자이로스코프 오토파일럿
Gyroscopic autopilot자이로스코프 오토파일럿은 20세기 초 항공용으로 주로 개발된 오토파일럿 시스템의 일종이다.그 이후로, 이 자동 조종장치의 원칙은 군대와 민간인의 많은 다른 항공기 제어 시스템의 기본이 되었다.
초기개발
Sperry Corporation은 1912년에 원래의 자이로스코프 오토파일럿을 개발했다.이 장치는 "자이로스코프 스태빌라이저 장치"라고 불렸고, 그 목적은 항공기의 안정성과 제어력을 향상시키는 것이었다.그것은 항공기가 원하는 나침반 방향과 고도를 자동으로 유지할 수 있도록 하기 위해 여러 다른 기구의 입력을 활용했다.[1]
자이로스코프 스태빌라이저 기구의 주요 특징은 항공기의 제어면을 조절하기 위해 자이로스코프를 통합했다는 것이다.[1]로렌스 스페리는 자이로스코프의 작고 가벼운 버전을 가까스로 설계했고,[1] 이 장치는 항공기의 유압 제어 시스템에 통합되었다.자이로스코프는 음의 피드백 루프를 이용하여 항공기의 제어면을 자동으로 조정하여 직선 및 수평 비행을 유지했다.[1]
최초 사용
로렌스 스페리의 오토파일럿은 1914년 6월 18일 프랑스에서 처음 시연되었다.스페리는 57대의 비행기에 새로운 개선과 혁신을 장착하는 전시회에 참가하고 있었다.슈페리의 항공기인 커티스 C-2는 자이로스코프 스태빌라이저를 장착한 유일한 항공기였다.슈페리는 조수 에밀 카친과 함께 관중과 군사 관측자들로 가득 찬 관중석 앞에서 세 차례 패스를 했다.첫 패스에서 슈페리는 오토파일럿을 작동시킨 뒤 조종장치에서 손을 높이 잡은 채 관중석을 지나 날아갔다.두 번째 패스에서 카친은 슈페리의 손이 제어장치에서 여전히 떨어져 있는 상태에서 동체로부터 7피트 떨어진 우현 날개 위로 올라갔다.무게 이동으로 항공기가 둑을 쌓자 오토파일럿은 곧바로 날개를 안정시켰다.마지막 패스에서 슈페리는 반대편 날개에 올라 조종석을 텅 비게 했다.관측자들은 조종사가 수동으로 조종하지 않고도 수평 비행을 유지할 수 있는 항공기의 능력에 놀랐다.슈페리는 프랑스 육군 항공대의 특공대원인 조셉 바레스에게 자신의 장치가 지지받지 않은 이착륙을 수행할 수 있는 능력을 증명할 수 있는 탑승권을 주기도 했다.[1]
업적
와일리 포스트는 1931년 6월 23일 세계 기록 수립 여행 이후 유명해졌다.'위니 매'라는 별명을 가진 록히드 베가 항공기에서 그는 8일 동안 15시간 51분 만에 세계 일주에 성공했다.그는 항해사 겸 부조종사를 지낸 해롤드 개티의 도움으로 이 일을 해냈다.2년 후 그는 혼자서 세계 일주를 하며 자신의 이전 기록을 깨기 시작했다.그는 한 사람이 부조종사 없이도 같은 여행을 할 수 있다는 것을 증명하고 싶었다.이를 위해 그는 위니마에 스퍼리 자이로스코프 오토파일럿과 무선 방향탐지기를 장착했다.오토파일럿에 문제가 생겼지만 7일 18시간 49분 만에 여행을 마쳤다.자동 조종 장치와 무선 방향 탐지기 사용은 항공기를 훨씬 더 쉽고 효율적으로 항해하는 임무를 만든 것으로 인정된다.오토파일럿을 사용함으로써 포스트가 전 세계를 비행하면서 육체적, 정신적 요구가 줄어들었다.[2]
초기 군사 애플리케이션
