더치롤(Dutch roll)은 비행기의 가로방향 불안정이다.

더치롤은 가로 진동과 방향 진동이 결합된 것이다.

보통 동적으로 안정하지만 진동하는 성질이 문제가 되고, 승객이 매우 불편하게 느낀다.

 

비행기의 수직꼬리날개는 방향안정성을 위한 것이다. 쉽게 말하면 비행기의 머리(기수)가 맞바람(상대풍)과 일직선 상에 있을 때 안정하며, 이것에 가장 큰 영향을 주는 것이 수직꼬리날개다.

 

비행기가 좌우로 기울어졌을 때 다시 수평상태로 돌아오려는 성질이 가로안정성이다. 이것에 가장 큰 영향을 주는 것은 아래 그림과 같은 날개의 쳐든각(상반각, dihedral angle)이다.

 

방향안정성과 가로안정성이 적절한 조화를 이루어야 하는데, 가로안정성이 방향안정성보다 크면 비행기가 좌우로 왔다갔다하면서 비행한다. 이것을 더치롤이라고 한다. 스피드 스케이팅 선수가 앞으로 나아가기 위해 스케이트를 좌우로 지치는 모습을 생각하면 된다. 실제 더치롤 현상을 아래 영상에서 확인하자.

요 댐퍼(Yaw Damper)는 더치롤을 감소시킨다.

고속의 뒤젖힘 날개를 제외한 최신 항공기 대부분은 돌풍이나 난기류가 없는 한, 일반적으로 더치롤은 매우 짧은 주기 안에 자동으로 사라진다. 그러나 더치롤이 계속 나타나는 항공기는 요 댐퍼를 장착한다. 항공기 제작사는 중간 정도의 방향 안정성을 갖도록 만든다.

오토파일럿의 기능에 요 댐퍼가 포함된다.

자동조종장치(Auto Pilot)의 기능은 다음과 같다.

1. 안정화 기능
   • 마하 트림(Mach Trim) 보정: 고속 비행할 때 턱 언더(Tuck Under)을 방지. 보통 마하 0.8에서 작동
   • 요 댐퍼(Yaw Damper): 선회계의 자이로 신호를 받아 작동하며, 더치 롤(Dutch Roll)을 방지. 균형 선회를 도와주고 방향 안정성을 높임
2. 조종 기능: 경사각, 상승과 하강, 기수 방위를 제어
3. 유도 기능
   • VOR에 의한 유도: 항공기에 설정한 VOR 항로를 따라 비행
   • ILS에 의한 유도: 로컬라이저와 글라이드 슬로프의 신호를 받아 ILS 항로를 비행
   • 관성기준항법장치(IRS)에 의한 유도: 조종사가 미리 IRS에 입력한 항로를 따라 비행