<font size="2">현대 항공기의 운항과 안전은 속도계 등 많은 기계적인 센서에 의존하고 있다. </font> <div><font size="2">항공사고 분석 다큐 등을 보면 그 중에서도 항공기의 속도를 재는 속도계와 받음각을 재는 AOA센서의</font></div> <div><font size="2">오동작은 많은 항공사고의 원인이 되고 있고 이 둘의 정확성과 신뢰성은 항공기 안전에 절대적 전제조건이다.</font></div> <div><font size="2">속도계는 비행속도를 측정하고 받음각 각도기는 비행기가 앞뒤로 기울어진 정도 (pitch) 를 측정하는 센서인데 </font></div> <div><font size="2">둘다 항공기 외부에 달린 기계적 센서 이기 때문에 빙결 등 기상 상황이나 기계적 문제를 일으키기 쉽다.</font></div> <div><font size="2">작년 인도네시아 라이온 에어 항공기 사고도 받음각 센서의 오동작 문제라고 한다.</font></div> <div><font size="2">또 2009년 에어 프랑스 에어버스 330</font><span style="font-size:small;"> 대서양 추락사고등  피토관이 얼어서 일어난 사고를 많이 봐왔을 거다.</span></div> <div><font size="2">상대적으로 좌우 기울기 (roll)를 감지하는 센서나 비행 방향을 감지하는 센서는 사고원인이 되는 경우는 드물다.</font></div> <div><font size="2"><br></font></div> <div><font size="2">비행기 속도계는 피토관이라고 불리는 구멍이 뚤린 기역자 파이프 인데 관의 내외부의 기압차로 속도를 측정한다.</font></div> <div><font size="2">외부에 튀어나와 바람을 받아들여 속도를 측정하니 폭풍우나 추운 고공에서 얼어붙거나 막히거나 하는 경우가 적지않다. </font></div> <div><font size="2">그래서 비행기에는 3-4 개를 달아서 그중 한 두 개가 막혀도 지장이 없게 하고 있지만 </font></div> <div><font size="2">부착위치만 다를 뿐 같은 구조 같은 원리로 동작하니 전부 다 막히는 경우도 적지않다.</font></div> <div><font size="2">또 받음각 센서도 비행기 측면에 튀어나온 작은 날개 모양의 움직이는 풍향계 같은 바람 각도 측정기인데 </font></div> <div><font size="2">이것도 얼어붙거나 해서 움직이지 않게 되는 경우가 잦아서 좌우에 따로 달지만 역시 둘 다 고장나는 경우가 많다.</font></div> <div><font size="2">그래서 이 속도계와 받음각 각도기가 종종 항공사고의 직간접적 원인이 되고 있는 경우가 많다.</font></div> <div><font size="2"><br></font></div> <div><font size="2">두 센서 다 결국은 바깥 공기에 항상 노출되어 있기 때문에 이런 고장이 잦은 데 </font></div> <div><font size="2">그래서 이런 막힘이나 기계적 고장을 개선하는 방법을 제안하고자 한다.</font></div> <div><font size="2">즉 바람의 속도와 각도 측정을 외기에 노출되지 않고 할 수는 없을까 하는 거다.</font></div> <div><font size="2"><br></font></div> <div><font size="2">속도계를 둥근 막대기 같은 형태로 하고 바람에 대해 그 막대의 변형을 측정하는 걸로 속도를 측정하면 어떨까?</font></div> <div><font size="2">그러니까 고무나 플라스틱같은 탄력성 있는 재료로 마치 뿔이나 무전기 안테나처럼 막대기가 </font></div> <div><font size="2">기체 표면에  수직으로 튀어나와 있고  그 뿔이 바람을 맞아서 휘어지는 정도를 </font></div> <div><font size="2">막대 내부에 설치한 스트레인 게이지 등으로 휘어지는 힘을 측정해서 바람의 세기를 계산해 내는 거다.</font></div> <div><font size="2">이건 막힐 구멍 같은게 없고 눈비에 맞거나 얼어도 전혀 측정에 지장이 없다.</font></div> <div><font size="2">물론 이런 속도측정 뿔은 아무래도 오래동안 사용해온 피토관에 비해서는 </font></div> <div><font size="2">측정의 세밀한 정밀도는 떨어지므로 백업용으로 사용하는 것이다. </font></div> <div><font size="2">그래도 항공기의 안전에 지장이 있을 정도는 아닐 것이다.</font></div> <div><font size="2"><br></font></div> <div><font size="2">또 받음각 각도기도 비슷한 형태인데 이건 둥근 막대기 형태가 아니라 </font></div> <div><font size="2">마치 개나 토끼의 귀 또는 배의 방향타 처럼 납작한 판자형 막대가 2개가 튀어 나와 있는 것이다.</font></div> <div><font size="2">이 판자는 수평방향으로 튀어나오게 하고 아래위에 나란히 2개를 설치한다.