개념 한 쪽
조종성은 조종사의 입력에 대해 기체가 민감하게 반응하는 성질로 정의한다. 안정성은 외란을 받았을 때 기체가 원래 상태로 되돌아가려는 성질로 정의하며, 두 성질은 설계상 상반(trade-off) 관계에 있어 한쪽을 크게 하면 다른 쪽이 약화된다고 본다.
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출제기준 단원 「조종성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 안정성·조종성 상반관계 판단 | 1 | 안정성 변화가 조종성 및 평형 유지에 미치는 영향 설명하기 |
| 정적안정성 변화 영향 | 1 | 정적안정성 감소 시 복원력·조종성·평형 유지 변화 가리기 |
| 불안정성 현상 분류 | 1 | 횡·방향 안정성의 상대적 크기로 더치롤·나선형 발산 판단하기 |
조종성은 파일럿이 조종간·러더 등을 조작할 때 기체가 얼마나 민감하게 반응하는지를 뜻한다. 민감도가 높으면 조종사가 작은 조작으로도 기체 자세를 쉽게 바꿀 수 있다.
안정성은 외란을 받았을 때 기체가 스스로 원래 자세로 복원하려는 성질로 정의한다. 정적안정성은 복원력이 작용하여 자세가 원상으로 돌아가려는 성질을 주로 의미하며, 복원력은 기체가 평형을 유지하려는 정도를 나타낸다.
두 성질은 서로 반비례 관계로 작용한다. 안정성이 커지면 복원력이 커져 조종 입력에 대한 저항이 증가하여 조종성이 저하되고, 반대로 안정성이 작아지면 복원력이 약해져 조종성(민감성)은 증가하지만 평형 유지가 어려워진다.
설계상 실제 항공기는 안정성과 조종성의 균형을 목표로 한다. 전투기처럼 기동성이 중요하면 안정성을 낮춰 조종성을 높이고, 여객기처럼 승객의 편안함과 평형 유지가 중요하면 안정성을 강조하는 식으로 목적에 따라 조정한다.
조종성·안정성 관련 현상으로 더치롤, 나선형 발산 등 동적 불안정성 현상이 나타날 수 있다. 횡(롤) 안정성과 방향(요) 안정성의 상대적 크기에 따라 특정 불안정성이 발생하므로 안정성들의 상대적 균형을 판단하는 것이 중요하다.
문제는 보통 '안정성↑일 때 조종성은 어떻게 되는가'와 같은 상반 관계를 묻는다. 예컨대 정적안정성이 감소하면 복원력이 약해져 조종성은 증가하고 평형 유지가 어려워진다고 판단하면 정답을 고를 수 있다. 반대로 '안정성이 커지면 조종성도 좋아진다'는 선택지는 상반 관계를 뒤집은 오답으로 처리한다.
또 다른 유형은 횡·방향 안정성의 상대적 크기를 묻는 문제다. 횡 안정성이 상대적으로 지나치게 크면 나선형 발산이 나타나고, 방향 안정성이 상대적으로 크면 더치롤 같은 횡·방향 연성 진동이 발생한다고 설명하면 정답 근거가 된다.
부품과 축의 대응 문제도 자주 출제된다. 수직미익과 그 앞의 도살핀은 방향(요) 안정성 보강에 관여하므로 이들이 손상되면 방향 안정성이 감소한다고 답하면 정확하다.
비행기의 안정성과 조종성에 관하여 가장 올바르게 설명 한 것은?
정답 ② · 비행기의 안정성과 조종성의 관계를 묻는 문제이다. 안정성은 외란을 받은 후 원래 상태로 복원하려는 능력이고, 조종성은 조종 입력에 대한 기체의 응답성을 뜻하는데, 이 두 성질은 서로 상반되는 방향으로 작용한다.
안정성은 외란에 대한 복원력, 조종성은 조종 응답성으로 두 성질은 서로 상반된다.
항공기의 정적안정성이 작아지면 조종성 및 평형을 유지시키려는 힘의 변화로 가장 올바른 것은?
정답 ④ · 정적 안정성이 작아진다는 것은 외부의 교란에 대해 항공기가 원래 상태로 되돌아오려는 복원력이 약해진다는 것을 의미합니다. 이 경우 조종사가 기체를 임의로 움직이거나 새로운 자세를 유지하려 할 때 저항하는 힘이 적어져 조종성(민감성)은 증가하는 반면, 기체 자체가 특정 자세를 스스로 유지하려는 경향이 줄어들어 평형을 유지하기는 더욱 어려워지는 결과를 낳습니다.
정적안정성이 작아지면 복원력이 약해져 조종성(민감성)은 증가하고, 평형 유지는 어려워진다.
다음 중 비행기의 안정성과 조종성에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?
정답 ④ · 비행기의 안정성과 조종성의 관계를 묻는 문제이다. 안정성은 외란이 가해져도 원래 자세로 복귀하려는 성질이고, 조종성은 조종 입력에 따라 자세를 변화시키려는 성질이므로 두 성질은 서로 반대 방향으로 작용한다.
안정성은 원자세 복귀 성질, 조종성은 자세 변화 성질로 서로 상반되는 관계다.
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