자이로 계기의 원리와 종류

본 내용은 " 자이로 계기에 대하여 논하라 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.11.09

문서 내 토픽

• 1. 자이로 계기의 원리

  자이로스코프는 휠에 링이 겹쳐진 형태로, 회전자가 고속으로 회전할 때 독특한 특성을 가진다. 강직성(Rigidity)은 자유 자이로가 항공기의 위치나 자세에 관계없이 일정한 방향을 유지하는 성질이며, 무게, 각속도, 회전반경, 베어링 마찰에 의해 결정된다. 세차운동(Precession)은 회전하는 자이로의 축에 가해진 외부 힘이 그 축을 기울게 하지 않고 회전 방향으로 90도 더 지난 점에서 반응하는 현상이다.

• 2. 자세계(Attitude Indicator)

  항공기에서 가장 중요한 계기 중 하나로, 인공수평의라고도 불린다. 항공기 모형과 수평바를 통해 항공기의 자세를 표현하며, 계기 비행 시 피치와 롤 정보를 조종사에게 제공한다. 자이로의 강직성을 통해 실제 수평선을 나타내고, 하우징이 항공기의 자세와 함께 움직여 수평선에 대한 항공기의 자세를 표현할 수 있다. 진공구동식과 전기구동식으로 구분된다.

• 3. 방향지시계(Direction Indicator)

  정침의라고도 부르며, 자기 나침반의 파동으로 인한 오차를 보정하여 더욱 안정적인 비행방향지시를 제공한다. 자이로의 강직성을 이용하여 항공기와 계기케이스가 강직성을 유지하는 자이로 주위에서 자유롭게 움직이고, 회전자 짐벨과 기어로 맞물려진 수직 나침반 계기판이 움직인다. 자이로의 세차운동을 보정하기 위한 보정장치가 마련되어 있다.

• 4. 선회경사계와 경사선회계

  선회경사계는 항공기 선회 시 경사를 알려주는 계기로, 내부 자이로 회전자가 30도 위쪽으로 기울어져 장착되어 Yawing과 Rolling 운동을 감지한다. 경사선회계는 바늘과 볼로 이루어져 항공기의 요 축에 대한 운동을 지시하고 선회비율을 나타낸다. 항공기가 2분 동안 360도를 선회하는 표준선회에 맞도록 설계되어 있다.

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• 1. 자이로 계기의 원리

  자이로 계기는 항공기 계기 중 가장 중요한 기기 중 하나로, 회전하는 물체의 각운동량 보존 원리를 이용합니다. 고속으로 회전하는 로터가 외부 힘에 저항하는 성질인 자이로스코픽 효과를 활용하여 항공기의 자세와 방향을 정확하게 감지합니다. 이 원리는 물리학의 기본 법칙에 기반하고 있으며, 항공기 조종사가 악천후나 저시정 상황에서도 안전하게 비행할 수 있도록 해줍니다. 자이로 계기의 정확성과 신뢰성은 현대 항공 안전의 핵심 요소이며, 지속적인 기술 발전으로 더욱 정밀해지고 있습니다.

• 2. 자세계(Attitude Indicator)

  자세계는 항공기의 피치(pitch)와 롤(roll) 각도를 표시하는 필수 계기로, 조종사에게 항공기의 현재 자세를 직관적으로 제공합니다. 인공지평선 표시를 통해 항공기가 수평 상태인지, 상승 또는 하강 중인지, 그리고 어느 정도 기울어져 있는지를 한눈에 파악할 수 있습니다. 특히 악천후나 야간 비행 시 시각적 기준점이 없을 때 조종사의 공간 방향감각 착각을 방지하는 데 매우 효과적입니다. 자세계의 정확한 정보는 항공기 안전 운항의 기초가 되며, 모든 항공기에 필수적으로 장착되어야 하는 중요한 계기입니다.

• 3. 방향지시계(Direction Indicator)

  방향지시계는 항공기의 자침(heading)을 표시하는 계기로, 자기나침반의 단점을 보완하기 위해 자이로 원리를 활용합니다. 자기나침반은 항공기의 가속, 선회, 진동 등에 의해 오차가 발생하지만, 방향지시계는 이러한 영향을 최소화하면서도 정확한 방향 정보를 제공합니다. 조종사는 이 계기를 통해 설정된 항로를 유지하고 정확한 네비게이션을 수행할 수 있습니다. 다만 자이로 계기이므로 주기적인 자기나침반 보정이 필요하며, 이는 항공기 운항 절차의 중요한 부분입니다.

• 4. 선회경사계와 경사선회계

  선회경사계(Turn Coordinator)와 경사선회계(Turn and Slip Indicator)는 항공기의 선회 상태를 표시하는 계기들입니다. 선회경사계는 항공기의 회전 속도와 롤 각도를 동시에 표시하여 조종사가 표준 선회율을 유지하도록 도와줍니다. 경사선회계는 선회 중 항공기가 적절하게 뱅크되어 있는지를 확인하는 슬립 인디케이터를 포함합니다. 이 계기들은 악천후 비행이나 계기 비행 시 조종사가 정확한 선회를 수행하도록 지원하며, 항공기의 안정적인 비행 제어에 필수적입니다. 두 계기 모두 항공 안전에 중요한 역할을 하고 있습니다.