날개 끝 와류(Wingtip Vortices)

1.구성 조건(Composition Condition)
와류의 형성(Formation of Vortices)
에어포일의 역할은 양력을 발생시키는 것인데 양력이 발생됨에 따라 동시에 유도항력도 같이 발생한다. 만일 에어포일이 양의 받음각(+)에서 비행을 한다면 에어포일의 날개 위로 흐르는 공기의 압력은 대기압보다 낮을 것이고 날개 아래로 흐르는 공기의 압력은 대기압과 같거나 높을 것이다. 공기는 항상 고압에서 저압으로 이동하고 가장 적은 저항의 경로가 날개의 끝이기 때문에 에어포일의 아래로부터 날개 끝 동체 바깥쪽으로  날개를 따라 횡 방향으로 이동한다. 이 공기의 흐름은 날개 끝 위로 공기유출을 일으켜서 와류라고 불리는 공기의 소용돌이를 발생시킨다.
날개 바깥쪽의 공기흐름 속도는 날개 위를 흐르는 공기의 속도보다 낮으므로 상대적으로 압력이 높아 날개 위를 흐르는 공기의 흐름을 동체 방향으로 그리고 후단 가장자리 방향으로 흐르게 한다. 이 현상으로 에어포일의 후단 가장자리의 내측 부분에서 유사한 와류를 형성하지만, 동체가 안쪽으로 흐르는 것을 제한하기 때문에 이 와류는 대수롭지 않다.
공기흐름이 날개 끝에서 말아 올라감에 따라 하향기류와 결합하여 회전 후단 와류를 형성한다. 이러한 와류는 유도항력을 증가시킨다.
받음각이 증가함에 따라 양력이 커지는 것과 같이 유도항력 또한 커진다. 이는 받음각이 증가하면 에어포일의 위와 아래의 압력차가 더욱 커지기 때문인데 이는 공기의 고압지역인 날개 아래에서 위쪽 날개로 흐름 또한 커지게 된다. 결과적으로, 이는 더 큰 와류가 생성되고, 더 큰 난기류를 생성하며 더 큰 유도항력을 유발한다.
와류의 강도나 크기는 항공기의 무게에 비례하고 항공기의 속도와 날개 길이엔 반비례한다. 무겁고 느린 항공기일수록, 그리고 받음각이 클수록 더 강한 날개 끝 와류가 생성된다. 이에따라 항공기가 가장 큰 날개 끝 와류를 형성하는 시기는 이륙할 때, 상승할 때, 그리고 착륙단계이다. 이 와류들은 비행에 특히 위험한 상황을 유발시키고 후방 난류를 발생시킨다.

2.다른 항공기로부터 와류 회피
(Avoiding Wake Turbulence)
날개 끝 와류는 항공기의 외장 상태가 깨끗하고(플랩, 기어  등 외부장치를 접어 넣은 상태) 저속상태, 그리고 무거울수록 크게 나타난다. 항공기의 받음각은 착륙 또는 이륙할 때 가장 크기 때문에 접근 또는 출발 중에 와류가 가장 크게 발생한다. 항공기의 후방 난류를 피해서 비행하려면 다음의 방법을 따라야한다.

-다른 항공기의 항적을 따라가지 않는다.

-다른 항공기가 이륙한 지점보다 더 일찍 이륙한다.

-비슷한 경로로 비행하는 다른 항공기와 1,000피트 이상의
고도 차이를 둔다.

-다른 항공기가 착륙한 지점보다 더 멀리 착륙한다.

호버링(Hovering)중인 헬기도 비행기의 날개와 비슷하게 메인 로터에서 하강기류를 유발한다. 소형 항공기 조종사들은 이 로터 직경의 3배 이상의 간격을 유지하여 이 하강기류를 피해야한다. 직진 비행에서 이 에너지는 대형 고정익 항공기의 날개 끝 와류처럼 변한다. 헬기의 와류는 회피하는 것이 좋은데, 헬기의 전진 비행속도는 매우 느리고 강한 날개 끝 와류를 형성하기 때문이다.
바람은 와류를 흘려보낼 수 있다. 예를 들면, 10노트로 부는 바람은 와류를 바람 방향으로 1분간 약1,000피트 정도를 밀어낼 수 있다. 다른 항공기를 따라갈 때, 조종사는 반드시 바람의 방향과 속도를 고려해서 이륙지점이나 착륙지점을 결정해야 한다.
만일 조종사가 다른 항공기의 이,착륙지점을 모를 경우, 최소한 3분 정도의 간격을 두어서 와류가 소산될 때까지 기다려야 한다.