난류

난류(亂流, Turbulence Flow): 속도와 방향 불규칙한 흐름

설명

각 지점에서 바람의 속도와 방향이 매순간 변하는 유체의 흐름, 즉 대기난류를 말하는 것으로 흔히 난기류, 터뷸런스 플로우(Flow)라고 부른다. 항공기 운항에서 안전을 저해하는 요소 중 하나다.

난기류 종류

대류성 난기류

태양열을 받아 따뜻해진 공기가 급상승하고 그 자리를 차가운 공기가 채우려고 이동하는 과정에서 대기의 급작스런 움직임이 발생하고 풍향과 풍속이 계속 변화하면서 예측하기 어려운 대기 흐름을 형성한다.

화창한 오후 땅 너머 흔히 볼 수 있는 울퉁불퉁하게 성장한 구름은 대기 중에서 대류성 난기류를 나타내는 지표다. 조종사는 대류운 위의 공기는 안정되지만 대류운 안에서나 아래에서는 난기류가 있을 것을 예상할 수 있다. 특히 적운, 적란운 등은 위험한 대류 난기류에 대해 시각적으로 경고해 준다.

산악파(Mountain wave) 난기류

기계적 난기류라고도 하는 것으로 나무, 건물, 산 등과 같이 바람의 흐름을 가로막는 장애물 때문에 발생하는 난기류다. 부드러운 바람 흐름을 복잡한 소용돌이 모양으로 만들기 쉽다.

산악파(Mountain Waves)는 격렬한 하강기류를 만드는 등 극한의 난기류를 초래하기 쉽다. 산 정상 부분에 렌즈구름이나 권적운 및 롤 형태의 구름은 산악파가 존재한다는 시각적 증거다. 그러나 공기가 매우 건조할 때는 이러한 구름이 없을 수도 있다. 주로 기류가 산맥을 넘을 때 일어난다.

산과 가까운 공항에서 이착륙 시에 만나기 쉽다. 산악파 난기류는 바람이 산맥을 통과할 때 발생한다. 고립된 산보다 규모가 큰 산맥에서 잘 발생하며 또한 산맥 정상에서 온도가 크게 달라 강한 수직바람이 부는 경우 청천난기류가 발생하기도 한다. 따라서 조종사는 산 높이의 1.5배 이상 고도로 날아 난기류를 피하도록 하고 있다.

청천난기류(Clear-Air Turbulence)

지구 위를 서쪽에서 동쪽으로 흐르는 '제트기류' 부근에서 일어난다. 한국이나 일본 부근에서는 특히 겨울철 한대전선 제트기류가 매우 강해 11월부터 3월경까지 그 영향을 받는다. 난기류에 따라 구름이 생기면 구름 형태의 붕괴가 난기류의 존재를 보여주지만 맑은 날씨에 구름이 전혀 없는 상황에서도 발생할 수 있으며 이 경우 경계가 어려워 난기류에 휘말릴 수 있다. 청천난기류는 옛날 에어포켓(air pockets) 또는 악기류(rough air)라고 불렀다. 구름 속에 숨어있는 난기류는 구름을 통해 예측하지만 청천난기류는 구름과 같이 미리 알려줄 만한 표지가 없다. 청천난기류 만나면 때론 엔진 추력을 상실하기도 한다.

전선에 의한 난기류(Frontal Turbulence)

한랭전선 부근에서 발달하는 적운 계통 구름 중에는 저고도에서 운정고도(구름의 가장 높은 부분) 부근까지의 각층 중에 난기류가 발생한다. 한편 온난전선 부근에는 난층운(이른바 비구름)이 생기지만 이 안에서는 적란운만큼 큰 흔들림은 일어나지 않는다.

항적난기류(Wake Turbulence)

A380 B747이나 777같은 큰 제트기는 비행 중 후방에 큰 난기류를 발생시킨다. 이를 항적난기류라고 부른다. 통상은 1, 2분 정도면 사라지지만 기층이 안정된 경우는 5분 이상 지속될 수 있다. 비행 중 항공기 날개면의 공기압 차에 의해 발생하며, 이 기압의 차가 날개의 양끝 뒤에서 주위의 공기를 말려들게 함으로써 발생한다.

소형 항공기가 대형 제트 항공기의 항적난기류에 들어가면, 옆으로 요동을 하게 되어 매우 위험한 상태가 될 때가 있다. 난기류의 세기는 대형기종일수록 강력하다. 항공기가 이륙할 때 관제탑에서 일정 시간 간격(최소 2~3분)을 두고 출발시키는 것도 항적난기류의 영향을 최소화 하기 위한 방법이다.

