할 수 있고 접지 직전에 기수를 활주로 중심선과 일치 하도록 디크랩 조작이 수반된다. 즉 접지 직전에 기수가 활주로 중심선과 일치하도록 조작하고 측풍에 의한 편류방지를 위해 에일러론을 풍상쪽(Windward, 바람이 불어오는 방향)으로 조작하여 측풍 속에서도 비행기는 균형을 이룬 상태에서 접근하게 된다. 



 

크랩(Crab) 방법.

(사진: https://flying-school.com/cross-wind-landings)


대부분의 제트 여객기는 크랩 방법으로 착륙할 수 있는 능력을 가지고 있다. 그러나 크랩 방법으로 착륙하면 주착륙 장치와 타이어에 측면 하중이 발생하여 타이어와 휠에 부담을 주게 된다. 이것을 방지하고 비행기의 기수와 활주로의 중심선을 일치시키기 위해 조종사는 뒷바퀴가 접지된 후 앞바퀴가 내려지고 지상 활주와 감속이 완료 될 때 까지 면밀한 조작이 필요하다. 이것은 조종사가 러더를 사용하여 비행기가 활주로 중심선을 유지하도록 지속적으로 세밀한 조작을 해야 한다는 뜻이다. 만약 이 조작을 제대로 하지 못하면 착륙 장치에 측면 하중이 작용하므로 손상될 수 있다. 


크랩 방법으로 측풍을 수정하여 접지할 때 단일 엔진을 장착한 세스나 172 스카이호크(Cessna 172 Skyhawk)와 보잉 737 여객기 사이에는 차이가 있다. 세스나 172 스카이호크가 접지할 때 활주로와 정렬되어 있지 않다면 매끄러운 착륙을 하지 못할 것이다. 아주 심한 경우에는 활주로를 이탈하거나 바운싱(bouncing, 착륙 접지할 때 충격으로 공중으로 다시 떠오르는 것을 말한다.)을 할 수도 있다. 그러나 보잉 737이 접지할 때 활주로와 완벽하게 정렬되지 않고 접지했다하더라도 활주 방향으로 복원되는 힘을 이용해 활주로 중심선을 유지하도록 조작해야 한다. 


크랩 방법(접지할 때도 크랩 상태). (cc)Mysid/wiki


그림에서와 같이 여객기 우측에서 측풍이 부는 경우 바람이 부는 우측으로 틀어진 상태에서 착륙하기 위해 내려온다. 활주로에 접지하기 직전에는 러더와 에일러론 조작을 통해 착륙 바퀴를 활주 방향과 일치하도록 맞춘 장면을 보여준다. 


② 윙로 방법(사이드슬립)

윙로 방법은 착륙을 결심한 후 기수를 활주로 중심선과 일치시키기 위해 러더를 사용하고 그로 인한 편류를 막기 위해 풍상 쪽으로 조종간을 조작해 기수와 활주로 중심선을 일치 시켜 착륙 접근을 진행하는 방식이다. 


윙로 방법(사이드슬립). ⓒ 사이언스북스, 2018.


윙로 방법은 불균형 선회를 유발하므로 사이드슬립(Sideslip)으로 알려져 있다. 측풍 착륙할 때 일정한 사이드슬립으로 활주로에 접근하고, 플래어를 하고 접지하는 동안에 사이드슬립을 유지한다. 바람이 불어오는 쪽 날개를 내려 사이드슬립을 유지하고 반대 방향의 러더를 적용해 비행기 방향이 바뀌지 않도록 한다. 비행기의 종 방향 축은 활주로 중심선과 일치되도록 한다. 이와 같은 사이드슬립으로 미끄러질 것 같지만 비행기는 실제로 비행기를 밀고 있는 측풍 때문에 낮은 날개 방향으로 미끄러지지 않는다. 이러한 사이드슬립 기술은 뱅크 각도가 크고 롤 및 러더 한계 때문에 적용함에 있어 신중할 필요가 있다. 더군다나 바람의 방향과 세기가 기복이 심할 경우 최종 착륙 단계에서 날개 및 엔진이 지면에 닿아 파손될 수 있기 때문에 더욱 신중하게 적용해야 한다.


윙로 방법을 조작하는 법은 두 부분으로 나눠 조종하면 쉽게 터득할 수 있다. 첫 번째 비행기 앞부분을 러더로 활주로에 맞추고 두 번째 활주로 중심선에서 왼쪽, 또는 오른쪽으로 편류하는 것을 멈추기 위해 에일러론을 사용한다. 이러한 방법은 조종사들에게 어려운 교차 제어를 계속 유지해야 하는 힘든 상황을 만든다. 만약 조종사가 접지하기 위해 사이드슬립을 하는 경우 아주 강한 측풍이 불게 되면 크랩 방법을 추가할 수도 있다.


