Compass System(나침반)

지구는 우주에서 회전하고 있는 거대한 자석으로서, 보이지 않는 자력선으로 구성된 자기장으로 둘러싸여 있습니다. 이 선들은 Magnetic North Pole(자기 북극) 표면에서 나와 Magnetic South Pole(자기 남극)으로 다시 들어갑니다. 자기력 흐름은 두 가지의 중요한 특성을 가집니다. 자유롭게 움직일 수 있는 모든 자석은 지자기(地磁氣)와 정렬이 되고, 이 자기력선에 직각인 도체에는 전기가 유도됩니다. 항공기에 장착된 대부분의 방향 지시계기는 이 두 특성 중 하나를 사용합니다.

 

나침반

가장 오래되고 간단한 방향 지시계기는 Magnetic Compass입니다. 또한 VFR이나 IFR 비행을 하는데 요구되는 계기입니다. 자석은 물질의 하나로 보통 철을 함유하고 있고, 자기력선을 당겨 잡고 있습니다. 모든 자석은 크기에 관계없이 두 개의 극을 가지고 있습니다(북극과 남극). 어떤 자석이 다른 자석의 영역에 놓여 있을 때, 다른 극은 서로 당기고 같은 극은 서로 밀칩니다.

그림과 같은 항공기 Magnetic Compass는 Kerosene(케로신)과 비슷한 깨끗한 Compass 용액이 들어 있는 밀봉된 용기 안에 두 개의 작은 자석이 금속 Float에 부착되어 있습니다. 카드(Card)라 불리는 눈금 표시는 Float 주변을 감싸고 있고, Lubber Line이 그려진 유리창을 통해 이 눈금을 볼 수 있습니다. 이 Card는 기본 방향을 나타내는 글자(North, East, South, West, 이 글자들 중간에 매 30도마다 있는 숫자)가 표시되어 있습니다. 마지막 자리 ‘0’은 생략되어 있습니다(예를 들어, 3=30도. 6=60도, 33=330도). Card에는 문자와 숫자 사이에 길고 짧은 눈금 표시가 있어, 긴 눈금은 10도를 나타내고 짧은 눈금은 5도를 나타냅니다. Float와 Card 부품은 중심에 강화된 축을 가지고 있어, 스프링이 장착된 특별한 강화유리 보석 컵에 올려져 있습니다.

 

Float의 부력은 축에 걸리는 대부분의 무게를 지탱하고, 액체는 Float와 카드(Card)의 진동을 완화합니다. 이러한 Jewel-and-pivot 형태의 장착은 Float가 자유로이 돌고, 대략 18도까지 Bank가 질 수 있도록 해 줍니다. 더 경사진 Bank 각에서 Compass 지시는 불규칙적이고 예측할 수 없게 됩니다. Compass 덮개는 Compass 액체로 가득 차 있습니다. 온도가 변하면서 액체의 팽창이나 수축으로 인한 손상이나 누출을 막기 위해 Compass Case 뒷면은 유연한 Diaphragm으로 밀봉되어 있거나, 어떤 Compass는 금속 Bellow로 밀봉되어 있습니다. 자석은 지구의 자기장에 정렬되어 있고, 조종사는 Lubber Line 반대 방향 눈금을 읽습니다.

 

그림에서 조종사는 Compass Card의 뒷 면을 봅니다. Compass에서 볼 수 있는 것처럼 북쪽으로 비행할 때 East는 오른쪽에 있지만, Magnetic Compass에서 330도를 나타내는 ‘33’과 North의 오른쪽에 있게 됩니다. 명백히 뒷면 눈금이 나오는 이유가 있습니다. Card는 가만히 있고 조종사와 Compass 틀이 Card 주변을 돌기 때문에, 항상 Card를 뒷면에서 보게 되는 것입니다. Compass의 윗면이나 바닥에 장착되어 있는 보상 장치는 항공 정비사가 Compass 틀 안에 자기장을 생성하여 국지 자기장의 영향을 없앨 수 있도록 해 줍니다. 이 장치는 자차(磁差, 항공기 내의 자기장이 지구의 자기장에 상호 작용을 하면서 발생하는 나침반의 오차)를 수정할 수 있도록 해 줍니다. 보상 장치는 Compass 전면에서 돌릴 수 있도록 해주는 Screwdriver 홈을 가진 두 개의 축을 가지고 있습니다. 각각의 축은 하나 또는 두 개의 작은 보상 자석을 돌리도록 해 줍니다. 한 축의 끝은 E-W로 표시되어 있고, 이 자석들은 항공기가 동이나 서를 가리킬 때 영향을 줍니다. 다른 축은 N-S로 표시되어 있고, 항공기가 남이나 북을 가리킬 때 영향을 줍니다.

 

출처: 조종사 표준교재(계기비행)-국토교통부