한국항공우주연구원

비행기는 이륙할 때, 비행기 주변에 빠르게 흐르는 공기의 흐름, 즉 바람을 통해 양력을 얻게 된다. 물론 이러한 바람은 비행기의 엔진이 강한 추력을 냄으로서 비행기의 날개를 비행기의 진행방향으로 전진시킴으로서 생기는 것이다. 그러나 비행기 주변에는 이런 인공적인 바람만 불고 있는 것은 아니다. 비행기가 비행하는 야외에는 언제나 크건 작건 자연풍이 불고 있다. 이러한 바람은 비행기에 어떤 영향을 줄 것인가?

우선 비행기가 진행하는 방향과 같은 방향으로 부는, 즉 뒤에서 불어오는 배풍의 경우를 생각해 보자. 얼핏 생각하면 배풍을 받으면 더 빨리 이륙하고 빨리 비행할 수 있을 것 같지만 사실은 정반대이다. 항공기 뒤에서 불어오는 배풍은 항공기 날개를 앞에서 뒤로 스쳐지나가면서 양력을 만들어내는 바람과 반대 방향으로 작용한다. 그러면 양력을 만들어내는 바람의 세기는 줄어들게 될 것이다. 따라서 배풍을 받는 항공기는 무풍 상태의 항공기보다 더 늦게 이륙하게 된다.

그렇다면 항공기 기수 쪽에서 불어오는 정풍, 즉 맞바람을 받으면 어떨까? 이 경우 항공기가 만들어내는 추력으로 인해 생기는 바람에, 맞바람의 힘이 더해지므로 항공기의 날개에는 더욱 큰 바람의 힘이 가해지게 된다. 따라서 정풍을 받는 항공기는 무풍, 또는 배풍을 받는 항공기보다 더욱 빠르게 이륙할 수 있다. 좁은 비행갑판에서 함재기를 발함시켜야 하는 항공모함이 전속력으로 항진하면서 함재기를 발함시키는 것도 더 많은 정풍을 받기 위해서이다. 비행기가 추력을 일으키면서 받는 풍속에, 정풍, 또는 배풍의 풍속값을 더한 것을 상대 풍속이라고 한다.

정풍은 항공기가 착륙할 때도 유리하다. 비행기 자체의 속도가 느려도 충분한 양력을 생기게 해주기 때문이다. 비행기 속도가 느리면 착지한 다음 제동을 걸어 멈추는 착륙활주거리가 더 짧아지는 효과도 있다. 또한 착륙시 속도를 줄이기 위해 사용하는 스포일러, 플랩 등의 보조익의 효과를 더욱 높여준다. 항공모함이 함재기를 착함시킬 때에도 전속력으로 항주하는 것도 항공모함과 함재기 사이의 상대 속도를 줄여 원활하게 제동시키기 위함이다.

자, 그렇다면 항공기의 옆에서 불어오는 측풍은 어떨까? 결론적으로 말해 별로 좋지 않다. 우선 동체의 횡방향으로 공기저항이 걸리고, 또 양쪽 날개에 바람이 지나가는 양이 달라지기 때문에 양력의 불균형이 생긴다. 따라서 비행기의 날개가 한쪽은 들리고 다른 한 쪽은 처지는 기울어진 상태가 된다. 또한 비행 중이던 항공기가 지면에 착륙하는 도중에 측풍을 받으면, 비행기가 기울어진 채로 착지, 자칫하다가는 대형사고의 원인이 될 수 있다.

따라서 조종사가 균형을 잡기 어려우므로, 이를 교정하기 위한 장치인 트림 탭이 항공기에는 달려 있다. 그리고 공항에도 활주로가 여러 방향으로 여러 개 나 있고, 활주로 하나도 방향을 양쪽으로 쓸 수 있게끔 되어 있어서, 공항에서는 상황에 따라 정풍을 받는 효율적인 활주로를 사용할 수 있도록 안내해 준다.

항공기는 무조건 맞바람을 받아야 쉽게 뜨고 내린다. 뒷바람은 좋지 않으며, 측풍은 위험하다.  

그러나 뒷바람이 좋고 맞바람이 좋지 않은 경우가 있다. 바로 우리가 해외여행을 갈 때이다. 예를 들어 미국으로 해외여행을 가기 위해 비행기를 타면 느낄 수 있다. 지구의 자전에 의해 편서풍으로 불어오는 제트기류는 우리나라에서 미국을 갈 때는 뒷바람, 반대로 미국에서 우리나라오 올 때는 맞바람이 된다. 때문에 미국으로 출발하는 비행시간은 미국에서 돌아오는 비행시간에 비해 1시간정도 더 적게 소요된다. 이렇듯 뒷바람은 비행시간과 비행 효율을 좋게 해준다.​