미 육군 항공대와 미 해군은 제2차 세계 대전 전후 군용기에 탑재된 오토파일럿을 실험했다.직선적이고 평탄한 비행은 당시 개발되고 있던 새로운 수준의 폭격 기법의 필수품이 되어 있었다.스페리 자이로스코프 회사는 군용 항공기에 사용하기 위해 많은 자동 조종 시스템을 개발했다.1930년대 후반 보잉 B-17 비행 요새가 인도되었을 때 상업용 스페리 A-3 오토파일럿이 장착되었다.A-3는 단순한 자동 조종 장치였으며 항공기의 직선 및 수평 코스에서 각 편차만 보정했다.입력에 느리게 반응하는 경향이 있는 공압식 유압 서보를 활용했고, 이는 종종 항공기의 보정 코스를 과대 보상하는 결과를 초래했다.이는 조종사들이 열악한 날씨나 거친 공기 속에서 비행할 때 항법 및 조종 문제를 야기했다.[3]
이러한 문제를 해결하기 위해 Sperry A-5 자동 조종 장치가 개발되었다.이것이 최초의 모든 전기 자동 조종 장치였다.이 새로운 오토파일럿은 3개의 듀얼 소자 진공관 앰프와 고속 자이로를 사용했다.각 앰프는 다른 축과 연결되었다.요, 피치, 롤링.고속 자이로들은 더욱 민감하게 반응하여 항공기의 수평 비행 경로에 대한 기준 수준을 확립했다.항공기가 기준 기준 레벨에서 벗어날 때마다 자동 조종기는 기준 레벨의 변화 사이에 발생하는 시간에 따라 조정했다.이를 통해 오토파일럿은 변화의 속도와 가속도를 감지할 수 있었다.계산된 변화는 독립된 전기 유압 서보에 의해 제어 표면으로 빠르게 전달되었다.이것은 더 빠르고 더 안정적인 항공기의 보정으로 이어졌다.[3]
A-5 오토파일럿에 의한 항공기 안정화 속도가 빨라짐에 따라 군용기에서는 새로운 폭격조준을 사용할 수 있게 되었다.노든 봄밤과 스페리 봄밤은 전쟁 중에 선상 육군과 해군 폭격기를 사용하였다.두 폭격 조준경은 자이로스코프, 망원경, 아날로그 컴퓨터를 사용하여 폭격기가 지상 목표물에 정확히 탑재물을 떨어뜨릴 수 있는 방출점을 계산했다.A-5는 이 폭격 조준경과 통합될 수 있는 능력을 가지고 있었다.일단 폭격수가 목표물을 찾아 폭격조준경을 조정하면 자동 조종장치가 작동하여 목표물까지 항공기를 직선으로 수평으로 비행하게 되는데, 그 곳에서 폭격조준기가 자동으로 폭탄의 발사점을 계산하게 된다.[3]
미사일
독일 V-1 버즈밤도 자동 조종 시스템을 이용해 안내했다.그것은 자이로스코프에 의해 축축한 진자계를 사용했는데, 이는 스페리 오토파일럿에 사용된 진자와 유사하다.그것은 또한 항로를 유지하기 위해 무선 방향 탐색을 이용했다.[4]무인기에 오토파일럿을 사용하는 것은 현대 순항미사일의 전조로 볼 수 있다.
참조
- ^ a b c d e Scheck, William. "Lawrence Sperry: Autopilot Inventor and Aviation Innovator". Aviation History Magazine Online. Retrieved 4 December 2011.
- ^ Onkst, David. "Wiley Post". U.S. Centennial of Flight Commission. Archived from the original on 26 November 2011. Retrieved 4 December 2011.
- ^ a b c Searle, Loyd. "The Bombsight War: Norden vs Sperry" (PDF). Spectrum. Archived from the original (PDF) on 2011-09-30. Retrieved 2017-11-18.
- ^ Zaloga, Steven (2005). V-1 Flying Bomb 1942–52. Oxford: Osprey Publishing.
