더치롤

Dutch roll
더치롤 애니메이션 일러스트
미 공군 비행 매뉴얼에서 스캔한 더치 롤 댐핑 기술입니다.

더치 롤(Dutch roll)은 "꼬리 웨깅"(yaw)과 좌우로 흔들림(roll)(롤)의 동상이상으로 구성된 항공기 모션의 한 유형입니다.이 요-롤 커플링은 기본 비행 동적 모드 중 하나입니다(다른 모드에는 퍼고이드, 단주기, 나선형 발산 등이 포함됩니다).이러한 움직임은 일반적으로 대부분의 경비행기에서 잘 감쇠되지만, 더치 롤 모드가 잘 감쇠된 일부 항공기는 대기 속도가 감소하고 고도가 높아짐에 따라 감쇠가 저하될 수 있다.요 댐퍼를 설치하면 더치 롤 안정성을 인위적으로 높일 수 있습니다.무게 중심보다 훨씬 위에 배치된 날개, 스위프백(스위프 날개) 및 이면체 날개는 롤 복원력을 증가시키는 경향이 있으며, 따라서 네덜란드 롤 성향을 증가시킨다. 따라서 하이 윙 항공기는 종종 약간 사면체이며 운송 범주 스윕 윙 항공기는 요 댐퍼를 장착한다.비슷한 현상이 자동차가 끄는 트레일러에서도 일어날 수 있다.

안정성.

항공기 설계에서 더치 롤은 양의 횡방향 안정성과 반대로 상대적으로 약한 양의 방향 안정성에 기인한다.항공기가 세로 축을 중심으로 구를 때 측면 미끄러짐이 롤링 모션 방향으로 상대 바람에 도입된다(날개가 수평이 아닐 때 양력의 측면 구성 요소).(슬립에 의해 전방으로 회전된 하강 날개를 통과하는 보다 직접적인 기류 때문에) 강력한 측면 안정성이 항공기를 수평 비행으로 복구하기 시작합니다.동시에 다소 약한 방향 안정성(현재 더 큰 양력을 발생시키는 날개로부터의 더 큰 항력과 요에 의한 수직 지느러미의 공기역학적 힘에 의해)은 항공기를 인지된 상대 바람에 맞춰 옆면 미끄러짐을 교정하려고 시도한다.방향 안정성은 특정 항공기의 측면 안정성에 비해 약하기 때문에 복원 요 운동은 복원 롤 운동보다 상당히 뒤떨어진다.항공기는 요잉 모션이 원래 롤 방향으로 계속됨에 따라 수평 비행을 통과한다.이 때, 반대 방향으로 사이드 슬립을 도입해, 그 처리를 반전시킨다.

방향성과 측면 안정성 사이에는 균형이 있습니다.횡방향 안정성이 커지면 나선형 안정성이 높아지고 진동 안정성이 낮아집니다.방향 안정성이 높으면 나선형 불안정성이 발생하지만 진동 [1]안정성이 높아집니다.

메커니즘

더치 롤 발생의 가장 일반적인 메커니즘은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있는 요잉 모션입니다.(예를 들어 오른쪽으로) 쓸어내리는 항공기가 요(Yaw)할 때, 상대적인 바람과 관련하여 왼쪽 날개가 오른쪽 날개에 비해 덜 쓸린다.이 때문에 왼쪽 날개가 오른쪽 날개보다 더 많은 양력을 발생시켜 항공기가 오른쪽으로 구르게 된다.이 움직임은 수직 스태빌라이저가 효과적으로 바람 베인이 되어 요 운동을 반전시키는 지점에 도달할 때까지 계속된다.항공기가 다시 왼쪽으로 기울면 오른쪽 날개가 왼쪽 날개에 비해 덜 스윕되어 오른쪽 날개가 왼쪽 날개에 비해 더 많은 양력을 발생시킨다.그런 다음 요 각도가 다시 항공기가 다른 방향으로 감기는 지점에 도달하고 전체 과정이 반복될 때 항공기는 왼쪽으로 구른다.더치롤 하프사이클의 평균 지속시간은 2~3초입니다.

더치 롤 모드는 보조기 또는 방향타를 사용하여 들뜨게 할 수 있지만, 비행 테스트 목적을 위해 보통 방향타 싱글렛(지정된 각도로 방향타에서 짧고 날카로운 움직임 후 중앙 위치로 되돌아가는 방향타 싱글렛) 또는 더블렛(반대 방향으로 그러한 움직임의 쌍)으로 들뜨게 된다.일부 대형 항공기는 보조기 입력으로 더 잘 들뜨게 된다.시간은 경비행기의 경우 몇 초에서 여객기의 [citation needed]경우 1분 또는 그 이상까지 다양하다.

