A320 Flight Control Law 완전 정리 – NORMAL, ALTERNATE, DIRECT LAW 차이와 전환 조건
Airbus A320 계열 항공기는 플라이 바이 와이어(Fly-by-wire) 시스템을 채택하여, 조종사의 입력을 컴퓨터가 해석하고 각 제어면에 전달합니다. 이 과정에서 컴퓨터는 **비행 제어 법칙(Flight Control Laws)**이라는 규칙 세트를 적용하여 항공기의 반응 특성을 결정합니다.
A320에서는 크게 NORMAL LAW, ALTERNATE LAW, DIRECT LAW, 그리고 특정 지상 상황에서의 MECHANICAL BACKUP으로 구분되며, 이번 글에서는 조종사가 반드시 이해해야 할 각 LAW의 특징과 전환 조건을 상세히 정리합니다.
1️⃣ NORMAL LAW – 정규 비행 제어 상태
NORMAL LAW는 Airbus FBW 시스템의 기본 상태로, 항공기가 모든 센서와 컴퓨터 기능이 정상일 때 유지되는 제어 모드입니다.
이 상태에서는 컴퓨터가 조종사의 입력을 해석하여 안정성과 자동보호 기능을 제공합니다.
✅ 세부 기능
| Pitch Law | Load Factor Demand (G-command), 자동 pitch trim 포함 |
| Roll Law | 롤 Rate Demand, 자동 turn coordination 포함 |
| Yaw Damping | 자동 yaw damping, turn coordination |
| Flight Envelope Protection | |
| – Bank Angle 보호 | |
| – Pitch 보호 (nose-up/down 제한) | |
| – Overspeed / Stall 보호 | |
| – Alpha Protection (AOA 제한) | |
| – G-load 보호 |
📌 특징 요약
- 조종사가 stick-neutral 상태 유지 시 항공기는 자동 수평 유지
- Stall, Overspeed, Excess Pitch에 대해 컴퓨터가 제한 작동
- Autotrim 동작
✅ 조종사는 “비행 감각”이 아닌 “결과 중심 입력”을 주고, 시스템은 이상치 방지 자동 제어
2️⃣ ALTERNATE LAW – 제한적 자동보호 상태
ALTERNATE LAW는 특정 고장이나 일부 센서 데이터 손실 시 적용되는 비정상 제어 모드입니다.
일반적으로 NORMAL LAW의 기능 중 일부 상실, 특히 자동 보호 기능 일부가 제거됩니다.
✅ 전환 조건 예시
- ADIRU 고장 (IRS/ADR 손실)
- 2개 이상의 IR 또는 ADR 손실
- ELAC/SEC 고장
- Multiple hydraulic failure
- Electrical BUS failure 등
✅ 특징
| Pitch Law | G-command or pitch rate (각 상황에 따라 다름) |
| Roll Law | Roll rate demand (일부 자동 보호 상실) |
| Yaw Damping | 작동 유지 |
| Flight Envelope Protection | Stall/Alpha, Overspeed 보호 소실, Bank angle 보호 제한 |
| Trim | 자동 pitch trim 유지됨 (부분적) |
| High Speed / Stall | Caution tone만 제공, 물리적 제한 없음 |
✅ 전환 후 ECAM 메시지 “F/CTL ALTN LAW” 표시
✅ 조종사는 비행 성능 보호의 일부가 제거되었음을 명확히 인식해야 함
3️⃣ DIRECT LAW – 완전 수동 제어 상태
DIRECT LAW는 FBW 컴퓨터가 정상 작동하지 않거나 LANDING GEAR를 내리는 순간 ALTN에서 DIRECT로 자동 전환되는 상태입니다.
이 상태에서는 조종사의 입력이 컴퓨터 개입 없이 직접 제어면으로 전달됩니다.
✅ 전환 조건 예시
- ALTN LAW 상태에서 Landing Gear 하강
- ELAC/SEC 다중 고장
- Primary Flight Computer 완전 상실
- 조종면 동시 이중 고장
✅ 특징
| Pitch / Roll / Yaw | 조종사 입력이 비례적으로 직접 반영됨 |
| Autotrim | 없음 → 수동 pitch trim 필수 |
| Flight Protection | 전혀 없음 (Stall, Overspeed, G-limit 모두 직접 감당) |
| ECAM 표시 | “F/CTL DIRECT LAW” 및 “USE MAN PITCH TRIM” 경고 |
✅ 이 상태에서 착륙 시 AUTOLAND 불가, FLARE MODE 없음
✅ Flight control은 거의 B737과 유사한 수동 기계식 느낌으로 동작
4️⃣ MECHANICAL BACKUP – 지상 + 비행 중 극한 상황
기본 유압 + 전기 시스템까지 모두 상실된 극단적 상황에서, 일부 조종면은 기계적으로 작동할 수 있습니다.
- Pitch: THS (Trimmable Horizontal Stabilizer) – 기계식 wheel
- Yaw: Rudder via rudder pedals – mechanical linkage
✅ A320에서는 aileron, elevator는 FBW 기반 → 완전 상실
✅ RAT 또는 battery power를 통한 복구 시 DIRECT LAW 복귀 가능
5️⃣ 실무 요약 – 조종사가 기억해야 할 LAW 전환 구조
↓ (센서/컴퓨터/전원 일부 손실)
ALTERNATE LAW
↓ (Landing Gear down 시 자동 전환)
DIRECT LAW
↓ (전기/FBW 완전 손실)
MECHANICAL BACKUP (pitch + rudder only)
✈️ 결론
A320의 비행 제어 체계는 단순한 스틱 입력을 넘어서, 시스템이 어떻게 항공기를 해석하고 반응할지를 결정하는 법칙(Law) 개념을 기반으로 합니다.
조종사는 Normal 상태만이 “보호된 환경”임을 명확히 이해하고, Alternate 및 Direct Law로 전환되는 순간 보호 기능 상실, 조종 특성 변화, 자동 기능 제약을 고려하여 운항 전략을 조정해야 합니다.
이러한 법칙의 전환을 이해하는 것이야말로, Fly-by-Wire 기종의 본질을 꿰뚫는 첫걸음입니다.