지구촌 사회가 점점 빠르게 움직임에 따라 항공기 여행이 대중화되면서 항공기 이용 수요가 급증하였는데, 항공기는 이륙, 상승, 순항, 진입, 착륙 등 모든 단계에서 기상과 밀접하게 관련 된다.
구름속 과냉각 수적 만날때 발생
우리는 겨울철 고속도로를 운행하다가 유리창이 더러워 와이퍼를 작동시키면, 워셔액이 갑자기 응결되어 앞이 깜깜해지는 아질한 경험을 한두 번씩은 겪게 된다. 항공기 역시 차가운 구름속의 과냉각 수적을 만날 때 착빙이 발생한다. 항공기의 기체에 생기는 착빙 현상을 항공기 착빙이라고 하는데, 0℃ 이하에서 대기에 노출된 항공기 날개나 동체에 과냉각 수적이나 구름입자가 충돌하여 얼음의 막을 형성하는데 주로 항공기가 계류장에 주기 중이거나 공중에서 비행하는 중에 발생하며 수증기량이나 물방울의 크기, 항공기나 바람의 속도, 항공기의 날개 단면의 크기나 형태 등에 영향을 받게 되는데, 착빙이 일어나면 얼음 표면의 불균질로 인하여 양력이 감소하여 기체가 흔들리고 표면에 붙은 얼음덩이가 떨어져 나와 엔진에 들어가면서 엔진파손을 일으키기도 하며 엔진 출입구에 형성되면 엔진연소에 필요한 공기유입을 방해하여 출력을 감소시키고 속도나 고도측정기를 막게 되며, 안테나에 착빙하여 교신을 못하게 하기도 한다.
양력감소 엔진파손·교신 등 방해
착빙 (icing)현상을 좀더 자세하게 살펴보면 사전적 의미로 착빙은 결빙온도 이하의 상태에서 대기에 노출된 물체에 과냉각 수적 혹은 구름 입자가 충돌하여 얼음의 피막이 형성되는 현상으로서, 그 대상 물체에 따라 항공기착빙 (aircraft icing), 선체착빙(ship icing), 전선착빙 (electric wire icing) 등으로 나누어진다. 항공기 날개에 착빙이 일어나면 유선이 흐트러짐으로 인해 항력이 증가되고 양력은 감소한다. 불균일한 착빙은 회전익이나 프로펠러의 균형을 무너뜨려 심한 떨림을 발생시키고, 안정판이나 방향 타 등의 선단에 일어난 착빙은 현저하게 항공기 조작을 방해할 수 있다. 엔진부의 흡기구에 착빙이 생기면 엔진 내부 연소에 필요한 공기의 공급을 차단하고, 정압계와 안테나에 일어난 착빙은 그 계기의 기능 저하를 유발한다. 그러므로 특히 동절기 비행시 조종사는 반드시 착빙에 관한 예보를 미리 확인하고 이에 대비하여야 하며, 항공기상지원부서에서도 착빙 예보에 보다 주의를 기울여야 한다.
크기·개수·온도따라 강도 결정
그런데 착빙의 종류 및 강도, 발생빈도를 보면, 착빙은 구름속의 수적 크기, 개수 및 온도에 따라 맑은 착빙, 거친 착빙, 혼합 착빙으로 분류된다. 맑은 착빙은 수적이 크고 주위 기온이 0~10℃인 경우에 항공기 표면을 따라 고르게 흩어지면서 천천히 결빙 된다. 거친 착빙은 수적이 작고 주위 기온이 -10~-20℃인 경우에 작은 수적이 공기를 포함한 상태로 신속히 결빙하여 부서지기 쉬운 거친 착빙이 형성된다. 착빙의 강도는 얼음 침적율, 제빙또는 방빙 장치의 효율, 조종사의 대처에 따라 Trace, Light, Moderate, Severe로 나누어 볼수 있다. 착빙의 85%가 과냉각 수적온도가 0~10℃ 사이에서 발생하고 있으며, 기체 착빙의 강도는 온도, 액체상 물의 양, 입자의 크기와 연직 운동에 달려 있다.
위험구역정보 장래에도 중요
근년에는 엔진 예비출력의 증가. 착빙 방지의 구비, 피스톤 엔진기에서는 제빙장치의 개량, 추가적으로 정기 항공로에서는 순항고도가 높은 제트기가 취항하는 등으로 순항 단계에서의 항공기상의 문제는 2차적인 것으로 된 느낌을 준다. 그러나 장비가 충분치 못한 경항공기나 수직이륙기 등에게는 아직 착빙은 중요한 문제이고 이런 항공기는 세계적으로 증가 추세다. 또 근년의 큰 공항 주변의 교통량의 증가는 항공교통 관제를 어렵게 만들고 있어 일부에서는 적극관제 방식을 도입하고 있는 상황에 비추어 비행계획을 변경하여 착빙 위험 구역을 피한다는 것이 어려워지고 있어서 뚜렷한 착빙 위험구역에 대한 정보의 필요성은 장래에도 변함이 없을 것이다.
바람의 예보에 관련해서 제트기류의 관측과 예보는 매우 중요한 몫을 차지하고 있고 항공기는 이륙에서 착륙까지의 비행중에 뇌우, 난류, 착빙 등에 의하여 비행에 장애를 받을 뿐 아니라 최악의 경우에는 추락하기도 한다. 따라서 항공기 운항에 심각한 장애가 되는 이들 악천후를 탐지하고 예보하여 항공기에 통보하는 것은 운항의 안전을 위하여 중요한 일이다.
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