난기류

난기류가 생기는 이유

 

 

어떤 사람들은 바람이 눈에 보이도록 색깔이 있다면 얼마나 좋겠느냐고 말들을 한다.  

아닌게 아니라 흐르는 바람을 볼 수 있는 특수한 안경이라도 있다면 우리 항공 스포츠인들에게는 획기적인 제품이 될 것은 두말할 나위가 없겠다.

 

그러나 한편 어떤 사람들은 바람이 눈에 보인다면 파라글라이딩을 하는데 그 재미가 반감될 것이라는 얘기들도 한다.   이런 사람들은 보이지 않는 가운데 지형이나 일기의 변화로서 써멀을 찾아내고 난기류를 피해가는 것을 또 하나의 재미로 여기는 사람들이리라.

 

허나, 바람은 눈에 보이지 않는다. 그래서 우리는 이 보이지 않는 흐름속을 안전하고  또한  좋은  비행을 해야 하는데,  여기서 늘 문제가 되는 것이 난기류이다.

특히 우리나라는 노년기 지형에 작은 산들이 모여 있고 계곡이 많은 등의 지형으로 볼 때 난기류의 발생이 가장 많은 나라라는 얘기들을 하고 있다.

 

물이나 공기 등은 어떤 일정한 속도나 방향을 갖고 흘러가고 있는 하나의 '흐름'이라고  얘기할 수 있는데  이 '흐름'은 어떤 큰 장애물이나 기온의 변화가 있으면 중단 되든가 불규칙한 움직임으로 변화한다.   이것을 우리는 흔히 난기류라 하고 유체역학에서는 '난류(亂流)'라고 불러진다.   

 

우리가 선풍기 앞에서 손바닥을 앞에 대고 있으면 선풍기에서 흘러나오는 바람이 손바닥에 의해  방해를 받으면서 손등으로 돌아오면서 조그맣게 돌돌 말리는 바람, 즉 와류가 만들어지는데 이런 원리로 난기류가 형성되는 것이다.

 

 하늘의 세계에서는 이 난기류  때문에 큰 비행기가 대파되기도 하고 비행코스를 교란 당하기도 하는데 이러한 '난류'를 정의한다는 것은 사실상 매우 어려운 일이다.

그러나 우리들 파라글라이더들의 입장에서 '난류' 또는 '난기류'는 우리가 추정하는 대로 '흐름이 방해를 받아 그 흐름이 불규칙해진 기류'라는 정도로 이해하면서 다음 공부를 해보자

 

 

 

난기류의 여러가지

 

 

 한마디로 난기류라는 것 중에도 항공분야에 관계되는 난기류에는 몇개의 종류가 있다.

 

 첫째로 바람이 흐르다가 산이나 나무, 건물 등에 의해서 기류의 흐름을 방해 당하는 경우에 생기는 난류가 있는데 이러한 난류를 역학적 난기류(Dinamic Tabulence)라고 한다.

 

이런 기류는 도시 한가운데서도 흔히 발생한다.   '빌딩 風'이라고 하는이러한 기류는 주변의 건물들보다 높은 건물이 있을 경우 이 건물에 의해 방해를 받아서 생긴 복잡한 형채의 기류 흐름으로서  부분 부분  강한 바람이나  어지러운 바람을 일으키기도 한다.      우리는 흔히 바람이 쌩쌩부는날에 큰 건물 옆을 지나갈 때 모자가 벗겨진다든가 스커트를 들썩거리는 경험을 만날수 있는데 이런 바람을 '빌딩 風'이라고 부른다.

 

 그런데 이 '빌딩 風'의  영향은 어느 정도일까?   예를 들면 60m 의 빌딩앞에서 깨끗한 바람이 불어왔다면 그 빌딩 뒤에서 난기류화한 '빌딩 風'의 영향은 그 10 배인 600m까지 영향이 온다고 한다.

 그래서 만일 비행 중에 어쩔 수 없이 산 뒤쪽으로 착륙하게 되었을  경우 산 높이의 10 배 이상  뒤로 물러서서 착륙하지 않는다면 산의 후면 난기류의 영향을 받게 될 것이다.

