비행장 등화

왜 배우는가: 비행장 등화는 야간착륙과 계기착륙을 하는 공항과 헬기장의 안전을 좌우하는 설비다. 항공등화의 종류와 역할은 항행안전시설 전체 체계와 함께 시험에서 반복해서 묻는 주제다.

출제 이력: 제130회 3교시 3번, 제123회 2교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 비행장 등화는 야간이나 악천후에도 항공기가 활주로·유도로·계류장을 식별하고 안전하게 이착륙과 지상이동을 하도록 설치하는 항공등화 설비의 총칭이다.

핵심 키워드

• 항공등화
• 비행장등대
• 진입등·선회등
• 진입각지시등(PAPI)
• 유도안내등
• 항공장애표시등
• 활주로등

키워드는 야간착륙이나 계기착륙을 하는 비행장과 헬기장에서 공통으로 쓰는 기본 항목이다. 답안에서는 종류를 나열하고, 각 등화가 조종사의 어떤 판단을 돕는지 한 문장씩 붙이는 구조가 기본이다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 비행장 등화는 밤에 조종사에게 활주로의 위치, 진입 방향, 접근 높이를 불빛으로 알려 주는 장치다. 낮에는 활주로 표면과 지형을 보고 착륙할 수 있지만, 야간에는 빛이 없으면 활주로를 찾기 어렵다.

정식 정의는 다음과 같다. 항공기의 이륙, 착륙, 지상이동을 돕기 위해 활주로와 그 주변, 유도로, 계류장에 설치하는 등화 설비를 항공등화라 하며, 비행장 등화는 이 항공등화의 집합을 말한다.

핵심 용어는 다음과 같이 풀이한다.

비행장등대는 공항의 존재를 멀리서 알리는 등화다. 야간에 항공기가 공항의 위치를 찾도록 돕는다.

진입등·선회등은 활주로로 들어오는 경로를 표시한다. 기본적으로 진입등만 설치하고, 써클링(circling)이나 카이탁 같은 특이 경로를 쓰는 경우에는 진입등을 연장해 선회등을 추가한다.

진입각지시등(PAPI)은 항공기가 올바른 높이로 접근하고 있는지 알려 준다. 4개 등으로 구성되며, 빨간색이 많이 보이면 낮고 하얀색이 많이 보이면 높은 것이다.

유도안내등은 지상 이동 중에 유도로를 식별할 수 있게 한다.

항공장애표시등은 항로상 장애물이 있음을 알린다. 흰색과 빨간색 줄무늬 표지와 함께 빨간색 등화를 점멸한다.

활주로등과 활주로 시작 표시등도 활주로 주변의 기본 등화로 함께 설명한다. 이들은 활주로의 범위와 시작점을 보여 주어 접지 구간을 판단하게 한다.

3. 등장 배경과 필요성

과거에는 선박과 같이 등화 형태의 항로표지가 많았다. 그러나 항공기의 고속화와 고고도화로 육안으로 표지를 식별하기 어려워졌다. 이에 따라 항로 정보의 대부분은 전파를 이용하는 항행안전무선시설로 옮겨 갔다.

항행안전시설은 전파, 불빛, 색과 형상을 이용해 항공기의 항행을 보조하는 시설로 정의된다. 전파를 쓰는 항행안전무선시설, 불빛을 쓰는 항공등화시설, 음성으로 정보를 주고받는 항공관제통신시설로 구분된다. 항공등화시설은 이 가운데 불빛을 이용하는 축이다.

계기착륙장치(ILS)는 활주로 방향의 직선 코스와 착륙 각도를 전파로 안내한다. 조종사는 계기판을 보며 이 두 전파가 만드는 공간을 따라 활주로에 접근한다. 그러나 계기 정보만으로는 활주로 표면과 접지 지점을 최종 확인하기 어렵다.

