자가 제작 항공기

Homebuilt aircraft
1984년 영국에 지어진 루탄 롱에즈 주택

아마추어 제작 항공기 또는 키트 비행기라고도 하는 자가 제작 항공기는 전문 활동이 아닌 사람에 의해 제작된다.이러한 항공기는 "스크래치", 계획 또는 조립 [1][2]키트로 제작할 수 있다.

개요

미국, 브라질, 호주, 뉴질랜드 및 남아프리카공화국에서 자가 제작 항공기는 FAA 또는 이와 유사한 현지 규정에 따라 Experimental 면허를 받을 수 있다.몇 가지 제한이 있지만, 항공기 제작자는 [3]이윤이 아닌 자신의 교육과 레크리에이션을 위해 이 작업을 수행했을 것이다.미국에서는 1차 건설사가 해당 [4][5]기체에 대한 수리공 자격증을 신청할 수도 있다.수리공의 인증서를 통해 보유자는 대부분의 유지보수, 수리 및 검사를 직접 [1][2]수행하고 승인할 수 있습니다.

알베르토 산토스-두몽은 1910년 6월판 Popular [6]Mechanics에 그의 드로잉 드로잉을 발표하면서 무료 건축 계획을 제공한 최초의 인물이었다.완성된 기체가 아닌 계획으로 판매된 최초의 항공기는 1920년대 [7]후반의 베이비 에이스였다.

캐나다 최초의 자가 제작 항공기인 Stitts SA-3A Playboy CF-RAD는 1955년에 캐나다 항공 우주 박물관에서 처음 비행했습니다.

자가 제작 항공기는 1924년 오하이오 데이튼에서 열린 내셔널 에어 레이스의 시작과 함께 미국에서 인기를 얻었다.이러한 레이스는 150파운드(68kg)의 유용한 하중을 가진 항공기와 80입방인치 이하의 엔진을 필요로 했으며, 클래스 제한의 결과로 대부분 아마추어 제작이 되었다.찰스 린드버그의 대서양 횡단 비행이 있은 지 몇 년이 지난 1929년에서 1933년 사이에 관심의 정점을 찍었다.이 기간 동안 많은 항공기 설계자, 건설자 및 조종사들은 독학으로 교육받았고 높은 사고율은 아마추어 건축물에 대한 대중의 비난과 증가하는 규제를 가져왔다.설계, 엔지니어링, 응력 분석, 항공기 품질 하드웨어 사용 및 항공기 테스트에 대한 연방 표준은 경주 같은 일부 전문 분야를 제외하고 아마추어 건축을 중단시켰다.1946년 굿이어는 200입방인치 이하의 엔진으로 움직이는 항공기를 위한 클래스를 포함하여 내셔널 에어 레이스를 재개했다.미젯 레이서 클래스는 미국에서 전국적으로 확산되었고 이것은 아마추어 제작 항공기의 레크리에이션 사용을 허용하기 위한 허용 기준을 요구하게 되었다.1950년대 중반 미국과 캐나다 모두 아마추어 제작 항공기를 다시 한번 특정 표준과 [2]제한에 따라 허용했다.

자가 제작 항공기는 일반적으로 1인승에서 4인승 스포츠 플레인으로 간단한 제작 방법을 사용한다.천으로 덮인 나무나 금속 프레임, 합판이 항공기 구조물에 흔히 사용되지만, 섬유 유리 및 기타 복합 재료와 완전한 알루미늄 시공 기술이 점점 더 많이 사용되고 있으며, 이 기술은 제1차 세계대전 말기에 Hugo Junkers에 의해 처음 개척되었습니다.엔진은 대부분 인증된 항공기(Lycoming, Continental, Rotax, Jabiru 등)에 사용되는 엔진과 동일하거나 유사합니다.폭스바겐의 공랭식 플랫-4, 스바루 기반의 수냉식 엔진, 마츠다 방켈, 쉐보레 콜베어 6기통 엔진이 가장 일반적이며, 일부 가정에서는 개조된 자동차 엔진을 사용합니다.자동차 엔진의 사용은 비용 절감에 도움이 되지만, 많은 건설사들은 더 나은 성능과 신뢰성을 가진 전용 항공기 엔진을 선호한다.사용된 다른 엔진으로는 전기톱과 오토바이 [1][2]엔진이 있다.