난기류와 사고

난기류, 터뷸런스로 인해 사망자가 발생한 항공사고. 2024년 기준 터뷸런스가 원인이 된 항공사고 가운데 최악의 사고는 2001년 아메리칸항공 587편 항공기 추락사고로, 탑승자 265명 전원이 사망했다. 항공기는 선행 항공편 후류로 인한 난기류에서 벗어나려고 러더를 무리하게 작동시키다가 꼬리 수직 날개가 파손되면서 추락했다.

• 1938년 1월 10일, 노스웨스트항공(Northwest Airlines) 소속 002편 항공기(Lockheed 14H Super Electra)가 몬타나 보즈만(Bozeman) 인근에 추락해 탑승자 10명 전원 사망. 항공기는 심한 터뷸런스로 인해 수직, 수평비행장치가 떨어져 나가면서 발생
• 1943년 7월 28일, 아메리칸항공 소속 63편 항공기(DC-3)가 켄터키주 트라멜 서쪽 루이스빌-네슈빌 지역에 추락, 탑승자 22명 중 20명 사망. 갑작스런 터뷸런스와 하직방 바람으로 인해 조종 불능
• 1956년 2월 14일, 미군 de Havilland Canada U-1A(DHC-3) Otter 비행기가 극심한 터뷸런스를 만나 기체가 부서지면서 토론토 지역에 추락, 4명 사망
• 1956년 12월 9일, Trans-Canada Air Flight 소속 810편 항공기(Canadair North Star)가 British Columbia의 Slesse 산에 충돌해 탑승자 62명 전원 사망. Icing과 터뷸런스를 사고 원인으로 추정
• 1961년 7월 19일, Aerolineas Argentinas 소속 644편 항공기(DC-6)가 부에노스 아이레스 서쪽 12킬로미터 지점에 추락, 탑승자 67명 전원 사망. 뇌우 및 터뷸런스로 인한 극심한 항공기 흔들림
• 1963년 2월 12일, 포틀랜드행(시카고 경유) Northwest Orient Airlines 소속 705편 여객기(Boeing 720)가 마이애미공항을 이륙한 지 얼마되지 않아 뇌우(Thunderstorm)와 터뷸런스(수직 드래프트)를 만나 기체 자세가 제어되지 않으면서 파손·추락해 탑승자 43명 전원 사망
• 1970년 2월 4일, Aerolíneas Argentinas 소속 707편 항공기(Hawker Siddeley HS 748)가 아르헨티나 로마알타 인근에 추락, 탑승자 37명 전원 사망. 격심한 터뷸런스에 조종기능 상실
• 1972년 5월 30일, 훈련 비행을 진행 중이던 델타항공 9570편 항공기(DC-9)가 추락해 승무원 4명 모두 사망했다. 앞서 착륙한 아메리칸항공 1114편 항공기(DC-10)의 후류로 인한 Wake Turbulence 때문에 날개가 활주로에 좌우로 부딪치며 추락했다. 이 사고로 인해 항공기 후류로 인한 Wake Turbulence의 위험성을 인식하게 됐다.
• 1981년 7월 20일, Somali Airlines 소속 40편 항공기(Fokker F27)가 몽가디슈(Mongadishu)에서 이륙 직추 추락, 탑승자 50명 전원 사망. 강한 터뷸런스를 견디지 못한 항공기 구조 결함 문제
• 1981년 10월 6일, NLM CityHooper 소속 431편 항공기(Fokker F-28)가 로테르담공항 이륙 직후 심한 터뷸런스로 동체가 해체되면서 추락. 탑승자 17명 전원 사망
• 1997년 12월 28일, 유나이티드항공 소속 826편 항공기(B747)가 도쿄에서 호놀룰루로 비행하던 중 극심한 터뷸런스를 만나면서 일순간 30미터 가량 급락해 부상자가 발생해 도쿄로 되돌아와 착륙했다. 이 사고로 탑승자 중 19명 부상 당했으며, 치료 중 1명 사망
• 2001년 11월 12일, 아메리칸항공 587편 항공기(A300)가 이륙 직후 Belle Harbor에 추락해 지상에 있던 5명과 탑승자 260명 사망. 선행 출발 일본항공 B747 항공기의 후류에 의해 발생한 Wake Turbulence를 피하려고 조종사가 Rudder를 무리하게 작동시키다가 항공기 동체에서 균형을 유지시켜주는 Vertical Stabilizer가 떨어져 나가면서 추락
• 2006년 8월 22일, 풀코보항공 612편 항공기(Tu-154)가 난기류 지역을 회피하려고 고도를 높이던 중 실속에 빠져 추락해 탑승자 170명(승무원 10명) 전원 사망
• 2024년 5월 21일, 런던 출발 싱가포르항공 321편 항공기(B777-300ER)가 태국 인근에서 강한 터뷸런스를 만나 1명이 사망하고 100여 명 부상

관련 용어

• 터뷸런스
• 윈드시어

각주

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