TURBULENCE ( 난기류 )
TURBULENCE
- TURBULENCE 는 난기류로 , 공기의 흐름이 일정하지 않고 거친 상태를 말한다. windshear와 차이점은 터뷸런스는 범피한 현상 , windshear는 바람의 방향과 세기가 무작위로 변화하는 현상을 말한다.
- CB 구름 혹은 towering cumulus 에서 심한 난기류를 관찰할 수 있다.
- 터뷸런스를 조우 했을 시 , 항공기의 Va ( maneuvering speed ) 이하의 속도에서 비행을 해야한다. 항공기 하중 초과로 인한 항공기 구조 손상 방지하기 위해서 이다.
- 난기류의 강도는 light turb ( 약한 강도로 positive control이 가능한 수준 ) , moderate turb ( 고도의 변화가 일어나지만 positive control이 가능한 수준 ) , severe turb( 고도의 변화가 있고 , IAS의 변화 및 순간적으로 out of control을 경험하는 수준 ) , extreme turb( positive control이 불가능한 상태 , tructural damage가 예상되는 수준 ) 로 구분 한다.
- 난기류의 시간은 occasional ( 비행시간의 1/3 ) , intermittent ( 비행시간의 2/3 ) , continuous ( 비행시간의 2/3 이상 )
- 난기류를 조우 하였을시 , PIREP을 통해 보고한다. ( 위치 , 고도 , 시간 , 난기류 강도 , 난기류 시간 , 항공기 기종 )
- 난기류는 크게 대류성난기류 ( convective turb ) , 기계적 난기류 ( mechanical turb ) , 윈드시어 ( windshear )로 분류된다.
- turbulence 의 종류는 다음과 같다.
1. CAT
CAT는 clear air turbulence 의 약자로 , 청천난기류이다.
15,000ft 이상에서 발생하는 난기류이다. 맑은 하늘에서 나타나는 난기류.
원인은 공기층의 수직이동으로 발생한다.
제트기류에서 CAT가 흔하게 발생하며 강도가 강하다. 제트기류에서의 윈드시어 원인이 된다.
polar 제트기류의 upper trough에서 CAT가 많이 발생한다.
겨울철에 가장 강하고 , 빈도가 많다.
CAT를 조우 했을시 PIREP을 하여 공유한다.
미국 비행시 turbulence가 예상된다는 방송이 나올 때 , 항공기가 제트기류를 타기위해 진입한다는 신호의 일종으로 볼 수 있다.
* CAT 는 1. cirrus cloud 주변 , 2. lenticular cloud 주변 , 3. jet stream 근처 에서 주로 존재한다.
* 제트기류 ridge & trough 에서 CAT는 많이 발생한다.
* moderate CAT는 수직으로 1000FT 당 5KT 이상 , 수평으로 150NM 당 40KT 이상 windshear가 있을 때 형성된다.
* jetstream에서 CAT가 발생하기 쉬운 조건은 110KT의 바람이다. 110KT의 바람부터 WINDSHEAR가 더 잘형성되어 CAT를 만든다 .
* CAT는 convective cloud의 바깥쪽에서 나타나기도 한다.
* CAT avoidance system은 다음과 같다. 1. appropriate initial & recurrent training 2. dedicated planning & dispatch 3. PIREP / not ATC-based communication system
2. LLT
LLT는 low-level temperature inversion turbulence라고도 하며 , 저고도 기온역전현상에 의해 기온역전 경계층에서 발생하는 난기류이다.
일몰 및 일출 직후에 맑은 날 바람이 약한 지역에서 이륙과 착륙 할때 난기류와 윈드시어를 조심하여야 한다.
2000FT - 4000FT 사이의 25KT 이상의 바람이 존재하면 low-level temperature inversion turbulence를 예상해라.
3. thermal turbulence
thermal turbulence는 대류성 난기류라고 하며 , 저고도에서 햇빛이 강한 날 공기의 대류현상에 의해 발생하는 난기류이다. 대류성 난기류는 무더운 여름날 오후 바람이 약할 때 주로 발생한다. 습한날에는 CB 구름으로 대류성 난기류를 예측할 수 있다.
4. MWT
MWT는 mountain wave turbulence라고 하며 , 산악파에 의한 난기류이다.
mountain wave란 산악파로 , 안정된 공기흐름이 산에 의해 교란되어 산의 윗부분과 풍하측( 바람이 불어나가는 쪽 )에 생성되는 기계적 난기류이다. lee wave라고도 한다.
mountain wave = lee wave == mountain wave turbulence
mountain wave turbulence를 예측하는 방법은 cap cloud, lenticular cloud, rotor cloud가 있다.
특히 rotor cloud 아래쪽에 가장 심각한 난기류가 있음을 명심하여야 한다.
* 산악파가 예상되는 지역을 비행할 경우에 최소 100nm 전에 상승기동 , 산 정상으로부터 5000ft 이상 높이에서 비행하여야 한다.
* mountain wave CAT는 산꼭대기 5000ft 부터 tropopause까지 형성되고 , 100nm정도의 범위를 가진다.
* 40kt를 초과하는 바람이 across the moutain 할때 turbulence를 예측하여야 한다.
5. wake turbulence
wake turbulence란 항공기에서 발생하는 난기류로 , 항공기 양력이 발생함에 따라 나타나는 난기류이다.
wingtip voltex라고도 하며 , 이 wingtip voltex & wake turbulence를 줄이는 방법은 다음과 같다.
1. 테이퍼드 윙 ,2. 윙 트위스트 ,3. 윙렛 , 4. high aspect ratio 등이 있다.
항공기 MTOW 별 wake turbulence category 가 정해져 있다.
wingtip voltex & wake turbulence는 HEAVY , CLEAN , SLOW 조건에서 가장 크게 발생한다.
* 대형항공기의 wake turbulence는 비행고도 300ft 아래에 형성되어 flight path 뒤쪽으로 불어나간다.
6. frontal turbulence
찬기단과 따뜻한 기단의 경계면인 전선에서 발생하는 난기류이다.
기단의 공기 차이 때문에 windshear와 함께 turbulence가 나타난다.
fast-moving cold front 에서 가장 심한 frontal turbulence가 나타난다.
* 온난전선에서는 온난전선 통과 6시간전부터 windshear가 나타난다.
* 한랭전선에서는 한랭전선 통과 후 windshear가 나타나 3시간 까지 지속될 수 있다.
* 30KT 이상의 속도로 이동하는 전선에서 turbulence를 예측할 수 있다.
* sharp 한 pressure trough에서의 turbulence를 조우 했을 경우, storm area를 수직으로 관통하는 가장 빠른 비행경로를 수립해야 한다. 이유는 trough line 과 바람이 평행하게 불기 때문에 수직으로 통과해야 최소시간으로 지나갈 수 있기 때문이다 .
7. thunderstorm turbulence
뇌우란 CB 구름에 의해 발생하는 비와 번개를 동반한 강수현상으로 , thunderstorm 안에 updraft & downdraft의 공기흐름이 있다. 뇌우 주변 20nm 이내에서 난류를 겪을 수 있다.
* thunderstorm이 있을 시 cell으로부터 20nm 이상 차이를 두고 비행해야하며 , 풍상 바람이 불어오는 쪽으로 선회하여 진행한다.
* TS 혹은 turbulence 지역을 비행할 때는 Va 속도이하에서 , 수평비행자세를 유지하여야 한다.
8 . jetstream turbulence
jetstream turbulence에서 나오기위해 고도 변화를 시도 할때의 고려사항은 다음과 같다.
1. 온도가 내려가면 , 하강하라
2. 온도가 올라가면 , 상승하라