비용과 소송의 조합은, 특히 1980년대 중반에는, 일반 항공 제조사들이 새로운 디자인을 도입하는 것을 막았고, 결과적으로 공장에서 만든 항공기를 5대 1로 앞지르게 되었다.

역사

아마추어 제작 항공기의 역사는 항공기의 시초로 거슬러 올라갈 수 있다.비록 라이트 형제, 클레멘트 에이더와 그 후계자들이 상업적 목적을 염두에 뒀다고 해도,[citation needed] 최초의 항공기는 비행을 목표로 하는 열정적인 애호가들에 의해 만들어졌다.

초년

항공은 제1차 세계대전을 수반하는 산업화와 함께 도약했다. 전후에는 제조사들은 새로운 시장을 개척할 필요가 있었고 관광을 위해 설계된 모델을 도입했다.하지만, 이 기계들은 매우 부유한 사람들만이 살 수 있는 가격이었다.

1920년대 이후에 설계되고 등록된 많은 미국 항공기는 당시 CAA에 의해 "실험적"으로 간주되었으며, 이는 현대의 주택 건설업자들이 특수 내공성 인증서를 발급받는 것과 동일한 등록이었다.이들 중 다수는 프로토타입이었지만, 1923년 베르나르 피에텐폴의 첫 번째 디자인과 같은 디자인은 최초의 자가 제작 항공기 중 일부였다.1928년 앙리 미그네는 그의 에어캠퍼에 대한 피에텐폴과 마찬가지로 HM-8 푸뒤시엘에 대한 계획을 발표했다.피에텐폴은 나중에 공장을 건설했고 1933년에 부분적으로 제작된 항공기 [2]키트를 만들고 판매하기 시작했다.

1936년 프랑스에서 아마추어 항공 애호가들의 협회가 결성되었다.많은 종류의 아마추어 항공기가 등장하기 시작했고 1938년 법률이 개정되어 Certifat de Navigabilité restreint d'éronef (CNRA, "항공기에 대한 제한적 운영 증명서")를 마련하였다. 1946년 영국에서 초경량 항공기 협회가 탄생하여 1952년 영국에서 대중 비행 협회가 되었다.1953년에는 미국의 실험 항공기 협회(EAA)와 호주의 스포츠 항공기 협회(Sport Aircraft Association)가 그 뒤를 이었다.

"주택 건축"이라는 용어는 EAA의 설립자 Paul Poberezny가 1950년대 중반 Mechanix Illustrated 잡지에 어떻게 사람이 집에서 일련의 계획을 구입하고 자신만의 항공기를 만들 수 있는지를 설명하면서 인기를 끌었다.1955년, 포베레즈니는 로버트 D와 함께 공동 설립했습니다.EAA의 첫 번째 청소년 봉사 프로그램인 Project Schoolflight는 미국 전역의 고등학교 산업 예술 수업에 "주택 건설"을 가져왔다.포베레즈니의 메카닉스 일러스트레이티드 기사는 세계적인 찬사를 받았고 항공기 홈빌딩의 개념이 시작되었다.[8][9][10]

테크놀로지와 혁신

Questair Venture는 키트 제작 항공기 설계에서 속도에 대한 새로운 표준을 수립했습니다.

1950년대 후반까지 건축업자들은 주로 목재와 천, 강철 튜브와 천 설계를 고수했다.생산 항공기 제조업체가 직면한 규제 제한 없이, 주택 건설업자들은 혁신적인 설계와 건설 기술을 도입했다.Burt Rutan은 카나드 디자인을 주택 건축계에 도입하고 복합 건축의 사용을 개척했습니다.Richard VanGrunsven은 RV 시리즈에서 키트플레인의 금속 구조를 새로운 수준으로 끌어올렸습니다.키트의 정교함이 향상됨에 따라 오토필롯과 더 진보된 내비게이션 기구와 같은 부품들이 [1][2]보편화 되었다.

