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1. 개요
러더(rudder)라고 불리는 이것은 항공기, 선박에서 요우축을 전환할 수 있는 장치이다.선박의 경우 항공기와 구분하기 위해 보통 키라고 호칭한다. '방향타'라고 호칭해도 틀린 말은 아니지만 '키'라는 말에 생소한 일반인의 이해를 돕기 위해 사용하는 느낌이고 현장에선 거의 쓰이지 않는다.[1]
항공기의 경우 방향타로 호칭한다. 대부분의 비행기 뒤쪽에 수직꼬리날개가 있는 이유는 방향 유지와 전환을 위한 것이다. 정확하게는 이 꼬리날개에서 뒤쪽의 움직이는 부분이 방향타, 날개의 고정된 부분은 수직 안정판이라고 부른다.[2]
항공기의 기본 3축중 하나를 담당하는 중요한 장치임에도 어쩌면 가장 이질적인 부분이기도 한데, 피치와 롤과는 달리 조종간이 아니라 발 밑의 페달로 조종하는 경우가 대부분이고, 일반적으로 요잉은 롤과 피치를 조합하여 수행하기 때문이다. 애초에 관성 모멘텀이 가장 크게 걸리는 작업인지라 기체에 걸리는 부담도 크고, 심한 경우 그냥 러더 조작이 먹통이 되는 경우도 있다.
그럼에도 불구하고 기본 3축에 포함될 정도로 중요한 이유는 여러 가지가 있는데, 첫번째로는 사이드슬립이 있다. 항공기는 자동차처럼 고정된 표면에서 주행하지 않고 공기중에서 비행하기에 기수방향과 진행방향이 언제나 일치하지는 않으며, 자동차로 비유하자면 항상 바퀴가 헛돌면서 미끄러지는 상태로 움직인다. 이는 요우, 즉 좌우방향으로 움직일 때도 예외가 아닌데, 러더를 통해 이를 보상해주지 않으면 마치 드리프트를 하는 자동차처럼 회전방향 바깥으로 비행기가 밀려나게 되며, 이를 사이드슬립이라고 칭한다. 이는 두번째 문제인 요우-롤 커플링과 함께 큰 문제가 되는데, 비행기의 기동에서 요우, 즉 좌우방향으로 고개를 돌리는 동작과 롤, 즉 좌우로 뒤집는 동작은 동시에 발생하기 때문이다. 롤 조작을 할 생각이 없었더라도 요우 조작을 하면 비행기가 기울어지고, 반대로 요우 조작을 할 생각이 없었더라도 롤 조작을 하면 비행기가 옆으로 미끄러진다. 사이드슬립이 발생한다는 것은 조종사가 의도하지 않은 요우 조작이 발생한다는 뜻이고, 이는 조종사가 원하지 않은 롤 기동이 동시에 발생한다는 뜻이며, 롤 기동이 발생하면 피치 축이 틀어지기 때문에, 단순히 자동차가 드리프트를 할 때와는 달리 비행기의 진행방향이 총체적으로 틀어지게 된다. 따라서 비행기는 어떤 기동을 할 때도 기본 3축을 모두 동시에 조작하며 원하는 진행방향에서 벗어나지 않도록 조종하는데, 이를 3타 일치라고 하며 조종사 기초교육 중에서 가장 중요한 요소 중 하나이다.
한편, 착륙에도 러더의 역할은 매우 중요하다. 측풍이 부는 상황에서 비행기가 밀려나지 않기 위해서 트림으로 러더를 조작해 두면 비행기가 항로를 이탈하지 않고 일직선으로 날 수 있다. 이를 롤로 보상하려면 비행기가 수평(level)을 이루지 못하고 삐딱하게 날아야 하기에 많이 번거롭기도 하고 여객기의 경우 승객이 불안을 느끼거나 기내에 착석하지 않고 이동중인 승무원이 위험해질 수 있다. 추가로 착륙과정중 활주로와 정렬을 마친 상태에서도 바람의 방향과 정렬 상태에 따라 비행기를 좌우로 이동시킬 필요가 있는데, 이때도 롤과 피치로 수정하려면 기껏 수행한 정럴과 수평이 틀어지지만, 러더를 이용하면 항공기의 방향과 고도를 크게 바꾸지 않으면서 좌우 이동이 가능하다. 이를 조합한게 크랩 랜딩인데, 측풍이 심하게 부는 상황에서 비행기가 삐딱한 방향으로, 그러나 활주로와 일직석으로 들어와 착륙하는 모습이 게걸음을 닮아서 붙여진 이름이다.
전투기에서는 기총의 조준을 맞추기 위해서도 사용하는데, 헤드온시에 방향을 적기와 충돌할정도로 마주보는게 아니라 살짝 옆으로 진행하면서 러더로 기수방향을 돌려 진행방향을 착각하게 함과 동시에 기총의 조준을 맞추어 사격하는 전술을 사용하기도 했다.
이렇듯 항공기에서 중요한 장치이다 보니, 잘못 설계되었을때 대참사가 벌어진 대표적인 예시가 바로 DC-10의 처참한 사고들이다.
2. 관련 문서
3. 둘러보기 틀
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| 평면 형태 구분 | 평익 · 타원익 · 테이퍼익 · 전진익 · 후퇴익 · 델타익 · 원형익 | |
| 단면 형태 구분 | 날개골 | |
| 작동 방식 | 고정익 · 가변익(경사익) · 회전익(동축반전로터 · 탠덤로터 · 테일로터 · 틸트로터) · 오니솝터 | |
| 개수 구분 | 고정익 단엽익 · 복엽익 · 다엽익 | |
회전익 멀티콥터 · 쿼드콥터 | ||
| 기능 구분 | 주익 · 미익(회전익의 경우 테일로터) | |
주·미익 일체형 전익(동체익기 · 리프팅 바디) | ||
| 기타 | 러더 · 플랩 · 엘리베이터 · 윙렛 · 카나드 · 스피드 브레이크 | |
| ※참고: 날개 / 항공기 관련 정보 | ||