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✈ 비행과 공부/비행이론

[Takeoff and landing performance] Wake Turbulence

by 하고싶은게비행 2022. 9. 11.
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     비행중인 항공기의 wind 을 보게 되면 아래쪽에는 the higher static pressure area가 있고 윗쪽에는 the lower pressure area 가 생성되게 된다. 공기역시 고압에서 저압대로 이동하기 때문에 wing을 기준으로 이동하게 되며 이는 wingtip 을 축으로 해서 rotation 하는 기류를 형성하게 된다. 차압이 클 경우 더 큰 기류를 형성하게 된다. The difference in pressure 가 큰 경우는 보통 Angle of attack (AOA) 가 큰 경우로 저속, 무거울 수록 커지며 이는 보통 landing and takeoff conditions 일 때이다.

     This hazardous trail of wingtip vortices behind an airplane is known as Wake Turbulence. 

 

     이 Wake turbulence 의 영향력은, Boeing 747의 wake turbulence 가 Boeing 737을 uncontrollable 하게 할 수 있다. Wake turbulence 는 종종 airplane 이 wing level 을 유지하기 어렵게 만든다. The rolling effect will be greatest when the affected airplane is aligned with the flight path of the airplane generating the vortices.

 

     Wake turbulence accidents and incidents 를 피하기 위해서

종종 Air Traffic Control 에서 light airplanes 에서 delay를 5분까지 줄 수 있다. 그러나 항상 그런것은 아니다. 안전을 위한 최종결정권은 항상 파일럿이 가지고 있기 때문에 옳은 판단을 해야 할 필요가 있다. 

     Wake turbulence 는 고도를 낮추면서 옆으로 퍼지는 성향을 가지고 있다. 그렇기 때문에 landing 을 하는 입장에서 wake turbulence 를 깨줄 수 없는 calm wind 일 때와, light quatering tailwind 일 경우 가장 위험하다.

위와 같은 성향 때문에 wake turbulence를 피하는 방법역시 명확하다. preceding aircraft 의 고도보다 같거나 높게 비행하거나 또는 upwind로 비행하면 된다. 

     - Landing 을 할 경우 flight path of preceding aircraft 보다 높게 비행하며, touchdown point 를 넘어서 touchdown 하면 된다. 

     - Takeoff 의 경우 preceding airplane 이 Airborne 한 이 전에서 rotate 를 하거나, 더 빨리 turn을 해주면 된다. 이 모든 것들이 애매할 경우 기다렸다가 takeoff 하면 된다.

     - Intersection 을 기준으로 전에 rotate 했을 경우 위험할 수 있다. 그러나 intersection 을 기준으로 후에 비행기가 rotate 했을 경우 조금 더 안전하다.

     - Traffic pattern 에서도 마찬가지다. 큰 비행기의 뒤를 따라 비행하는 것은 피하며 수백피트 위로 비행하거나, 1000feet 아래 또는 upwind 로 비행하는 것이 낫다. 

     - 앞 비행기가 Go around 하였을 경우 역시 조심하여야 한다. Wake turbulence 의 경우 Ground 에서는 생성되지 않는다고 한다. Go around의 경우 계속하여 Airborne 상태이므로 조심하여야 한다.

 

Bounce of wake turbulence

     최근 연구에서 wake turbulence 가 (from about 500 feet down) 아래로 내려와서 ground 를 친 다음 다시 250 feet (or more) bounce up 하는 경향이 있다고 한다. 그렇기 때문에 근처의 runway 에서도 이를 명심하고 조심해야 한다.

 

Jet blast

     Wake turbulence 와는 다르며 작은 비행기의 경우 앞의 큰 비행기 위에서 있을 때는 조심하여야 한다.

 

Helicopter Rotor Downwash

     크고 느린 헬리콥터가 만들어내는 wake turbulence 는 더 크게된다. 제자리비행인 Hovering을 하고 있는 헬리콥터 근처에 있을 경우 프로펠러 직경의 3배가 넘는 거리 밖에 있어야 한다. 앞으로 가고 있는 Helicopter 의 경우 Fixed wing aircraft 와 마찬가지로 양 옆으로 Wake turbulence 가 생성되므로 조심하여야 한다.

 

 

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