1970년대와 1980년대 소송은 소형 항공기 시장의 침체를 야기했고, 살아남은 회사들은 오래되고 입증된 설계를 유지할 수 밖에 없었다.최근 몇 년 동안, 주택 구입에 대한 규제가 완화되면서 많은 제조사들이 새롭고 혁신적인 디자인을 개발할 수 있게 되었습니다. 많은 제조사들이 동급의 인증된 생산 항공기를 능가할 수 있습니다.

하이엔드 홈빌트 설계의 예로는 다수의 고성능 키트를 개발한 Lancair가 있습니다.가장 강력한 것은 24,000피트(7,300m)와 370노트(425mph, 685km/h)의 속도로 항해하는 실내 압력과 터보프롭 엔진을 갖춘 4인승 키트인 랭케어 프로제트다.이와 같은 항공기는 법적 이유로 "자택 제작"으로 간주되지만, 일반적으로 구매자의 도움을 받아 공장에서 제작됩니다.따라서 키트를 판매하는 회사는 규정에 [citation needed]따라 자체 제작되기 때문에 길고 비싼 인증 과정을 피할 수 있습니다.이 개념에 적용되는 용어 중 하나는 일반적으로 "51% 규칙"이라고 불리며, 이는 아마추어 제작 [11]항공기로서의 내공성 증명서를 발급받기 위해 제조 및 조립의 대부분을 건설자가 수행해야 한다는 것을 요구한다.

욕설 SX-300

1970년대 이후 소형 베데 항공기 BD-5J를 [2]포함한 소수의 제트 키트플레인들이 제작되었다.

장래의 동향

Van's Aircraft and Aircraft Kit Industry Association(AKIA) 회장 Dick VanGrunsven은 2012년 12월 KitPlanes 매거진의 광범위한 인터뷰에서 키트 항공기 산업의 미래에 대해 질문을 받았습니다.

향후 5년 이내에 업계의 극적인 변화를 기대하지는 않습니다.10년, 누가 알겠어요? 연료 가격, FAA 정책 등에 너무 의존합니다.특히 AKIA가 성장해, AKIA의 프로페셔널성과 제품의 구축자/파일럿에 긍정적인 영향을 주고 있기 때문에, 우리 산업은 계속 성숙해 갈 것이라고 생각합니다.연료 가격에 대한 우려와 함께, 우리는 지난 30년 동안 일반적인 크로스컨트리 항공기로 향하는 추세보다는 순수한 스포츠 비행을 목적으로 하는 저출력 항공기로 향하는 추세를 볼 수 있을 것이다.배터리 기술이 크게 개선될 경우에만 전기 동력 항공기에 대한 설계 모험이 있을 것으로 예상합니다.우리는 높은 연료 가격과 새로운 전기 추진 기술 둘 다와 관련된 모터 글라이더형 주택 부츠를 더 많이 볼 수 있을 것이다.

밴에서 우리가 하는 일은 위의 생각 중 일부를 반영할 수 있다.불행하게도, 나는 1980년대와 1990년대에 있었던 성장 가능성을 보지 못한다.키트를 만들 사람들을 끌어모으기 위한 파일럿 기반이 축소되고 있는 것 같습니다.또한 인구통계학적 변화로 인해 취미로 항공기 제작에 대한 관심이나 능력이 저하될 수 있습니다.EAA와 AOPA 이니셔티브는 더 많은 사람들이 비행을 배우는 데 관심을 가질 수 있도록 우리 항공기의 더 큰 시장을 창출하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

중국이나 인도와 같은 신흥 시장도 우리 제품에 대한 수요를 증가시킬 수 있지만, 우리와 같은 작은 업체들이 [12]혜택을 받기 위해서는 전체 인프라가 형성되어야 합니다.