이 때문에 항행안전무선시설과 항공등화는 역할이 나뉜다. 전파시설은 방향과 각도를, 항공등화는 최종 접근과 활주로 표면을 안내한다. 야간이나 저시정 조건에서 계기착륙을 하는 비행장은 두 설비가 함께 작동해야 착륙 절차가 완성된다.

헬기장은 활주로 대신 헬리패드를 사용하므로 등화 구성이 다르다. 백열등에서 LED 광원으로 옮겨 가는 추세인데, 소비 전력이 낮고 수명이 길기 때문이다. 헬기 비행 중에는 조종사의 야간 시야를 방해하지 않도록 투광등을 끄고, 지상 이동 때만 켠다. 야간 운항에는 점등된 풍향 표시기도 필요하다.

공항의 항공등화는 전통적으로 직류 전원을 쓰지만, 헬기장 등화는 교류 전원을 쓰는 것이 일반적이다. 두 경우 모두 정전에 대비해 예비 전원이 필요하며, 세부 구성은 4절 참고.

4. 구성요소·원리·절차

비행장 등화는 항공기가 야간이나 저시정 상황에서 활주로·유도로·진입 경로를 식별하도록 빛으로 위치와 방향을 알려 주는 설비다. 등화의 종류마다 역할이 다르므로 구성요소를 기능별로 나눠 이해해야 한다. 등화는 진입등, 활주로등, 유도로등, 진입각지시등(PAPI), 비행장등대, 항공장애표시등으로 구분한다.

이 표는 등화 종류별 역할을 보여 준다. 진입등과 선회등은 특이 경로에서만 연장하여 설치한다는 점이 핵심이다. 진입각지시등은 4개 등으로 구성되며, 빨간색 등이 많으면 낮고 흰색 등이 많으면 높은 것으로 판단한다.

원리는 다음과 같다. 등화는 조종사의 시각에 의존하는 정시(visual) 항법 보조 장치이다. 계기착륙장치(ILS)가 전파로 활주로 방향과 활공각을 알려 준다면, 항공등화는 활주로 직전 구간에서 조종사가 육안으로 활주로를 확인하도록 돕는다. 두 설비는 상호 보완 관계다.

항공등화는 빛의 색과 배열로 항공기의 위치·방향·접근 각도를 알려 주는 시각 유도 설비다

항공등화의 전기 시스템은 다음 절차로 구성된다.

• 상용전원을 받아 등기동 제어반(조광기)에 공급한다.
• 제어반은 등화 회로를 조광 단계별로 제어한다.
• 상용전원 정전 시 비상발전기 또는 무정전전원장치로 자동 전환한다.
• 등화 회로는 등기(고광도 등기)를 통해 등에 전력을 공급하고, 회로 이상은 감시 장치로 경보한다.

전원 흐름을 그림으로 나타내면 다음과 같다.

5. 관련 법령·기준·표준

항공등화의 설치와 전원 기준은 항공법과 항행안전시설 관련 고시, 그리고 국제민간항공기구(ICAO) 부속서 기준을 따른다. 국내에서는 공항시설법과 항공안전 관련 기술기준이 설치 조건을 정한다. 구체적인 조문 번호와 별표는 여기서 생략하고 기준 이름만 적는다.

항공등화의 기준 수치를 표로 정리하면 다음과 같다.

비상전원 기준에서 소방·보안 등 중요 부하는 상용전원 정전 시에도 끊기지 않아야 한다. 비상발전기 기동 시 상용전원의 일시 전압강하와 우발적 기동을 막기 위해 기동시간 지연장치를 설치한다. 이 지연 시간은 대부분 1초 정도로 둔다.

항공장애표시등은 흰색과 빨간색 표지를 조합하여 장애물의 위치를 알린다. 이 기준을 답안에 쓸 때는 설치 대상과 색 조합을 함께 적는다. 등화 전원은 공항과 헬리포트의 방식이 다르므로 구분하여 쓴다.