Tex Johnston은 더치 롤을 "...날개 소탕 항공기의 고유한 특징"이라고 표현합니다.요(Yaw)35도 비행기에서 요는 요 방향으로 동시에 구르는 것을 동반한다.롤은 날개 위의 기류 경로가 변경됨에 따라 리프트 계수가 변화하기 때문에 발생합니다.예를 들어 왼쪽 요에서는 에어포일 섹션을 통해 통상의 전방-후방 경로에서 에어포일이 스팬스페이스로 이동하도록 왼쪽 날개가 후방으로 회전합니다.그것은 양력을 감소시킨다.동시에 전진하는 우익이 화음류량이 많아져 양력이 높아진다.두 조건이 결합되어 왼쪽 롤이 생성됩니다.마찬가지로 오른쪽으로 요를 돌리면 오른쪽으로 롤링합니다.진동이 [2]설정되었습니다."

머리글에서 롤링

더치롤은 또한 학생 조종사에게 일반적으로 "스틱 앤 루더" 기술을 향상시키기 위해 가르친 조정 기동에 붙여진 이름(전문가에 의해 잘못된 명칭으로 간주됨)이기도 하다.항공기는 좌우로 최대 60도씩 번갈아 회전하며, 방향타(key)는 항공기의 노즈(noes)가 고정된 지점을 가리키도록 한다.더 정확히 말하면, 이것은 학생 조종사에게 롤 입력 중에 역방향 보조기 요(aileron yaw)로 알려진 효과를 교정하는 방법을 가르치는 방향타 조정 연습입니다.

이 조정 기법은 "헤딩 위에서 롤링"이라고 더 잘 알려져 있는데, 이 경우 항공기는 코가 좌우로 움직이지 않고 정확한 헤딩을 유지할 수 있도록 롤링됩니다.요 동작은 보조 날개(보조 날개 아래)가 하강 날개(보조 날개 위)보다 더 많은 작업을 수행하므로 더 많은 항력을 발생시켜 상승 날개를 뒤로 밀어 항공기를 그 쪽으로 요하는 보조 날개 사용만으로 유도된다.롤링 모션으로 인해 발생하는 이러한 요 효과를 역요라고 합니다.이는 에일러론 제어장치와 동일한 방향으로 방향타를 적용하여 정확하게 대항해야 한다(왼쪽 스틱, 왼쪽 방향타 – 오른쪽 스틱, 오른쪽 방향타).이는 올바르게 수행되면 동기식 컨트롤로 알려져 학습 및 적용이 어렵습니다.보조기(Aileron)와 함께 적용할 방향타의 정확한 양은 항공기마다 다르다.

이름.

더치롤이라는 이름의 유래는 확실하지 않다.그러나, 비행기의 수평 비대칭 운동을 설명하는 이 용어는 아이스 스케이팅에서 비슷하게 나타나는 운동을 언급하면서 차용되었을 가능성이 높습니다.1916년, 항공 엔지니어 제롬 C. Honsaker는 다음과 같이 발표했습니다. "더치 롤 – 비행기의 [가로] 움직임의 세 번째 요소는 좌우로 요잉하는 것이며, 롤링과 결합됩니다.이 동작은 7~12초 동안 진동하며, 감쇠되거나 감쇠되지 않을 수 있습니다.빙상경기에서의 더치롤이나 아우터엣지(Outer Edge)에 비유할 [3]수 있습니다.1916년, Dutch Roll은 스케이트의 바깥쪽 가장자리에서 오른쪽과 왼쪽으로 반복적으로 스케이트를 타는 것을 일컫는 용어였다.1916년까지, 이 용어는 스케이트에서 아마도 Honesaker에 의해 항공 공학으로 수입되었다. 1916년은 G. H. Bryan이 [4]1911년에 항공기의 횡방향 움직임에 대한 첫 번째 수학적 분석을 한 지 5년 후였다.

