요잉모멘트 (yawing moment)
쉽게 풀면
요잉모멘트는 비행기의 기수를 좌우로 돌리려는 회전력입니다. 러더를 움직이거나, 한쪽 엔진의 추력이 다른 쪽보다 강하거나, 옆바람을 맞아 옆으로 미끄러질 때 이런 모멘트가 생깁니다. 특히 쌍발기에서 한쪽 엔진이 고장 나면 반대쪽 엔진만 추력을 내면서 강한 요잉모멘트가 발생하는데, 이때 조종사는 러더를 이용해 이 모멘트를 상쇄시켜 방향을 유지해야 합니다.
왜 중요한가
러더 편향이나 좌우 엔진 추력 차이에 의해 발생하는 요잉모멘트는, 항공기의 방향 조종성과 비대칭 상황 대응 능력을 설계하는 데 핵심적으로 고려되는 공력 특성입니다. 프로펠러기에서는 엔진 회전 방향에 따라 프로펠러 후류가 동체와 수직꼬리날개에 비대칭으로 부딪히며 만드는 요잉모멘트가 있어, 이를 상쇄하기 위해 수직안정판을 살짝 옆으로 기울여 장착하는 설계가 흔합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
엔진 하나가 멈췄을 때 생기는 기수를 돌리려는 힘을 없애기 위해, 러더를 얼마나 움직여야 하는지를 실제 시험을 통해 측정했다는 내용입니다.
항공기 안정성 및 조종성 연구에서 방향축 운동을 설명하는 기본 개념으로 등장한다.
조금 더 깊게 보면
요잉모멘트는 롤링모멘트와 결합되어 나타나는 경우가 많아, 방향 조종만 독립적으로 분석하기보다 옆미끄러짐과 함께 발생하는 복합적 거동으로 이해해야 합니다. 쌍발기의 한 엔진이 정지했을 때 필요한 최소조종속도는 남은 엔진이 만드는 요잉모멘트를 러더만으로 상쇄할 수 있는 가장 낮은 속도로 정의되며, 이 속도 이하에서는 방향 유지가 불가능해집니다. 요잉모멘트계수는 옆미끄러짐각에 대한 기울기로 표현되어 방향안정성 지표와 직접 연결되며, 이 기울기의 부호가 양수여야 옆미끄러짐이 자연스럽게 줄어드는 안정한 항공기로 평가됩니다.
주의할 점
요잉모멘트는 러더뿐 아니라 에일러론 조작으로 인한 역요처럼 의도치 않게 발생할 수도 있으므로, 조종사는 롤 조종을 할 때도 요잉모멘트의 발생 가능성을 항상 염두에 두어야 합니다. 요잉모멘트는 러더 조작으로만 생기는 것이 아니라 에일러론 조작에 따른 역요, 프로펠러 후류의 비대칭 같은 여러 원인으로도 발생하므로 발생 원인을 구분해 이해해야 합니다.