건축 자재

자가 제작 항공기는 비행하기에 충분히 가볍고 강한 재료로 제작될 수 있다.아래에는 몇 가지 일반적인 구성 방법이 자세히 나와 있습니다.

목재와 직물

전형적인 나무와 직물 건축 아마추어 건축, Bowers Fly Baby.
항공기 천으로 덮일 나무 프레임 구조를 보여주는 피에텐폴 에어캠퍼.

이것은 최초의 항공기에서 볼 수 있는 가장 오래된 구조물이며, 따라서 가장 잘 알려져 있다.이러한 이유로 아마추어 제작 항공기 협회에는 다른 [1][2]종류의 항공기보다 더 많은 전문가가 있을 것이다.

가장 많이 사용되는 목재는 시트카 가문비나무와 더글러스 전나무로 중량 대비 강도가 우수합니다.나무 구조 부재는 접착제(일반적으로 에폭시)로 접합됩니다.다른 용도에 사용되는 목재 구성 기법과 달리, 항공기의 거의 모든 나무 이음매는 합판 가셋이 있는 단순한 버트 이음매입니다.이음매는 부재보다 튼튼하도록 설계되어 있습니다.구조물이 완성되면 항공기는 항공기 섬유(일반적으로 항공기 등급 폴리에스테르)로 덮인다.이러한 유형의 건축에는 복잡한 공구와 장비가 필요하지 않고 톱, 대패, 줄, 사포, [1][2]클램프와 같은 일반적인 품목이 필요하다는 것이 장점입니다.

아마추어 제작 목재 및 패브릭 디자인의 예는 다음과 같습니다.

목재/복합 혼합물

최근의 경향은 목재 복합 항공기로 향하는 것이다.기본적인 하중 운반 재료는 여전히 나무이지만 발포재(예를 들어 하중 운반 합판 가죽의 좌굴 저항을 증가시키기 위해)와 유리 및 탄소 섬유와 같은 기타 합성 재료(스파 캡과 같은 하중 운반 구조물의 계수를 국소적으로 증가시키기 위해)와 결합됩니다.[1][2]

목재 복합 설계의 예는 다음과 같습니다.

  • 로저 준콰가 설계한 아이비스 실험용 항공기 프로젝트
  • Ken Rand가 디자인한 KR 시리즈 주택용 부츠
  • Kai Mellen 설계 PIK-26
IBIS RJ03은 아마추어 목조건축으로 일반적이지 않습니다.

메탈

이 RV-4와 같은 밴의 항공기는 가장 흔한 금속으로 만든 것이다.
제작 중인 Murphy Moose의 테일 콘 내부. 올메탈 세미 모노코크 디자인을 보여줍니다.

금속으로 만든 비행기는 기존의 공장에서 제작된 항공기와 비슷한 기술을 사용한다.설계도에 따라 조립하는 경우 금속 절단, 금속 성형 및 리벳 가공이 필요하기 때문에 조립하기가 더 어려울 수 있습니다."퀵 빌드" 키트는 주로 절단, 성형 및 구멍 뚫기를 수행하며 마감 및 조립만 하면 됩니다.이러한 키트는 다른 유형의 항공기 제작, 특히 [1][2]복합 항공기 제작에도 사용할 수 있다.

금속 구조에는 판상 알루미늄, 튜브 알루미늄 및 용접 강관의 세 가지 주요 유형이 있습니다.튜브 구조물은 목제 항공기처럼 항공기 천으로 덮여 있다.

금속 기반 아마추어 항공기의 예는 다음과 같다.

컴포지트

파이버 글라스/폼 Quickie Q2.
Cirrus VK-30 복합 건설, 당대 가장 큰 자가 제작 항공기 중 하나.
A mixed-construction Aero Dynamics Sparrow Hawk. Materials consist of carbon fiber and Kevlar.
에어로 다이내믹스 스패로우 호크 혼성형입니다.재료는 탄소 섬유와 케블라로 구성되어 있습니다.