따라서 윙로 방법은 착륙 접근 경로부터 접지할 때까지 전 과정을 비행기 전후축과 활주로 중심 연장선을 일치시킬 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 측풍이 불 때 보통 착륙 접근 경로에서는 크랩 방법을 사용하다가 플레어 지점에 가까워지면 윙로 방법으로 전환한다. 


③ 플래어할 때 디크랩 방법 

조종사는 활주로에 접지하기 전에 비행기의 크랩 상태를 제거해야 한다. 플래어 중에 러더를 사용하여 비행기를 활주로 중심선과 일치 시키고 필요한 경우 편류를 막기 위해 조종간을 조작한다. 이러한 방법은 가장 일반적으로 사용되는 기법으로 종종 ‘크랩-디크랩(Crab-Decrab)’라고도 한다. 


디크랩 방법(접지할 때 기축이 활주로 중심선 방향). (cc)Mysid/wiki


측풍의 강도에 따라 비행기에 러더가 적용될 때 롤 운동을 유발할 수 있다. 롤(Roll) 운동이 발생하면, 풍상쪽의 에일러론을 적용해야 하며, 접지할 때에는 날개를 수평으로 유지하기 위해 교차 제어를 수행해야한다. 이러한 조작을 위해 다음에 언급할 크랩과 윙로 방법의 조합을 택해야 한다. 중간규모의 측풍은 내려간 날개를 들어 올릴 수 있기 때문에 바람이 불어오는 쪽의 에일러론 제어는 상당히 중요하다. 이러한 에일러론 제어는 바람이 불어오는 쪽의 착륙 장치가 확실하게 활주로 바닥에 밀착되고 날개가 수평으로 유지되도록 도와준다. 이러한 기법은 비행기가 활주로 중심선과 일치한 상태에서 양쪽의 주착륙 장치가 동시에 접지되고 유지될 수 있도록 조작해야 한다.


④ 크랩과 윙로 방법의 조합 

조종사는 플래어할 때 기수를 활주로 중심선에 맞추기 위해 러더(방향키)를 사용하고 활주로 중앙선에서 편류하는 것을 방지하기 위해 사이드슬립을 만드는데 반대편으로 에일러론을 조작한다. 이러한 방법은 바람의 상황이나 조종사의 숙련도 또는 개인의 선호에 따라 크랩 방법과 윙로 방법이 적절한 비율로 조율된 조작법이다. 이러한 크랩과 윙로 방법의 조합은 정상적인 측풍인 경우보다 강한 난기류 측풍을 만날 때 종종 사용된다.


이미 앞에서 언급한 윙로 방법과 마찬가지로 엔진이 날개 아래에 장착 된 비행기의 경우에 강력한 돌풍이 발생할 경우 나셀, 또는 날개가 지면에 닿을 수 있다. 상대적으로 약한 측풍(약 5~15노트)의 경우 측풍 착륙은 크랩 방법을 사용하지 않는 일정한 사이드슬립이거나 접지하기 전에 디크랩 과정이 없는 크랩 방법을 사용하면 된다. 그러나 강한 측풍(약 20~30노트)의 경우 안전한 측풍 착륙은 크랩 방법으로 접근하고 접지하기 전에 디크랩과 윙로 방법을 사용해야 한다. 강한 측풍이 불더라도 여객기의 경우 날개 뱅크 각도는 2°이내로 활주로에 접지하는 것이 일반적인 기술이다. 이와 같은 측풍 착륙 기법은 측풍의 세기뿐만 아니라 활주로 길이 및 표면 상태, 비행기 유형 및 무게, 조종사의 경험 등에 따라 거의 주관적으로 선택된다. 



활주로 접지(Touchdown)

크랩 방법으로 접지할 때는 활주로 방향과 일치시키기 위해 러더와 에일러론으로  추가적인 윙로 자세로의 변경이 필요하다. 만약 크랩 상태로 착륙하게 되면 바퀴에 측면 하중이 크게 작용하므로 상당히 위험하다. 한편, 윙로 방법으로 접지할 때는 추가적인 자세변경이 필요 없고 에일러론과 러더로 편류를 수정하면 된다.


B 737NG의 활주로 접지 자세. ⓒ 사이언스북스, 2018.


상기 그림은 B737의 활주로 접지 자세를 보여주고 있으며, 이때 피치 자세는 4°~7°정도의 받음각을 갖는다. B737은 주착륙 장치가 활주로 바닥에서 약 20~40피트 정도 위쪽에 있을 때 플래어를 시작한다. 그리고 B737의 피치 자세를 약 3°정도 추가로 들어 올리고 추력 레버를 아이들 상태로 조작한다. 그러면 B737은 활주로 상공 위로 날아 부드럽게 접지하게 된다.