 

 우리나라는 보통 산에서 많이 비행을 하게 되는데 산의 경사면에 바람이 들어올 경우에도 여러가지의 난기류가 발생한다.    산이 완만하게 이룩장까지 올라올 경우에는 난기류의 발생이 비교적 적지만 경사면에서 많은 돌기물이 있으면 이는 난기류의 발생을 부채질하게 된다.

 

 깍아진 절벽으로 바람이 들어올 때 이륙장 뒷편과 절벽 아래쪽은 당연히 난기류  발생 지역이다.    이는 바람의 속도와 관계가 있는데 바람이 강해지면 강해질수록 난기류의 힘도 커진다.   특히 이륙점착륙(Top-Landing)을 시도할 경우 매우 주의하지 않으면 안된다.

 

공기의 온도차에 의해서 생기는 공기의 대루현상, 예를들면 써멀이나 구름 속에서도 여러 형채의 난기류가 보인다.    

이것이 써멀난기류(Thermal Tabulence)라고 부르는 것인데 원래 구름이나 써멀은 대기가 불안전할 때 일어나는 현상으로서 상승한 공기를 하강풍이 메워주어서 말려 올라가는 형태를 하고 있다.

 

또 인공적인 난기류에슨 항공기의 후류(後流)에 의한 난기류가 있다.  

이것은 항공기의 날개가 가르고 지나간 연후에 공기의 재접합으로 생기는난기류이다.     비행물체가 크면 클수록 또한 난기류의 현상도 커지고 그파장도 멀리 간다.    파라글라이더에  있어서는 다른 사람이 지나간 자리는 일정한 간격(사이)을 두고 가는 것이 다른 비행자의 후류 영향을 받지 않는 방법일 것이다.

 

 

난기류에서 날개는 어떻게 될까?

 

 

 난기류 가운데로 항공기 한대가 진입 하였다.   

일단 이 항공기는 지금까지 유지하고 있던 비행경로를 지키지 못하고 핏칭과 롤링을 거듭할 것이다.    이것이 아주 심해지면 콘트롤이 불가능해져서 대형사고에까지 이르른다.

 

 옛날의 비행기 승무원들간에는 익면 하중이 작은 기체일수록 난기류에 의한 피해가 크다는 말이 있었는데 여기에는 의문점이 좀 있다.

익면하중은 제트기급이 400Kg/m, 경비행기(UItra Light) 15Kg/m, 행글라이더 8Kg/m, 파라글라이더  3-4Kg/m라고 말해 오는데 이 이론이 맞다면 행글라이더 등은 비행이 불가능한 물체라는 얘기가 된다.

 

 따라서 익면하중의 크고 작음이 안정도를 판별하는 것이라고 단정하기는 어렵고 그 기체의 속도나 특성을 고려하여 얘기가 되어야 할 것이다.

난기류의 영향은 일반적으로 대기속도와 그 제곱에 비례하여 정도가 커진다고 말해진다.

 

그래서 고속으로 비행하고 있는 기체에는 난기류에 의한 기체파손 가능성이 많다고 하겠다.

난기류의  정도가 심할수록 항공기의 속도를 늦춰야 하는 것이 철칙이지만, 거꾸로 너무 느리면 양력이 급강하하여 위험하다.   

제일 좋은 것이 최량활공속도를 갖는 일이다.

 

 그러나 난기류라는 것은 어디 있을까 예측할 수 없는 경우가 많아서 비행자에게는 헷갈리는 물건이다.    따라서 기류가 안정되지 못한 날에의 비행은 우선은 하지 않는 것이 좋고 부득이하게 비행을 하게 된다면 난기류에민감하지 않은 기종을 선택하는 것이 좋다.

 

 우리나라 제품 기종으로는 중급용이 적합할 것이다.   

다소 둔한 기체가 난기류에 대하여서도 반응이 적기 때문이다.

 

 그러나 이것 뿐만이 아니고 적정한 조작과 안전 수칙의 준수는 난기류의 경우 뿐이 아닌 비행자의 기본적인 몸가짐이라 하겠다....