복합 재료 구조는 인장 강도가 높은 천(일반적으로 유리 섬유 또는 탄소 섬유 또는 때로는 케블라)과 구조 플라스틱(일반적으로 에폭시, 일부 항공기에서는 비닐에스테르가 사용됨)을 조합하여 제작됩니다.원단은 구조용 플라스틱으로 액체 형태로 포화되어 있으며, 플라스틱이 경화 및 경화되면 [1][2]원단의 강도 특성을 유지하면서 부품이 모양을 유지합니다.

두 가지 주요 복합 평면 유형은 몰드 컴포지트입니다.여기서 날개 껍질과 동체 반쪽과 같은 주요 구조물을 몰드 형태로 준비 및 경화시키고, 몰드리스(moldless)는 폼으로 모양을 조각한 다음 섬유 유리 또는 탄소 [1][2]섬유로 덮습니다.

이러한 유형의 구조에는 매끄러운 표면(리벳의 항력 없음), 복합 곡선을 그릴 수 있는 기능, 섬유 유리 또는 탄소 섬유를 최적의 위치, 방향 및 양에 배치할 수 있는 기능 등이 있습니다.단점으로는 화학 제품을 취급해야 할 뿐만 아니라 섬유에 수직인 방향의 강도가 낮다는 것입니다.복합 재료는 무게에 탁월한 강도를 제공합니다.방향(금속과 같이 모든 방향이 동일하지 않음)에 따라 달라지는 재료 강성은 복합 [1][2]부품의 고급 "탄성 맞춤"을 가능하게 합니다.

복합 재료로 만들어진 아마추어 공예품의 예는 다음과 같습니다.

안전.

주택 구입자의 안전 기록은 공인된 일반 항공기에 비해 좋지 않다.2003년 미국에서 아마추어 제작 항공기는 10만 비행 시간당 21.6건의 사고를 경험했다. 그 해의 전체 항공 사고율은 10만 비행 [13]시간당 6.75였다.

미국에서 자가 제작 항공기의 사고율은 연방 항공국에 오랫동안 우려되어 왔다.선앤펀 2010에서 FAA 관리자인 랜디 바빗은 주택 구입이 "GA 비행대의 10%를 차지하지만 사고의 27%를 차지한다"고 말했다.건설업자(사고)가 아니라 두 번째 소유주입니다.더 나은 이행 [14]훈련이 필요합니다."미국에서는 기본 비행 훈련을 포함한 비행 지시는 그러한 [15]훈련을 제공하고자 하는 모든 강사로부터 소유자의 자가 제작 항공기에서 받을 수 있다.

미국 교통안전위원회가 2012년에 발표한 연구에 따르면 미국의 자가 제작 항공기의 사고율은 일반 항공기의 나머지보다 3~4배 높았다.자가 제작 사고의 거의 10%가 첫 비행에서 발생했고 판매된 항공기의 9%가 새 주인의 첫 비행에서 발생했습니다.또한 이 연구에서는 발전소 고장과 비행 중 제어력 상실이 인증된 [16][17]항공기의 동일한 비율보다 훨씬 더 높은 것으로 확인되었다.

대부분의 국가의 항공 규정에서는 아마추어 제작 항공기에 물리적으로 마크를 부착해야 하며(예: 영국의 경우 "Occupant Warning – This aircraft"는 아마추어 제작"을 표시해야[18] 하며, 일반적으로 (조종사가 아닌) 승객을 운송하기 전에 추가 비행 테스트가 필요하다.

