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항공

9-1. TURBULENCE

by 항공꿀팁저장소장 2022. 6. 14.
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난기류
비행 중에는 때때로 난기류를 만납니다. 난기류란 짧은 거리에 걸쳐 기류가 빠르고 크게 변하는 것을 의미합니다. 이러한 흐름은 다소 약한 소용돌이에서 비교적 큰 강도의 흐름까지 다양합니다. 항공기가 이런 기류를 통과할 때는 부드러운 비행이 매우 힘듭니다. 난기류는 승무원과 승객들을 짜증이 나게 할 수 있는 작은 요동침부터 항공기의 구조를 훼손하거나 승객을 다치게 할 수 있는 심한 충격에 이르기까지 그 세기가 다양합니다. 난기류에 대한 항공기의 반응은 인접 기류의 풍속, 항공기 크기, 날개 하중, 대기 속도 및 항공기 자세의 차이에 따라 달라집니다. 항공기가 어떤 한 기류에서 다른 기류로 비행할 때 가속도의 변화를 겪게 됩니다. 즉 항공기가 더 천천히 움직인다면 가속도의 변화는 점진적일 것입니다. 난기류 비행의 첫 번째 규칙은 속도를 줄이는 것입니다. 항공기마다, 회사마다 난기류 통과할 때의 권장 속도가 있을 것입니다. 예상되는 난기류 위치를 파악해 놓는 것도 굉장히 도움이 됩니다. 조종사는 난기류를 피하거나 난기류로 인한 불편함을 최소화할 수 있습니다. 난기류의 주요 원인으로는 몇 가지가 있습니다.
(1) 대류 흐름
(2) 바람 방해물
(3) 윈드시어
난기류는 날개 뒤쪽에서 생기는 wake 난기류에 의해서도 발생합니다.
Convective Currents
대류 흐름은 특히 낮은 고도에서 난기류의 일반적인 원인입니다. 이러한 흐름은 국지적인 공기의 상승 및 하강, 즉 수직 공기의 이동입니다. 모든 상승 기류는 하강 기류를 상쇄합니다. 하강 기류는 상승 기류보다 더 넓은 영역에서 자주 발생하므로 상승 기류보다 수직 속도가 더 느립니다.
대류는 바람이 약한 따뜻한 여름 오후에 가장 활발합니다. 표면의 가열된 공기는 얕고 불안정한 층을 생성하고 따뜻한 공기는 위로 강제로 이동합니다. 대류는 표면 가열이 증가함에 따라 강도와 높이가 증가합니다. 모래나 바위가 많은 황무지와 불모지는 물이 있는 지역 또는 초목으로 뒤덮인 땅보다 더 뜨거워집니다. 따라서 지표면에 따라 공기는 균일하지 않게 가열됩니다. 균일하지 않은 가열로 인해 대류 흐름의 강도는 짧은 거리 내에서 크게 달라질 수 있습니다. 
찬 공기가 따뜻한 표면 위로 이동할 때 낮은 고도에서 불안정합니다. 대류 흐름은 지표면 위부터 수천 피트 상공으로 확장되어 차가운 공기에서 비행할 때 거친 난기류를 만듭니다. 난기류는 계절 상관없이 한랭 전선이 지나간 후에 종종 발생합니다. 착륙을 시도하는 항공기는 공항 활주로로 접근 시 난기류로 인한 급격한 속도 변화를 주의해야 합니다. 특히 착륙 과정은 낮은 고도이므로 실속 회복에 필요한 고도가 충분하지 않기에 더 그러합니다. 위험을 방지하기 위해 접근 속도를 정상 접근 속도보다 약간 더 높입니다. 이 절차는 난기류를 뚫고 비행하기 위해 속도를 줄이는 규칙과 어긋나는 것처럼 보이지만 항공기의 접근 속도는 난기류 비행하는 권장 속도보다 훨씬 낮다는 점을 기억하십시오,
공기가 위로 이동함에 따라 팽창에 의해 냉각됩니다. 대류 흐름은 온도가 주변 공기의 온도와 동일하게 냉각되는 수준에 도달할 때까지 위쪽으로 계속됩니다. 포화 상태로 냉각되면 구름이 형성됩니다. 일반적으로 화창한 오후에 볼 수 있는 맑은 날씨의 적운은 대류 난기류를 의미하는 푯말입니다. 구름 꼭대기는 일반적으로 대류 흐름의 대략적인 상한선을 의미합니다. 조종사는 구름 아래나 구름 속에서 난기류에 직면할 것으로 예상할 수 있지만 구름 위의 공기는 일반적으로 부드럽습니다. 적운 위에서 가장 편안한 비행을 할 수 있습니다.
대류가 더 높은 높이로 확장되면 모루처럼 생긴 꼭대기를 가진 Towering cumulus 구름이나 Cumulonimbus로 발달합니다. 이 두 가지 구름은 더 격렬한 대류 현상을 가지고 있으므로 매우 주의해야 합니다.
조종사는 공기가 너무 건조하여 적운이 형성되지 않더라도 대류가 여전히 활성화될 수 있음을 알아야 합니다. 난기류를 만나기 전까지 아무런 표시가 없기 때문에 알아차리기는 매우 어렵습니다.
바람의 흐름을 방해하는 요소
건물, 나무, 거친 지형은 부드러운 바람 흐름을 방해하고 거친 난류로 바꿉니다. 이런 난기류를 우리는 "기계적"이라 정의합니다. 
기계적 난류는 풍속과 장애물의 표면 거침 정도에 따라 다릅니다. 속도가 빠르고 표면이 거칠면 더 강한 정도의 난기류를 만납니다. 더 큰 난기류가 불면 안정적인 하향의 자그마한 난류 소용돌이가 생성됩니다. 그러나 불안정으로 인해 난류 소용돌이는 깨지게 되고 안정적인 상태는 빠르게 소멸합니다.
공항 지역은 특히 거센 표면 바람을 항상 일으키는 기계적 난류에 취약합니다. 항공기가 저고도 접근 또는 상승에 있을 때 돌풍에 따라 속도가 변하고 항공기가 실속 될 수 있습니다. 돌풍이 심한 상황에서는 속도의 변화를 고려하여 정상 접근 또는 상승 속도 이상의 여유 속도를 유지하는 게 좋습니다. 거센 측풍이 있는 상태에서 착륙할 때 역풍 방향의 공항 구조물로 인한 기계적 난기류 및 제어 문제를 조심해야 합니다. 지상 돌풍은 지상 이동 시에도 문제가 될 수 있습니다.
기계적 난기류는 거의 모든 곳에서 낮은 고도의 Cross-Country 비행에 영향을 줄 수 있습니다. 산은 산 자체보다 훨씬 높은 고도까지 난기류를 일으킬 수 있습니다.
고르지 않은 언덕 위를 비행할 때 기계적 난기류를 경험할 수 있습니다. 일반적으로 그런 난기류는 위험하지 않지만 성가시거나 불편할 수 있습니다. 더 높은 고도로 비행하는 것이 좋은 방법입니다.

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