(13) Hydroplaning

Hydroplaning

 

물, 진창 눈, 혹은 젖은 눈이 있는 활주로에 착륙할 때 수막현상이 발생할 수 있다. 수막현상은 방향 제어와 제동 효율에 악영향을 미칠 수 있다. 기본적인 세 가지 수막현상으로는 dynamic hydroplaning, reverted rubber hydroplaning, 그리고 viscous hydroplaning이 있다. 착륙 활주 도중 이러한 현상들로 인해 비행기 제어가 어려워질 수 있다.

 

Dynamic Hydroplaning

 

동적 수막현상은 활주로의 물이 최소 0.1inch일 때 발생하는 비교적 높은 속도의 현상이다. 비행기의 속도와 물의 깊이가 증가함에 따라 물의 층이 배수를 억제시키며 그 결과 타이어 아래에 쐐기 모양의 물이 형성된다. hydroplaning speed(VP)라 불리는 특정 속도에서 물의 압력이 비행기의 무게와 같아지면 타이어가 활주로 표면으로부터 들어 올려진다. 이 상태에서 타이어는 더 이상 방향 제어를 수행하지 못하며 제동도 이루어지지 못한다.

(출처: boldmethod)

동적 수막현상은 타이어의 공기압과 관련이 있다. 타이어의 최소 hydroplaning speed(VP)는 타이어 공기압의 제곱근에 8.73(PSI)을 곱한 것이다. main tire의 압력이 24 PSI인 비행기의 경우 hydroplaning speed는 대략 42노트이다. 해당 속도는 dynamic hydroplaning이 시작되는 속도임을 유의해야 한다. 수막현상이 한 번 시작되었다면 수막현상의 유형에 따라 매우 낮은 속도에서도 계속될 수 있다.

 

Reverted Rubber Hydroplaning

 

증기 수막현상은 강한 제동으로 인해 잠긴 바퀴가 계속하여 미끄러질 때 발생한다. 얇은 층의 물이 활주로에 있기만 하여도 이러한 유형의 수막현상이 발생한다. 미끄러지는 마퀴는 엄청난 열을 발생시키는데, 이는 활주로와 접촉한 고무를 원래의 경화되지 않은 상태로 되돌아가게 만든다. 원래의 상태로 되돌아간 고무는 타이어와 활주로 사이에서 seal처럼 작용하여 타이어 바퀴가 물과 닿는 영역의 물 배출을 지연시킨다. 물이 가열되어 증기로 변하면 이는 활주로로부터 타이어를 떠받친다.

(출처: boldmethod)

증기 수막현상은 종종 동적 수막현상이 발생한 후에 발생한다. 동적 수막현상이 발생한 후 감속을 위하여 브레이크를 적용하는 경우가 있기 때문이다. 결국 타이어가 활주로 표면에 접촉하기 전까지 비행기가 감속하면서 미끄러지기 시작한다. 이러한 유형의 수막현상에 대한 해결책은 브레이크를 놓아주어 바퀴가 회전하게 만든 뒤 적당한 제동을 가하는 것이다. 증기 수막현상은 매우 서서히 발생하기 때문에 조종사가 이를 눈치 채지 못할 수도 있다. 또한 이는 매우 낮은 groundspeeds(20노트 혹은 그 미만)에서도 지속될 수 있다.

 

Viscous Hydroplaning

 

점성 수막은 물의 점성 특성 때문으로 인해 발생한다. 여기에는 1/1000인치도 안되는 얇은 유체의 막만이 필요하다. 타이어는 유체를 관통하지 못하여 그 막 위를 구른다. 이는 동적 수막현상보다 훨씬 낮은 속도에서 발생할 수 있다. 허나 여기에는 매끄러운 표면(예를 들어 아스팔트 지역, 혹은 이전의 착륙들로 인하여 착지 구역이 고무로 코팅된 지역)이 필요하다. 이러한 표면은 젖은 얼음과 동일한 마찰 계수를 가질 수 있다.

(출처: boldmethod)

수막현상의 가능성이 있다면 grooved runway에 착륙하는 것이 가장 좋다(단, 가능한 경우). 착지 속도는 최대한 느려야 한다. nose-wheel이 활주로에 닿은 후 적절한 제동을 적용한다. 만약 감속이 감지되지 않으며 수막현상이 의심된다면 기수를 들고 공기역학적 제동을 사용한다. 그리고 브레이크가 유효해지는 시점까지 감속한다.

 

적절한 제동 기술은 필수적이다. skid가 발생하기 직전까지 브레이크를 확실하게 적용한다. skid의 첫 번째 징조가 발생하였다면 브레이크 압력을 놓아주고 바퀴가 회전하도록 둔다. 최대한 rudder를 사용하여 방향 제어를 유지한다. 측풍 조건에서 수막현상이 발생하면 비행기가 풍하쪽으로 밀릴 뿐만 아니라 바람을 향하여 weathervane 한다는 것을 기억하라.