사고

  • 1959년 10월 19일, 고객 응대 비행 중 보잉 707기가 요 댐퍼를 끄고 새로운 조종사에게 비행 기술을 익히도록 한 연습생 조종사의 행동은 네덜란드 롤 동작을 격렬하게 악화시켰고 항공기의 4개의 엔진 중 3개가 날개에서 찢어지는 원인이 되었다.브래니프행 N7071의 신형 707-227 여객기는 워싱턴 알링턴 시애틀 북쪽 강바닥에 불시착해 탑승자 [5][6]8명 중 4명이 사망했다.
  • 1985년 8월 12일 일본항공 123편 보잉 747SR은 유압제어장치와 수직안정장치를 잃고 더치롤을 선보였다.그것은 결국 역사상 가장 치명적인 단일 항공기 사고로 추락할 것이다.
  • 2005년 3월 6일, 에어버스 A310 여객기 961편이 쿠바 바라데로의 후안 구알베르토 고메즈 공항을 출발한 후 순항 고도에서 방향타가 구조적으로 고장 난 후 네덜란드 롤링 사고를 당했다.사고 항공기는 심각한 구조적 손상을 입고 공항으로 회항했으며 승무원 1명은 경상을 입었다.
  • 2013년 5월 3일, 워싱턴의 페어차일드 AFB가 조종하던 맥코넬 AFB, KS(USAF) KC-135R, 63-8877이 키르기스스탄의 마나스 공군기지를 이륙한 지 약 11분 만에 비행 중 폭발해 승무원 [7][8]3명 전원이 사망했다.방향타 동력 제어 장치의 오작동으로 인해 네덜란드 롤 진동 불안정성이 발생한 것으로 확인되었습니다.더치롤을 인식하지 못한 승무원들은 항로를 유지하기 위해 키를 사용했고, 이는 불안정성을 악화시켜 회복 불가능한 비행 상태로 이어졌다.과도한 응력을 받은 꼬리 부분이 분리되고 곧 항공기가 분해되었다.이 항공기는 키르기스스탄과 카자흐스탄 [9][10][11][12]국경에 가까운 초르골루 마을 인근 산악지대에 추락하기 전 비슈케크 서쪽 약 200km 지점에 있었다.
  • 2015년 10월 30일 레오나르도-핀메카니카-헬리콥터스 사업부(옛 아구스타웨스트랜드) AW609 시제품이 이탈리아에서 추락해 조종사 2명이 사망했다.이탈리아 ANSV는 고속 테스트 중 더치롤이 [13][14]원인일 가능성이 있다고 밝혔다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Davies, David P. (1971). Handling the Big Jets: An Explanation of the Significant Differences in Flying Qualities Between Jet Transport Aeroplanes and Piston Engined Transport Aeroplanes, Together with Some Other Aspects of Jet Transport Handling (3rd ed.). Air Registration Board. p. 100. Retrieved 29 June 2022.
  2. ^ Johnston, A.M. "Tex" (1992). Tex Johnston, Jet-Age Test Pilot. New York: Bantam. p. 150. ISBN 9780553295870.
  3. ^ Hunsaker, Jerome C. (1916). "Dynamical Stability of Aeroplanes". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. National Academy of Sciences. 2 (5): 282. Bibcode:1916PNAS....2..278H. doi:10.1073/pnas.2.5.278. PMC 1091005. PMID 16576144.
  4. ^ Bryan, G. H. (1911). Stability in Aviation. p. 123.
  5. ^ 항공 안전 네트워크의 사고 설명
  6. ^ History Link, 2017년 7월 23일 게재.1959년 10월 19일 스노호미시 카운티에서 보잉 707 제트 여객기가 추락했다.[1] 2020년 10월 31일 Wayback Machine에 보관
  7. ^ 항공 안전 네트워크의 63-8877 사고 기술.2014년 10월 21일 취득.
  8. ^ Humphrey, Jeff (20 June 2013). "Cellphone video may have captured deadly KC-135 crash". Spokane, Washington. Archived from the original on 15 March 2016. Retrieved 21 October 2014.
  9. ^ "Investigation board determines cause of KC-135 crash in May". 14 March 2014. Archived from the original on 16 March 2017. Retrieved 21 October 2014.
  10. ^ Davis, Kristin (13 March 2014). "Malfunction, pilot error caused May KC-135 crash". Air Force Times. Springfield, Virginia. Retrieved 21 October 2014.
  11. ^ Camden, Jim (13 March 2014). "Tanker's tail separated in flight before Kyrgyzstan crash". Spokesman-Review. Spokane, Washington. Archived from the original on 28 January 2021. Retrieved 21 October 2014.
  12. ^ U.S. Air Force Aircraft Accident Investigation Board Report; KC-135R, T/N 63-8877; 22nd Air Refueling Wing McConnell AFB, Kansas; Location: 6 miles S. of Chaldovar, Kyrgyz Republic (PDF) (Report). 31 December 2013. Archived (PDF) from the original on 21 October 2014. Retrieved 21 October 2014.
  13. ^ Johnson, Oliver. "AgustaWestland: AW609 was performing high-speed tests on day of crash". Archived from the original on 19 November 2021. Retrieved 28 December 2019.
  14. ^ 2021년 11월 19일 웨이백 머신 ANSV에 보관된 중간 보고서

외부 링크