문화

세계에서 가장 큰 에어쇼는 위스콘신주 오쉬코쉬에서 열리는 실험 항공기 협회의 연례 EAA 에어벤처 오쉬코쉬 에어쇼로, 7월 말과 8월 초에 열린다.다른 연례 행사로는 플로리다 레이크랜드의 초봄에 열리는 Sun N' Fun Fly-In과 워싱턴 알링턴의 Northwest EAA Fly-In이 있다.이 행사들은 많은 사람들이 홈부트와 다른 비행기들을 타고 종종 그곳에서 야영하기 때문에 플라이인이라고 불린다.두 행사 모두 일주일간 계속됩니다.이 비행기의 이착륙 횟수는 수천 [19]회에 이른다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i j k 암스트롱, 케네스:당신이 완성하고 비행할 수 있는 자가 제작 선택! 제2판, 39~52페이지버터필드 프레스, 1993. ISBN0-932579-26-4
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n Peter M Bowers: 가정집 안내서 - 제9판.TAB Books, Blue Ridge Summit PA, 1984.ISBN 0-8306-2364-7
  3. ^ "Experimental Category Operating Amateur-built, Kit-built, or Light-sport Aircraft". Archived from the original on 11 February 2012. Retrieved 19 March 2012.
  4. ^ "Repairman Certificate for Amateur-Built Aircraft". Federal Aviation Administration. 18 August 2020. Retrieved 12 September 2020.
  5. ^ "experimental aircraft builder – Eligibility, privileges and limitations". eCFR. 9 August 1979. Retrieved 12 September 2020.
  6. ^ 켄트주 미세가이드(2013년 3월).EAA 뉴스레터 "2015-07-25 웨이백 머신에 보관된 유럽 자가 제작 항공기 설계자"2015년 7월 24일 취득.
  7. ^ Clark, Anders(2014년 10월 5일)."웨이백 머신에 보관된 2015-02-07 실험 인증서 이력"비행의 제자.2015년 7월 24일 취득.
  8. ^ David Gustafson (2012). "How to Build an Airplane". Archived from the original on 18 March 2015. Retrieved 24 February 2015.
  9. ^ David Gustafson (2012). "Paul Poberezny's Three Great Accomplishments". Archived from the original on 21 August 2014. Retrieved 24 February 2015.
  10. ^ "51 Heroes of Aviation". Retrieved 23 February 2015.
  11. ^ "Amateur-Built Aircraft". Federal Aviation Administration. Archived from the original on 30 November 2010. Retrieved 21 November 2010.
  12. ^ 버나드, 메리, 수잔 B.Bopp: AKIA 사장 Dick VanGrunsven과의 Q&A, Kitplanes, Volume 29, No.12, 2012년 12월, 페이지 28-29.벨부아르 출판사ISSN 0891-1851
  13. ^ National Transportation Safety Board (2007). "U.S. General Aviation, Calendar Year 2003" (PDF). Annual Review of Aircraft Accident Data. Archived (PDF) from the original on 24 August 2007. Retrieved 1 June 2008.
  14. ^ Grady, Mary (April 2010). "FAA Administrator Babbitt Takes In Sun 'n Fun". Archived from the original on 11 June 2011. Retrieved 17 April 2010.
  15. ^ "Can I be instructed in my own aircraft for the Sport Pilot certificate if it is registered as an experimental homebuilt?". Experimental Aircraft Association. Archived from the original on 13 October 2011. Retrieved 13 February 2012.
  16. ^ Wanttaja, Ron: 아마추어 제작 항공기 안전성 연구, 키트플레인, 제29권, 12호, 2012년 12월, 페이지 36-41.벨부아르 출판사ISSN 0891-1851
  17. ^ Grady, Mary (22 May 2012). "NTSB Completes Homebuilt Safety Study". AVweb. Archived from the original on 26 May 2012. Retrieved 24 May 2012.
  18. ^ "CAP 659: Amateur Built Aircraft: A Guide to Approval, Construction, and Operation of Amateur Built Aircraft" (PDF). Civil Aviation Authority. November 2005. Archived from the original (PDF) on 16 May 2004.
  19. ^ "AirVenture 2019: Facts and Figures for a Record Year". EAAA. Retrieved 7 February 2021.

외부 링크