Vmca / Vmcg

[ Vmca ] 

Vmca ( MINIMUM CONTROL SPEED IN AIR ) 는 임계엔진이 부작동 할 때 조종이 가능한 ( 직진비행이 가능한 ) 최소 속도이다.

CRITICAL ENG FAIL 시 Vmca 아래로 속도가 떨어지게 되면 LOSS OF CONTROL에 빠지게 된다.

 

항공기 제작사에서 이 속도를 결정할 땐 다음과 같은 사항을 고려한다.

1) 5도 이내의 BANK

2) FULL RUDDER DEFLECTION

3) OPERATING ENG의 MAX POWER

4) CRITICAL ENG이 WIND MILLING 상태

5) TAKE-OFF POSITION의 FLAP 

6) LANDING GEAR RETRACTED

7) MOST UNFAVORABLE C.G. ( FULL AFT )

 

그럼 Vmc에 영향을 미칠만한 요소들엔 뭐가 있을까? ( WDCGC )

	변화	Vmca
WEIGHT	증가	감소
DENSITY ALTITUDE	증가	감소
CONFIGURATION	1) GEAR 내리면 2) FLAP 내리면 3) FEATHERED 되면	감소
GROUND EFFECT	들어가면	감소
C.G.	앞쪽이면	감소

 

최대한 간단하게 정리하면 이렇다.

이를 모두 외울려고 하면 헷갈리는 사람들을 위해 더 간단히 외우는 방법은 Vmca의 정의를 활용하여 이해하면 된다.

Vmca가 감소한다는 것은 임계엔진이 고장났을 때 더 낮은 속도에서도 직진비행을 유지할 수 있다는 것이다.

이말인 즉슨 CRITICAL ENGINE의 영향을 덜 받는 상태가 된다는 뜻이자 ZERO SIDE SLIP을 유지하기 더 쉬워진다는 뜻이된다.

 

밀도고도가 높아졌을때로 생각해보면 밀도가 낮을 경우 SLIP STREAM의 양이 감소하고 비대칭 추력의 양이 감소하여 ZERO SIDE SLIP을 유지하기 쉬워지겠지? 그럼 Vmca는 낮아진다라고 이해하면 조금 더 쉽다.

 

C.G. 가 FORWARD 일 경우에도 RUDDER까지의 ARM이 길어져 MOMENT가 증가하여 작은 양의 RUDDER INPUT으로도 ZERO SIDE SLIP을 유지하기 쉬워지겠지 ? 그럼 Vmca가 낮아진다.

 

하지만 무게에 관해선 의견이 분분하다. 

PHAK에서는 무게가 증가하면 Vmca는 감소한다고 하지만 조종사 표준교재는 무게가 증가하면 Vmca도 증가한다고 되어있다.

미국에선 무게가 증가하면 관성이 증가하고 OPERATING ENG 쪽에서 발생시키는 양력이 증가되어 HORIZONTAL COMPONENT OF LIFT 성분이 증가하기 때문에 ZERO SIDE SLIP 을 유지하기 쉬워져 Vmca가 감소한다고 하고,

표준교재는 무게가 증가하면 YAW를 발생시키는 DIRECTIONAL MOMENT의 ARM이 길어져 YAW MOMENT의 증가로 Vmca가 증가한다고 한다.... 솔직히 이해가 잘 안됨

 

각 Vmc factor에 대한 근거는 https://flighttrainingcenters.com/training-aids/multi-engine/factors-of-vmc/ 여기서 확인해 보면 이해가 쉬울 것이다. 

 

마지막으로 Vmca는 다음의 속도들에 의해 제한받는다.

1) Vmca ≤ 1.2 Vs

2) Vmca ≤ 1.13 Vs1g

3) 1.05 Vmca ≤ Vr

4) 1.05 Vmca ≤ V2 ( 보잉기준, 에어버스는 1.1 Vmca )

 

위 내용을 바탕으로 조금 더 심화해서 들어가보자.

V2는 1.05 Vmca에 의해 제한받는다.

따라서 Vmca가 높아지는 HIGH PRESSURE, LOW TEMPERATURE, HIGH FLAP SETTING 일 경우엔 Vmca에 의해 V2가 증가되어야 할수도 있는것.

 

 

[ Vmcg ]

Vmcg ( MINIMUM CONTROL SPEED ON GROUND ) 는 지상에서 임계엔진이 부작동 되었을 때 오로지 RUDDER만을 사용하여 ( 150 POUNDS 이내의 힘으로 ) WING LEVEL을 유지한 채 안전하게 이륙을 지속할 수 있고 CENTERLINE으로 부터 좌우 30FT 이내의 방향을 유지할 수 있는 최소 속도이다.

 

이 속도도 마찬가지로 AERODYNAMIC FACTOR 적인 측면만 고려해야 한다. RUDDER만을 사용한 속도이기 때문.

즉, DIFFERENTIAL BRAKING이나 TILLER를 이용한 NOSE WHEEL STEERING 또한 제한된다.

그럼 Vmca와 마찬가지로 RUDDER에 가해지는 AIR-FLOW에 의해 이 속도가 변하게 될 것이라는 점을 알 수 있다.

 

Vmcg를 정할때 고려하는 점은 다음과 같다.

1) MOST CRITICAL TAKEOFF CONFIGURATION

2) MAX AVAILABLE TAKEOFF THRUST

3) MOST UNFAVORABLE C.G.

4) MOST UNFABORABLE WEIGHT

5) TRIMMED FOR TAKEOFF