회전익 항공기 제어(Rotorcraft Controls)

경사판(Swash Plate Assembly)

  경사판(swash plate)의 목적은 콜렉티브 조종( collective control)과 주기적 조종(cyclic control)으로부터 주 회전날개 블레이드로 조종 입력을 전달하는 것이다. 그것은 2개의 주 부품으로 이루어지는데 고정 경사판(stationary swash plate)과 회전 경사판(rotating swash plate)이다. 고정 경사판은 주 회전날개 Mast(main rotor mast) 주위에 설치되어 있고, 일련의 푸시로드(push rod)로써 주기 조종과 콜렉티브 조종에 연결되어 있다. 이는 가동 방지연결부(anti-drive link)에 의해 회전이 억제되지만, 모든 방향으로 기울어질 수 있고 수직으로 움직일 수도 있다. 회전 경사판은 유니볼 슬리브(uni-ball sleeve)에 의해 고정 경사판에 설치된다. 그것은 가동 연결부(drive link)에 의해 Mast에 연결되고 주 회전날개 Mast와 함께 회전하도록 허용된다. 양쪽 경사판은 하나의 구성 부분으로써 기울어지고 위아래로 미끄러지게 한다. 회전 경사판은 피치 연결부(pitch link)에 의해 피치 혼(pitch horn)에 연결된다.

  헬리콥터에는 조종사가 비행 시 사용해야 하는 세 가지의 주요 조종이 있다. 이는 콜렉티브 조종(collective control), 주기적 조종(yclic control), 반 토크 페달(anti-torque pedal) 또는 꼬리 회전날개 조종(tail rotor control)이다. 이 세 가지 주요 조 종에 추가하여 조종사는 헬리콥터를 비행하기 위해 콜렉티브 조종에 직접 설치된 스로틀 조종장치(throttle control)를 사용해야 한다.

 

콜렉티브 피치 조종(Collective Pitch Control)

  콜렉티브 피치 조종(collective pitch control)은 조종사 좌석의 왼쪽에 위치하고 왼손으로 동작한다. 콜렉티브는 이름에서 의미하듯이 동시에 또는 함께 모든 주 회전날개 블레이드의 피치각(pitch angle)에 변화를 주기 위해 사용한다. 콜렉티브 피치 조종이 끌어올려졌을 때 모든 주 회전날개 블레이드의 피치각은 동시에 똑같이 증가하고, 내려갔을 때 피치각은 동시에 똑같이 감소한다. 이것은 일련의 기계식 장비를 통해 이루어지고 콜렉티브 레버(collective lever)의 움직임의 양은 날개 블레이드 피치 변화의 양을 결정한다. 가변 마찰 제어(adjustable friction control)는 부주의한 콜렉티브 피치 움직임을 방지하는 데 도움을 준다.

 

스로틀 조종(Throttle Control)

  스로틀의 기능은 엔진 회전수를 조절하는 것이다. 만약 상관 장치(correlator system) 또는 조속기 장치(governor system)에서 콜렉티브가 끌어올려지거나 또는 내려질 때 요구된 rpm을 유지하지 못한다면, 또는 만약 이들 시스템이 장착되지 않았다면 스로틀(throttle)은 rpm을 유지하기 위해 비틀어서 가속기를 조작하는 트위스트 그립(twist grip)으로 수동 조작해야 한다. 스로틀 조종장치는 마치 모터사이클 스로틀과 아주 유사하고 거의 같은 방식으로 작동하는데 왼쪽으로 스로틀을 비틀면 rpm은 증가하고, 오른쪽으로 스로틀을 비틀면 rpm은 감소한다.

 

조속기/상관 장치(Governor/Correlator)

  조속기(governor)는 회전날개의 엔진 회전수를 감지하는 감지 장치(sensing device)이고 일정한 회전날개 회전수를 유지하기 위해 필요한 조정(adjustment)을 한다. 회전 날개 회전수가 정상 작동일 때 조속기는 일정한 rpm을 유지하고 어떤 스로틀 조정이라도 만들어 줄 필요가 없다. 조속기는 그것이 터빈 엔진의 연료 제어 계통의 기능이 있을 때, 모든 터빈 헬리콥터에서 사용되며 일부 피스톤 동력 헬리콥터에서도 사용된다.

  상관 장치(correlator)는 콜렉티브 레버(collective lever)와 엔진 스로틀 사이의 기계식 연결 장치이다. 콜렉티브 레버가 끌어올려졌을 때 동력은 자동으로 증가하고 내려갔을 때 동력은 감소한다. 이 시스템은 목표에 근접한 rpm을 유지하지만 정밀함을 위해 스로틀의 조정을 여전히 요구한다. 일부 헬리콥터는 상관 자 또는 조속기를 갖추고 있지 않고 모든 콜렉티브 이동(collective movement) 과 스로틀 이동(throttle movement)의 일치가 되어야 한다. 콜렉티브가 끌어올려졌을 때 스로틀은 증가해야 하고, 콜렉티브가 내려졌을 때 스로틀은 감소해야 한다.

  피스톤 헬리콥터에서 콜렉티브 피치는 매니폴드 압력(manifold pressure)에 대해 1차 조종장치이고 스로틀은 rpm에 대해 1차 조종장치이다. 그러나 콜렉티브 피치 조종 또한 rpm에 영향을 주고, 스로틀 또한 매니폴드 압력에 영향을 준다. 따라서 각각의 기능은 2차 조종장치(secondary control)인 것으로 간주한다. 회전속도계(tachometer), 즉 회전수지 시계(rpm indicator)와 매니폴드 압력계(manifold pressure gauge) 모두는 적절한 사용을 결정하기 위해 분석되어야 한다.