통합 점검 장비 기반 웹 소프트웨어를 이용한
FBW 항공기 조종면 리깅

조종면 리깅은 조종면이 중립을 기준으로 규정된 변위 범위 내에서 조종 입력과 동기화되어 움직이도록 조종계통을 조정하는 절차이다.

• FBW 항공기에는 조종석과 조종면 사이의 기계적 연결이 존재하지 않는다
• 따라서 리깅은 FCC가 출력하는 명령 신호와 구동기를 통해 구현되는 실제 변위 사이의 관계를 수립하고, 이를 명령·피드백 변환 계수로 FCC에 적재하는 절차로 대체된다
• 변환 계수가 조종면 위치 정확도를 직접 결정하므로 비행 안전과 직결된다

상용(COTS) 구동기를 적용하면 감속기를 신규 개발할 수 없어 최적 감속비를 선택할 수 없다.

• 구동기 자체의 출력 토크만으로는 조종면 힌지모멘트 요구도를 충족시키기 어렵다
• 감속비가 고정된 상태에서 남는 설계 자유도는 링키지 비율뿐이다
• 따라서 4절 링크의 입력 링크와 출력 링크 비율로 최대 토크를 최적화해야 한다

힌지모멘트 요구도는 양보할 수 없는 제약이다. 링키지 비율은 그 요구도를 만족시키려고 정해지고, 비선형성은 그 대가로 따라온다.

• 최대 토크를 높이려면 입력 링크 대비 출력 링크를 늘려야 하므로, 요구도를 만족하는 최소 링키지 비율이 먼저 정해진다
• 그 비율에서 구동기 변위와 조종면 각도의 관계는 이미 비선형하다
• 비선형성을 줄이는 것은 목적이 될 수 없다 — 줄이려면 토크를 포기해야 하기 때문이다
• 남는 문제는 비선형성을 없애는 것이 아니라 이미 있는 비선형성을 얼마나 정확히 보정하느냐이며, 그것이 리깅이다

• 같은 각도를 내기 위한 구동기의 움직임이 구간에 따라 달라지고, 선형 관계를 가정하면 구간별 오차가 커진다
• 링키지 비율에 따른 비선형성은 중립을 기준으로 대칭성을 보인다
• 변곡점을 포함해 근사할 수 있는 3차 다항식을 리깅 관계식으로 채택

리깅은 절차의 복잡성을 줄이기 위해 중립에서 링키지 길이를 맞추는 방식으로 수행되는 경우가 많다.

• 중립 한 점만 일치시키면 나머지 구간의 비선형 오차는 그대로 남는다
• 남은 오차는 이후 명령에 그대로 영향을 미친다
• 다른 각도에서 얼마나 정확한가에 대한 영향성 평가는 별개의 문제로 남는다

• 상용 구동기는 작동기별 전용 점검보드를 통해서만 점검 인터페이스에 접근할 수 있다
• 조종면마다 점검창 개방 → 전용 점검보드 연결 → 변위 측정·계산 → FCC 수기 입력 → 점검보드 분리 → 점검창 폐쇄가 반복된다
• 작업성이 좋지 않으면 구동기를 탈착해야 하고, 재장착 시 위치가 달라져 리깅을 다시 수행해야 한다
• 수작업 계산과 수기 입력은 인적 오류 위험을 동반한다

• FCA_RIG — 명령 각도와 실제 출력 각도의 관계를 기술하는 계수
• FCA_RIG_REVERS — 구동기 피드백 신호로부터 실제 출력 각도를 추정하는 계수
• 두 계수 모두 식 (1)의 형태로 범위별 산출되며, 계수 배열은 [a₃, a₂, a₁, a₀] 순서로 FCC에 전달된다
• 3차 다항식은 링크 기구의 기하학적 배치에 따른 변위 및 각도 비선형성을 변곡점을 포함하여 근사하기 위해 채택되었다

{
  "ELV_LI": {
    "FCA_RIG":        [ a₃, a₂, a₁, a₀ ],
    "FCA_RIG_REVERS": [ a₃, a₂, a₁, a₀ ]
  },
  "ELV_LO": { … },
  "RUD_L":  { … },
  // 8개 조종면 전체
}

산출된 계수는 FCC 적재 순서에 맞춘 JSON 파일로 자동 생성되고, 통합 점검 장비를 통해 FCC에 직접 업로드되어 종래의 수기 입력 과정을 완전히 대체한다.

• 8개 조종면 전체에서 R² ≥ 0.99의 회귀 정밀도를 얻었다
• FCC 업로드 후 명령 추종 오차는 ±1° 이내로 요구 사항을 충족하였다
• 3차 다항식이 링크 기구의 비선형 응답을 변곡점까지 포함해 충실히 근사함을 실기 데이터로 확인하였다

• 점검창을 일일이 열고 닫을 필요가 없다
• 전용 점검보드의 케이블 연결·분리가 필요 없다
• 링키지 하드웨어의 길이 조정이 필요 없다
• 작업성 미비로 인한 구동기 탈착과 리깅 반복이 필요 없다

• 작동기 기종별 전용 점검보드의 보유·관리 부담과 가용성 문제에 따른 작업 지연이 해소된다
• 회귀계수 수작업 계산과 FCC 수기 입력에서 발생할 수 있던 인적 오류 경로가 구조적으로 차단된다
• 웹 환경이므로 장소와 장비에 관계없이 동일한 절차로 리깅할 수 있다