Wake turbulence - 2 [Wake turbulence의 위험성]

 

그럼, 지금부터는 Wake turbulence 가 다른 항공기, 특히 소형 항공기에게 어떻게 영향을 줄 수 있는지에 대해 살펴보겠습니다.

 

 

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Wake turbulence, 그리고 Induced Roll

 

Wake turbulence 에 의한 가장 일반적인 위협은 바로 'Induced Roll' 을 야기하는 것입니다. 그것은 Wake turbulence가 회전하는 원통형 와류의 형태를 가지고 있기 때문입니다.

 

 

Induced roll (출처: FAA AC 90-23G)

 

위 그림과 같이 이 회전하는 원통형 와류에 항공기 Roll을 조종하는 Aileron 이 같이 같혀 버리면 Induced Roll 를 막는데 애로사항이 꽃피게 됩니다.

 

 

착륙접근 도중 뒤집혀 추락한 C-152, B-757의 wake turbulence에 인한 것으로 추정하고 있다 (출처: Los Angeles Times)

 

그리고 이러한 Induced Roll 를 막는데 실패하면 비행기가 뒤집어 질 수도 있습니다.

 

 

 

그래서 날개길이가 상대적으로 짧은 소형기가 이 Induced Roll 에 취약할 수 밖에 없습니다.

 

아무리 성능이 뛰어나도 말입니다.

 

 

이륙 도중 강한 롤(roll) 현상을 막지못해 추락한 스포츠 제트기, wake turbulence에 인한 것으로 추정된다 (출처: Airport Journals)

 

 

그럼, 실제로 이러한 Wake turbulence 의 Induced Roll 로 인해 어떻게 사고가 나는지 영상을 한번 봅시다.

 

 

 

 

이 같이 위험한 Wake turbulence 를 피하기 위해서는 어떻게 해야할까요?

 

 

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Wake turbulence 의 회피

 

Wake turbulence 피하는 제일 확실한 방법은 두 가지 입니다.

 

1. 직접 피하거나
2. 사라질때까지 기다리는 것입니다.

직접 피하는 방법은 Wake turbulence 가 눈에 보이는 경우가 드물기 때문에 어떻게 피해야 하는지 가늠하기 어려울 수 있습니다. 하지만 일단 항공기가 지나간 자리에는 항상 Wake turbulence 가 남기 때문에 기본적으로 다른 항공기의 비행경로를 피해가는것이 중요합니다.

 

 

 

그렇지 않으면 위 그림과 같은 Wake turbulence 의 특성상 적어도 자신이 비행하고 있는 고도에서 비행경로가 비슷한 다른 비행기와 1000 FT 이상의 간격을 두고 비행을 해야 합니다.

 

 

하지만 요새는 A380과 같은 초대형 항공기들의 등장으로 인해 1000 FT 고도분리 만으로는 Wake turbulence 에 대한 안전을 보장받기가 어려운 것이 사실 입니다.

 

 

A318을 뒤따라오고있는 거대한 A380, 불행인지 다행인지 A380은 얼마전 B747과 함께 단종되었다고 한다

 

실례로 2017년 1월 7일 아라비아 해 근방에서 비행하던 CL604 가 1000 FT 위 에서 비행 중이던 A380 의 Wake turbulence 에 의해 뒤집하는 사고가 발생했었습니다(아래그림 참조).

 

 

그림출처: Mailonline - News

 

그러니 가급적이면 다른 비행기의 비행경로는 피해가는 것이 좋습니다. 

 

 

그렇다면 활주로에서 이착륙을 할 때는 어떻게 Wake turbulence 를 피해야 할까요?

 

이착륙시에는 좋던 싫든 선행항공기와 비행경로가 겹쳐질 수 밖에 없습니다. 그렇기 때문에 이 때는 Wake turbulence 가 생성/소멸되는 지점을 파악하는 것이 중요 합니다.

 

 

 

위 그림처럼 Wake turbulence 는 이륙 시에는 항공기의 기수가 올라가는(Rotation) 시점부터 발생하고 착륙 시에는 항공기의 착륙장치가 접지(Touchdown) 하는 순간부터 사라지게 됩니다.

 

 

 

따라서 위 그림과 같이 이륙시에는 선행 항공기의 Rotation 지점에 도달하기 전에 부양하고, 착륙시에는 선행 항공기의 접근 경로상 고도보다 높은 고도에서 접근하여 선행 항공기의 Touchdown지점을 지난 곳에 접지한다면 Wake turbulence 의 위협으로부터 벗어날 수 있습니다.

 

물론 바람에 의해 Wake turbulence 의 생성/소멸되는 지점이 이동할 것도 충분히 고려해야 합니다.

 

 

그런데, 선행 항공기의 Rotation 지점과 Touchdown 지점 및 그 접근경로를 알 수 없을때는 어떻게 해야할까요?

 

 

 

이때는 Wake turbulence 가 소산될 때까지 기다리는 방법외에는 아무것도 없습니다.

 

 

 

일반적으로 Wake turbulence 는 위 그림에 나타나 있는 것 처럼 지면에 가까워지면 양 옆으로 퍼지면서 소산되는 양상을 띄게 됩니다. 문제는 이 때 약한 측풍성분(대략 1~5kts)이 있으면 Wake turbulence 는 퍼지지 못하고 한 곳에 오랫동안 체류하는 경향이 나타나게 된다는 것입니다.

 

 

인용출처 : Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge(2016), 5-9p

 

이러한 Wake turbulence 가 소산 되는데는 생각보다 오랜시간이 소요 될 수 있는데요, 보통 대략 3분 정도 기다려야 Wake turbulence 대부분이 안전에 위협을 주지 않을 만큼 충분히 소산된다고 여겨집니다.

 

때문에 이착륙시 선행 항공기에 대해 이 간격을 지켜주는 것이 좋습니다.

 

 

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헬리콥터에 의한 영향

 

 

그 밖에 고정익 비행기의 날개가 만들어내는 Wake turbulence 외에도 회전익 항공기인 헬리콥터의 Main rotor 에서 만들어내는 Rotor wash 에 유의해야 합니다.

 

 

 

정지비행(hovering) 중이거나 천천히 공중에서 이동중인 헬리콥터 주변에는 소형 항공기에게 영향을 미칠 수 있는 강력한 down wash 가 생성됩니다. 따라서 소형 항공기의 경우 위 그림과 같이 Main rotor 지름의 세 배에 해당하는 거리를 두고 비행하여야 이를 피해갈 수 있습니다.

 

 

그리고 특히 빠른속도로 이동중인 헬리콥터에서는 아래 그림과 같이 비행기의 Wing tip vortices 같은 trailing vortices 가 생성되므로 주의해야 합니다.

 

 

 

 

이와관련해서도 실제로 사고가 있었습니다.

 

 

 

2014년 12월 5일, 미국 콜로라도의 Fort Collins 공항 RWY33 에서 UH60 헬리콥터가 이륙하고나서 대략 30초 정도 지난 후 비슷한 위치에서 착륙을 시도하던 SR20 항공기가 뒤집어지는 사고가 있었습니다(위 영상 참조,사고전문(클릭)).

 

 

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지금까지 항공기가 만들어내는 위험한 Wake turbulence 에 대해서 살펴 보았습니다.

 

특히 우리나라의 경우 대부분의 교육용 소형 항공기들이 대형 여객기들이 움직이는 공항에서 운항하는 경우가 많으므로 관련 사고가 나지 않도록 특별히 신경을 쓸 필요가 있습니다.

 

이와 관련한 더 자세한 정보는 'FAA Advisory Circular (AC) 90-23G'를 참조하기 바랍니다.