이와 같이 측풍 착륙을 수행해 활주로에 접지한 경우 순간적으로 바람을 받고 있는 날개가 위로 올라가는 현상이 발생할 수 있다. 또 측풍이 동체 측면을 쳐서 비행기를 기울어지게 할 수도 있다. 이때 조종사가 적절한 조치를 취하지 못하면 바람 부는 반대쪽 날개 또는 날개에 부착된 엔진이 부딪힐 수 있다. 이러한 현상이 발생하려고 하면 조종사는 신속한 대응 조작으로 비행기의 방향과 수평을 유지하며 감속해야 한다. 만약 강한 측풍이 조종사의 조작 범위를 초과하는 경우에는 복행(Go around)을 시도해야 한다. 복행은 착륙할 때 안전에 문제가 있는 경우 착륙절차를 중지하고 상승한 후 다시 착륙을 시도하는 것을 말한다. 



벡터가 포함된 측풍 착륙

바람의 크기와 방향을 나타내는 속도라는 벡터에 대해 언급하고, 측풍이 불 때 활주로에 안전하게 착륙하는 여러 기법에 대해 설명했다. 측풍 접근 및 착륙 기법에는 크게 크랩 방법과 윙로 방법이 주된 내용이지만 실제로는 이를 조합해 사용하게 된다.


여객기는 측풍 착륙할 때 주로 크랩 방법을 사용하며 평소보다 측풍이 강하게 불 때에는 디크랩 방법과 크랩-윙로 방법 등을 조합해 사용한다. 이러한 비행기의 움직임에 벡터라는 수학이 숨어있다. 비행기의 측풍 접근 및 착륙뿐만 아니라 순항할 때의 진로에서도 벡터 개념의 중요성을 상세하게 설명했다.


이처럼  육중한 비행기가 하늘로 뜨고, 다시 땅으로 착륙할 수 있는 놀라운 과학의 힘도 수학이 없었다면 이루어질 수 없는 일이다. 인류가 발전할수록 수학도 더불어 같이 진화하고 있다. 어느 누구도 감히 수학을 경시할 수 없을 것이다.




저자 장조원

공군 사관 학교 항공 우주 공학과를 졸업하고 서울 대학교 대학원에서 석사 학위를, 한국 과학 기술원(KAIST)에서 항공 우주 공학 박사 학위를 받았다. 공군 사관 학교 항공 우주 공학과 부교수, 미국 메릴랜드 대학교 방문 학자, 캐나다 라이어슨 대학교 겸임 교수 등을 지냈다. 한국 항공 운항 학회 부회장, 한국 가시화 정보 학회 편집 이사, 한국 항공 우주 산학 위원회 공력 해석 및 설계 분과 위원장, 대한민국 공군 발전 협회 연구 위원 등으로 활동하고 있다. 한국 항공 우주 학회 학술상, 현대자동차그룹 우수 논문상, 한국 항공 대학교 최우수 교수상, 교원 업적 종합 부문 최우수상, 한국 항공 운항 학회 우수 논문상, 한국 가시화 정보 학회 우수 논문상 등 다수의 상을 수상했다. 저서로는 항공 우주 과학을 일반인도 읽을 수 있도록 쉽게 풀어 쓴 『하늘에 도전하다』와 『비행의 시대』 등이 있다. 현재 한국 항공 대학교 항공 운항학과 교수, 공군 사관 학교 명예 교수로 있으며, 곤충이나 새와 같은 생체 모방 비행체, 경계층 흐름 제어, 유동 가시화 등을 비롯한 비정상 공기 역학 분야 연구를 활발히 수행하고 있다.


저서

『비행의 시대』

하늘을 향한 끝없는 열정을 한 권에 담아낸 책으로, 항공 우주 분야 키워드 77개를 통해 인류가 어떻게 하늘을 바꿔 왔는지를 보여 준다. 최신 정보와 원리, 다양한 비행기 기종과 일화를 핵심 단어별로 분류해 빠짐없이 소개하는 본격적인 항공 우주 가이드북이다.


『하늘에 도전하다』

항공우주과학에 관심이 있는 학생과 일반인을 위한 책으로, 비행기라는 개념의 탄생부터 스텔스 기술이 적용된 최첨단 전투기에 이르기까지 비행기의 중요한 발달 과정을 일목요연하게 살필 수 있도록 구성했다. 그리고 그 발달의 배경이 되는 과학 이론을 함께 담고 있다.




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