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한양대 기계공학부 조진수 교수가 11일 서울 잠실에 555m의 제2롯데월드가 신축되면 이 건물 주변으로 소용돌이가 발생해 항공기 안전이 위협을 받게 된다는 시뮬레이션 결과를 발표, 제2롯데월드 논란이 새로운 국면을 맞고 있다. 다음은 조진수 교수의 발표 자료 전문. <편집자 주>
제2롯데월드 신축시 와류 난류로 인해 안전 착륙에 지장 예상
한양대학교 응용공기역학 연구실(지도교수 : 조진수)의 조사와 연구에 의하면 제2롯데월드를 성남 공군기지(서울공항) 항로 인근의 예정 위치에 신축할 경우, 초고층 건물에 부딪히는 바람으로 발생하는 와류 난류(Wake Turbulence)에 의해 제2롯데월드 옆을 지나 착륙하는 항공기의 안전 착륙에 지장을 초래할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
1. 와류 난류(Wake Turbulence) 란?
초고층 건물이나 우뚝 선 높은 산과 같은 지형지물에 바람이 부딪힐 경우, Karman 와열(Karman Vortex Street)이라고 하는 공기역학적 현상이 발생하여 와류 난류를 일으키게 된다. 지금까지의 연구 및 조사에 의하면 가늘고 긴(종횡비가 큰) 초고층 건물에서 바람에 의한 Karman 와열과 같은 다양한 난류 현상이 발생하는 것으로 보고되고 있고, 높은 산으로 인해 발생하는 Karman 와열의 경우 제주도 한라산 및 페루연안의 Juan Fernandez 군도에서의 위성 사진을 예로 들 수 있다.
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◀ ⓒ조진수 교수 |
항공기가 위와 같은 Karman 와열 속을 관통할 경우 와류 난류로 인한 불안정성으로 인해 고도나 자세가 급격히 변할 가능성이 있어 조종사의 각별한 주의가 요구되며 착륙시와 같이 낮은 속도와 정밀한 자세를 유지해야 되는 경우 큰 항공 안전 장애를 유발할 수도 있다.
2. 제2롯데월드 신축 예정지와 근접한 성남 공군기지 착륙 항로
서쪽에서 제 2롯데월드 신축 예정지 북쪽을 통과하여 성남 공군기지 동편 활주로에 착륙하는 항로의 경우, 우측 그림에서 보는 바와 같이 제2롯데월드 신축 예정지의 북쪽으로 약 1.2km떨어진 지점을 약 350~400m의 고도로 통과하게 된다. 그리고 항공기는 우선회하고 제2롯데월드 신축 예정지의 동쪽으로 약 1.16km(동편 활주로 3도 변경시 1.5km) 떨어진 지점을 고도 약 280m로 지나게 된다. 옆의 그림에서 붉은 실선은 활주로 변경 전, 노란 점선은 동편 활주로 3도 변경 후의 착륙 항로를 나타낸다.
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◀ ⓒ조진수 교수 |
3. 제2롯데월드 신축시 발생 가능한 와류 난류
세계적으로 항공기가 착륙하는 항로 옆으로 500m 이상의 산이나 초고층 건물이 존재하는 경우가 없고, 홍콩의 카이탁(Kai Tak) 공항은 주변에 500m 이상 높이의 산으로 인해 조종사들이 항공기 운항에 어려움을 겪어 공항이 폐쇄되었고 첵랍콕(Chek Lap Kok) 공항이 신설되었다. 그러나 제2롯데월드(높이 555m) 신축 예정지는 착륙 항로로부터 가깝게는 1.2km에 위치하고 있다.
한양대학교 응용공기역학 연구실에서 신축 예정인 제2롯데월드와 비슷한 형상과 신축예정지 부근에서 발생 가능한 바람을 전산유체역학 프로그램을 사용하여 시뮬레이션하였다. 이 결과 지상풍속 초속 5m(잠실의 경우 초속 5m 이상은 주로 남서, 북서풍이며 연중 90일 이상 발생)에서 제2롯데월드에 의해서 발생하는 Karman 와열은 고도 400m 이하, 수평거리 최소 2km 이상 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그림 1은 전산해석 결과상에 와류 난류층을 통과하는 항공기의 항로를 위에서 본 것이며, 그림 2는 제2롯데월드에서 1.2km 떨어진 지점에서 고도 350m로 지나가는 항공기와 1.5km 떨어진 지점에서 고도 280m로 지나가는 항공기가 와류 난류를 관통해야 하는 것을 앞에서 보여주고 있다. 그림 3은 이러한 현상을 알아보기 쉽게 3차원으로 보여주고 있다.
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◀ ⓒ조진수 교수 |
특히 맑은 날씨에 와류 난류로 CAT(Clear Air Turbulence : 청천난류)가 발생할 경우 조종사들이 전혀 예기치 못한 난류층을 항공기가 통과하게 되어 심각한 항공안전장애를 유발할 수도 있다.
2롯데월드의 높이를 555m의 초고층으로 고집할 경우 성남 공군기지에 착륙하는 항공기의 항공 안전을 보장하기 위해서는 사용되는 모든 착륙 항로로부터 최소한 3~4km이상 떨어진 장소에 신축하여야 할 것이다. | 
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