</font></div> <div><font size="2">그리고 판자의 기울기를 위쪽은 45도 기울이고 아래쪽은 -45도로 반대로 기울인다.</font></div> <div><font size="2">즉 두 판자의 면의 각도는 90도 직각을 이룬다. 각이 만나는 쪽을 앞쪽으로 향한다. </font></div> <div><font size="2">그러면 기체의 피치가 바람 방향에 대해</font><span style="font-size:small;"> 기수가 위쪽으로 향하고 있다면 (노즈 업) </span></div> <div><span style="font-size:small;">아래 쪽 판자에는 가해지는 바람의 압력이 더 강해질 것이고 위</span><span style="font-size:small;">쪽은 약해질 것이다.  </span></div> <div><font size="2">반대로 기수가 아래쪽을 향한다면 (노즈 다운) 위 쪽 판자에 가해지는 압력이 더 강해지고 </font></div> <div><font size="2">아래쪽은 약해질 것이다.</font><font size="2"> 만약 바람의 방향에 수평을 유지하고 있다면 두 판자에 가해지는</font><span style="font-size:small;"> </span></div> <div><span style="font-size:small;">바람의 압력이 거의 비슷할 것이다. </span><span style="font-size:small;"> 그래서 두 판자가 바람을 맞아 휘어지는 변형을 </span></div> <div><span style="font-size:small;">스트레인 게이지로 측정해서</span><span style="font-size:small;"> 그 차이로 기울기를 측정하는 것이다. </span></div> <div><br></div> <div><font size="2">다만 받음각 각도기 처럼 바로 비례하는 값이 나오는 건 아니고 같은 받음각 기울기 라도 </font></div> <div><font size="2">비행기의 속도가 빨라지면 각 센서의 속도 측정치의 절대값이 커지므로 비율로 계산해야 할 것이다.</font></div> <div><font size="2">이런 받음각 센서는 위에서 설명한 속도 측정기의 역할 도 겸할 수 있다.</font></div> <div><font size="2">즉 두 판자의 바람의 속도의 평균이 바로 비행기의 속도가 되고 </font></div> <div><font size="2">그 두 판자에 가해지는 힘의 차이의 비율이 바로 받음각이 된다.</font></div> <div><font size="2">이건 충분히 컴퓨터로 쉽게 계산할 수 있기 때문에 두 판자에 가해지는 압력을 </font></div> <div><font size="2">측정하면 비행기의 속도와 받음각 각도를 한번에 간단히 측정해 낼 수 있다.</font></div> <div><font size="2"><br></font></div> <div><font size="2">또 이 토끼 귀 형태를 수직으로 비행기의 상하면에 설치하면 </font></div> <div><font size="2">수평방향의 바람에 대한 기체의 방향 (yaw) 받음각도</font><span style="font-size:small;"> 쉽게 측정할 수 있다.</span></div> <div><font size="2">보통 측풍은 이착륙시에 매우 위험한 요소인데 쉽게 측정할 수 있다.</font></div> <div><font size="2">또 비행기가 비스듬히 roll을 하고 있어도 컴퓨터로 정확하게 </font></div> <div><font size="2">받음각의 중력방향/수평선 에 대한 수평/수직 성분을 계산할 수 있다.</font></div> <div><font size="2">또는 수직 수평으로 설치하는게 아니라 45도 대각선으로 네 귀퉁이에 </font></div> <div><font size="2">설치하더라도 총 8개 4쌍의 귀에 가해지는 압력을 컴퓨터로 계산하면 </font></div> <div><font size="2">기체의 받음각의 수직/수평 성분을 추출해 낼 수 있다.</font></div> <div><font size="2">이 8개 중에 한 두 개가 고장나더라도 나머지 값으로 보정하기도 쉽다.</font></div> <div><font size="2"><br></font></div> <div><font size="2">구조적으로 매우 간단하고 스트레인게이지는 전자 저울에도 쓰이는 기술이므로 </font></div> <div><font size="2">쉽게 정밀하게 교정할 수도 있고  기술적인 문제없이</font><span style="font-size:small;"> 구조적으로는 전혀 날씨나 </span></div> <div><span style="font-size:small;">결빙조건에 영향 받지 않는</span><span style="font-size:small;"> 매우 신뢰도가 높은  속도계와 받음각 각도기가 될 수 있을 것이다. </span></div> <div><font size="2">최소한 백업용으로 쓰기에는 최적의 방식이 아닐까 한다.</font></div> <div><br></div>