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기술정보 항공기 압력 고도(Pressure Altitude)와 대기속도(Airspeed) (2회)

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 144회 작성일 24-05-14 17:38

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2. 대기속도(Airspeed)
 항공기의 속도를 측정하는 항공 장비는 Airspeed Indicator이다. Airspeed Indicator의 성능을 시험하기 위해서 Air Data Test System을 사용한다. ADTS의 Airspeed Indicator 교정 작업 시 보정속도(Calibrated Airspeed)는 속도의 표준값으로 적용되므로 보정속도 값에 대한 산출 근거 자료를 확보해야 한다. 또한 대기속도를 계산하기 위해 보정속도(Calibrated air speed), 진대기속도(True airspeed) 및 마하수(Mach number)를 결정해야 한다.

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1) 보정속도(Calibrated Airspeed)
‘보정속도(Calibrated Airspeed)’는 해수면 대기 조건에서의 속도이며, 두 가지 경우가 있다.
첫 번째, 보정속도가 해수면에서 음속 이하인 경우와 두 번째, 보정속도가 해수면에서 음속 이상인 경우이다. 두 번째 경우에 있어서 마하수는 대기의 정압(Static pressure)을 결정한다. 마하수와 음속을 곱하면 최종 결과 대기속도(Airspeed)이며, 최종 결과 대기속도 값은 m/s의 단위로 나타낸다.

2) 진대기속도(True Airspeed)
진대기속도는 현재의 고도와 특정 온도에 대하여 조절된 대기속도이다. 측정한 정압과 입력 온도는 마지막 대기속도 값에 영향을 준다. 기본 방정식과 절차는 보정속도의 경우와 동일하지만, 정압(P)과 온도(T)의 값은 해수면에서의 표준압력(101 325 Pa)과 온도(15 ℃) 대신에 현재의 정압과 온도를 적용하여 실질적으로 항공기가 비행하고 있는 속도이며, 진대기속도는 항공기의 정확한 운항을 위한 중요한 정보이다.

3) 마하수(Mach number)
마하수는 속도와 음속의 비율로 정의하며, 마하수의 산출 공식은 다음과 같다.

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마하수는 국제표준 ISO 1151-5에 근거하여 환산한다. 마하수의 환산은 두 개의 입력 압력값이 요구된다. 즉, 차압과 정압이다. 마하수를 결정하기 위한 공식은 아래의 4) 공식 가항 ① 및 나항 ①과 같으며, 마하수가 1보다 작은 경우와 마하수가 1과 같거나 클 때의 두 가지 경우가 있다. 두 번째 경우에 마하수 값을 구하기 위해 컴퓨터로 반복 계산(이하 Iteration으로 함)하며, 마하수가 아음속(Subsonic)의 경우 마하수 M 값을 계산한 후 그  M 값을 M ≥ 1일 때의 마하수식 우변의 M에 대입하여 좌변의 M 값을 구하며, Iteration 사이클 간의 산출된 마하수가 0.01 ppm 이하로 전환될 때까지 Iteration을 10회 반복하여 M 값을 구한다.

4) 공 식
가. Mach number ‹ 1의 경우
① Mach number equation

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② Airspeed equation

Subsonic speeds(V < at)

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③ Differential pressure equation

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나. Mach number ≥ 1의 경우
① Mach number equation
Start with  for the case in which M<1

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② Airspeed equation
Supersonic speeds(V ≥ at)
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③ Differential pressure equation

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  ※ RVSM(Reduced Vertical Separation Minimums)
고도 (29 000 ~ 41 000) ft 사이에 항공기 간의 운항 수직 분리 거리 기준을 미연방 항공국(FAA)의 규정에 의해 2 000 ft(610 m)에서 1 000 ft(305 m) 축소한 규정이다. 항공기의 증가 및 운항 횟수의 증가로 항공기의 공역이 좁아짐에 따라 더 많은 공역을 넓히기 위해 본 규정이 제정되었고, 항공기에 장착된 고도계 및 속도계가 보다 더 높은 정밀도를 요구하게 되었다. 따라서, 고도계 및 속도계의 성능을 시험하는 Air Data Test System과 교정용 표준 장비는 FAA에서 요구하는 정밀도를 만족해야 한다.

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<참고문헌>

 1. Aircraft’s Altitude Measurement Using Pressure Information : Barometric Altitude and Density Altitude. 

mkkimpre59@naver.com 

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