V1, Vr, V2 이륙 속도 정리

이륙에 매우 중요한 역할을 하는 세 가지 속도에 대해서 알아보겠습니다.
V1, Vr, V2입니다. 일반적으로 이륙 속도라 하며 다음과 같은 순서를 따릅니다.
이 속도 정의(Speed definition)는 쌍발 엔진 세스나던지, 대형 항공기던지 관계없이 적용됩니다.

V1-이륙 결심 속도 

조종사가 이륙 추력(Take-off thrust)을 적용했다고 생각해봅시다.

활주로를 가속하며 달리다 보면 V1에 도달(reach)합니다. 

V1은 이 속도를 넘어간 후로부터는 이륙이 중단되어서는 안 될 속도입니다.
"V1 : The speed beyond which the take-off should no longer be aborted" 
즉, V1 전에 비행기에 무슨 문제가 생길 시, 모든 방법을 동원하여 비행기를 정지시켜야 할 것입니다. 

가장 흔한 예를 들자면, 엔진이 정지되었을 시(Engine Failure), 당장 이륙을 취소하고(Aborted take-off) 모든 방법을 동원하여 비행기를 정지시켜야 할 것입니다. 

 

V1은 이륙 전마다 계산되어야 합니다. 

기체 무게(Aircraft weight), 활주로 길이(Runway length), Flap setting, 사용 엔진 추력(Engine thrust used),

활주로 상태(Runway surface contamination), 환경 요소(environmental factors),

항공기 브레이크(Aircraft brakes)등을 고려해야 합니다.
V1에 도달하기 전 무슨 문제가 생기더라도 완전히 정지하기까지 활주로가 충분히 남아있을 것입니다.
그래서 PF(Pilot Flying)가 PM(Pilot Monitoring)이 V1을 외치기 전까진 추력 레버(throttle)에 손을 올리고 있다가 그 이후에 손을 떼는 이유이기도 합니다.

V1 이후 문제가 생겨도 실수로 이륙을 중단하지 않기 위해서입니다.

따라서 만약 V1 이후에 심각한 문제가 생기더라도 이륙을 계속 진행해야 합니다.

그렇지 않으면 활주로를 벗어나게 되고(overrun) 기체를 심각하게 훼손할 수도 있습니다.

 

 

 

 

 

다음으로 call out 하는 속도는 Vr, "Rotate"라고 외치는 경우가 많습니다. 

책에 따르면 조종사가 조종 입력(control inputs)을 시작하는 시점으로, 기수(nose)를 위로 들어 지상을 떠나게 되는 속도라고 명시되어 있습니다.
"Vr : The speed at which the pilot begins to apply control inputs to cause the aircraft nose to pitch up, after which it will leave the ground."
Vr 또한 이륙 전에 계산되며 기체 무게와 환경 요소 등을 고려하여 계산됩니다. 

날개 위에 생성된 양력(generated lift)이 기체 무게(aircraft weight) 보다 높아지는 시점이기도 합니다. 
Vr은 기수 기어(nose wheel)가 지상을 떠나는 시점이며 비행기 뒤에서 회전하는 와류(wingtip vortics)가 날개 끝에서 생성됩니다. 

주 기어(main gear)가 지상을 떠나는 시점은 이륙 속도인 Vlof(Lift off speed)에 도달했을 때입니다.

 

다음 속도는 V2-이륙 안전 속도입니다.

V2는 이륙 안전 속도(Take-off safety speed)이며, 비행기의 한 엔진이 작동하지 않아도 안전하게 상승할 수 있는 속도입니다. 
V2 : Take-off safety speed. The speed at which the aircraft may safely climb with one engine inoperative.

 

모든 엔진이 작동하는 경우를 생각해 봅시다. 

모든 것이 정상이고, 이륙 후 활주로 끝(end of runway)에서 지상과의 거리(height above ground)를 잰다면 그 높이를 스크린 높이(Screen Height)라고 합니다. 
V2와 엔진 정지 상황(engine failure situation)을 생각해 봅시다.

엔진 하나가 정지 시 (One engine failure) V2 속도를 유지하여야 하는데, 그 활주로를 스크린 높이 35피트 이상으로 떠나고 V2의 상승률(climb rate)을 유지하여 출발 구역의 장애물을 피할 수 있기 때문입니다.

또한 이 속도와 상승률을 '엔진 1개 정지 시 가속 고도(One engine out acceleration altitude)'까지 유지해야 합니다.

왜냐하면 충분한 속도를 얻고 슬랫과 플랩을 올린 후 비상 절차(emergency procedure)를 따르기 위해서입니다. 
이러한 이유는 지역 기관이 장애물 회피 절차(obstacle avoidance procedure)를 포함하여 이륙 경로를 짤 때,

적어도 한 엔진으로 V2를 유지하고 기어를 넣은 상태(gear retracted) 일 것이라 가정하고 

장애물 충돌 방지(obstacle collision protection)를 보장(guarantee) 하기 때문입니다. 

감사합니다.