[Aerodynamics] Wingtip Vortices & Wake Turbulence

Wingtip Vortices & Wake Turbulence

가. Wingtip Vortices

 

ⓐ 생성원리

- 압력은 항상 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다는 성질에 따라 날개 끝의 아랫면 -> 윗면으로 압력 이동

- 날개에서는 끝 지점이 가장 이동저항이 작은 지점이므로 날개 끝을 따라 압력차이에 의해 공기가 말려 올라감

-> Downwash와 결합하여 빠르게 회전하는 Wingtip Vortices 생성

- 날개 윗면에서는 공기흐름이 안쪽(동체방향)으로 약간 휘어지는데, 이로 인해 날개 안쪽의 Trailing Edge 부근에서 Wingtip vortex와 유사한 와류 발생

- 날개 끝에서 Lateral 방향의 공기흐름 제한이 없으므로 공기흐름의 휘어짐이 가장 큼

 

나. Wake Turbulences

ⓐ 정의

- Vortex가 Downwash와 결합되어 후방으로 퍼져나가면서 생성

- 뒤따라오는 항공기의 운항에 악영향을 끼침

- Heavy / Clean Configuration / Slow / High AOA에서 Wake Turbulence 강도 증가

 

ⓑ Wake Turbulence 회피 방법

- Safety Bowl : 선행 항공기의 Lift off, Touchdown 지점 참고하여 회피 (Same, 2,500ft 이하 Parallel runway, Intercecting runway)

- 선행 항공기의 후방 1,000ft 이내 고도에서 비행하면 위험 (2 ~ 3분 이내 시간, 4 - 7NM 거리)

 

- Light quartering tailwind가 부는 상황에서는 선행 항공기의 Wake turbulence가 활주로 상에 머물기 쉬움

- 교차하는 활주로에서 다른 항공기가 교차점을 지나 이륙했다면, Approach를 계속하여 교차점 이전에 착륙

- 교차점 이전에 이륙했다면 이륙 후 궤적 아래로 비행하지 말 것

 

다. ICAO Doc.4444 : Wake Turbulence Longitudinal Separation Minima (Time-based)

 

ⓐ 예외 (Wake Turbulence Separation 제공 안하는 경우)

- 선행하는 Heavy / Medium 항공기 뒤에서 같은 활주로로 접근하는 VFR 항적

- IFR 항공기가 Visual approach 중에 있을 때, 선행 항공기를 육안 확인 가능하고 스스로 분리 유지 가능한 경우

 

ⓑ 착륙 항공기

- Heavy 뒤의 Medium : 최소 2분

- Heavy / Medium 뒤의 Light : 최소 3분

 

ⓒ 이륙 항공기

: 아래 경우에 대해 Heavy 뒤의 Medium / Light 및 Medium 뒤의 Light에게 최소 2분 간격 적용

- 같은 활주로에서 이륙

- 2,500ft 미만 간격의 Parallel runway에서 이륙

- 2,500ft 이상 간격의 Parallel runway에서 이륙하는 경우, 두 번째 이륙한 항공기의 항적/고도가 먼저 이륙한 항공기의 항적을 교차하여

통과하고 고도가 1,000ft 이내를 통과할 때

- 교차된 활주로의 경우, 두 번째 이륙한 항공기의 항적/고도가 먼저 이륙한 항공기의 항적을 교차하여 통과하고 고도 1,000ft 이내를 통과할 때

 

: 아래 경우에 대해 Heavy 뒤의 Medium / Light 및 Medium 뒤의 Light에게 최소 3분 간격 적용

- 후속 항공기가 같은 활주로의 중간 지점에서 이륙하는 경우

- 후속 항공기가 2,500ft 미만 간격의 Parallel runway 중간 지점에서 이륙하는 경우

ⓓ Displaced Threshold 활주로

: 아래 경우에 대하여 Heavy 뒤의 Medium / Light 및 Medium 뒤의 Light에게 최소 2분 간격 적용

- Heavy 항공기 착륙 후 Medium / Light 항공기 이륙, Medium 항공가 착륙 후 Light 항공기 이륙

- Heavy 항공기 이륙 후 Medium / Light 항공기 착륙, Medium 항공기 이륙 후 Light 항공기 착륙

 

ⓔ 반대방향 활주로

: 아래 경우에 대하여 Heavy와 Medium / Light 사이 및 Medium과 Light 사이에 최소 2분 간격 적용

- 무거운 항공기가 Low/Missed approach를 실시하고, 가벼운 항공기가 반대 방향으로 이륙할 때

- 무거운 항공기가 Low/Missed approach를 실시하고, 가벼운 항공기가 같은 활주로 반대 방향 혹은 2,500ft 미만 간격의

Parallel runway의 반대 방향으로 착륙할 때