활주로 개방구역 및 정지로

왜 배우는가: 활주로 개방구역과 정지로는 공항의 이륙 성능과 공시거리를 결정하는 기본 요소이며, 공시거리 4종(TORA·TODA·ASDA·LDA)의 계산 근거가 되어 기술사 시험에서 용어 문제와 논술 문제로 반복해서 출제된다. 활주로 길이를 물리적으로 늘리지 못할 때 대안으로 쓰이므로 실무 설계 판단에도 직접 연결된다.

출제 이력: 제116회 1교시 12번, 제101회 1교시 13번, 제94회 1교시 13번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

개방구역은 항공기가 일정 고도까지 초기 상승하는 데 지장이 없도록 활주로 종단 이후에 설정된 장방형 구역이고, 정지로는 이륙을 포기한 항공기가 정지할 수 있도록 활주로 시단 이전 또는 이륙 방향 끝에 설치하는 장방형 지상구역이다.

• 키워드: 개방구역(Clearway), 정지로(Stopway), 이륙활주가용거리(TORA), 이륙가용거리(TODA), 가속정지가용거리(ASDA), 공시거리, 가속정지거리, 초기 상승

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 활주로 끝을 넘어선 여유 공간이다. 이륙하는 항공기는 활주로 끝에서 바로 장애물을 만나지 않도록 상승해야 하는데, 그 여유 공간이 개방구역이다. 이륙을 중단해야 할 때 항공기를 세우는 여유 공간이 정지로다. 두 구역 모두 활주로 본포장과 함께 공시거리의 구성 요소가 된다.

정식 정의는 다음과 같다. 「공항·비행장시설 설계 세부지침」 제3조는 개방구역(Clearway)을 항공기가 이륙하여 일정 고도까지 초기 상승하는 데 지장이 없도록 활주로 종단 이후에 설정된 장방형의 구역으로 정의한다. 같은 조에서 가속정지거리는 이륙활주 중 결심속도(V1)에 이르기 전 엔진이 부분적으로 꺼지는 경우 이륙활주로 시점부터 정지지점까지의 수평거리다.

정지로(Stopway)는 이륙항공기가 이륙을 포기하는 경우에 항공기가 정지하는 데 적합하도록 설치된 구역으로, 이륙활주가용거리의 끝에 위치한 장방형의 지상구역이다. 정지로는 이륙 중단 상황을 위한 구역이라는 점에서 개방구역과 목적이 다르다.

공시거리는 이 두 구역을 포함해 정부가 고시하는 실제 활주로 길이다. 이륙활주가용거리(TORA)는 지상 활주에 쓰는 길이이고, 이륙가용거리(TODA)는 TORA에 이륙 방향 개방구역을 더한 길이다. 가속정지가용거리(ASDA)는 TORA에 정지로를 더한 길이다. 착륙가용거리(LDA)는 착륙 항공기가 지상 활주에 쓰는 길이다.

핵심 원리는 이륙 성능 계산 시 개방구역과 정지로를 활주로 본포장 길이를 대신해 사용할 수 있다는 점이다. 개방구역이 있으면 본포장 길이가 짧아도 이륙 가능 중량을 늘릴 수 있다. 다만 개방구역 길이는 TORA의 절반을 넘을 수 없다.

3. 등장 배경과 필요성

활주로 길이는 항공기 성능과 운항 중량에 따라 정해진다. 그런데 부지 경계, 산, 바다, 계곡 같은 지형 제약으로 본포장을 충분히 늘리기 어려운 경우가 많다. 이때 활주로 끝 너머 지역을 개방구역과 정지로로 활용하면 본포장을 줄이면서도 이륙 요건을 맞출 수 있다. 「공항·비행장시설 설계 세부지침」 제9조는 이를 활주로 길이를 연장시키는 대안으로 규정한다.

국제적으로는 국제상업 운송에 쓰이는 활주로에 공시거리 계산을 요구하고, 각 방향별 공시거리를 항공정보간행물(AIP)에 게재하도록 한다. 공시거리가 정확해야 조종사가 이륙 중량과 중단 결정을 안전하게 할 수 있기 때문이다. 즉 개방구역과 정지로의 도입 배경은 지형 제약 극복과 이륙 성능의 공식화라는 두 가지다.

또한 활주로 종단안전구역 설치가 어려울 때 공시거리를 줄여 검토하는 경우도 있다. 이는 안전구역 확보와 공시거리 사이의 균형 문제로 이어진다.

4. 구성요소·원리·절차

활주로 공시거리는 활주로 본포장, 개방구역(Clearway), 정지로(Stopway), 이설된 시단으로 구성된다. 각 구성요소가 어느 거리에 포함되는지를 구분하는 것이 핵심이다.

개방구역은 항공기가 이륙 후 일정 고도까지 상승하는 데 쓰이고, 정지로는 가속 중 엔진 고장으로 이륙을 포기했을 때 정지에 쓰인다. 두 구역은 항공기 이륙성능 계산에 포함되지만 착륙에는 사용하지 않는 것이 원칙이다. 다만 착륙에 적절한 길이인지는 착륙거리로 따로 확인해야 한다.

공시거리 관계는 다음과 같이 정리된다.

• TORA는 이륙활주에 쓸 수 있는 활주로 길이로, 본포장 길이와 같다.
• TODA는 TORA에 이륙 방향 개방구역 길이를 더한 값이다.
• ASDA는 TORA에 정지로 길이를 더한 값이다.
• LDA는 착륙 방향 활주로 길이이며, 이설된 시단 거리만큼 줄어든다.
• 정지로와 개방구역이 없으면 네 가지 공시거리는 모두 같아진다.

개방구역 길이는 TORA의 절반을 초과할 수 없다. 이 제한은 TODA 계산의 상한을 정한다. 개방구역은 활주로 중심선 연장선 양측으로 넓혀야 하며, 계기활주로는 양측 75m 이상, 비계기활주로는 착륙대 폭의 절반 이상이다.

설계 원리는 항공기 이륙성능으로 활주로 길이를 정하는 데 있다. 설계 절차는 다음과 같다.

• 취항 항공기의 최대이륙중량과 성능자료로 이륙 소요거리(TOR)를 구한다.
• 가속정지거리(ASD)와 이륙거리(TOD)를 구한다.
• 결심속도 V1에서 ASD와 TOD가 같아지는 지점을 찾아 필요 거리를 정한다.
• 활주로 본포장, 정지로, 개방구역 길이를 조합해 공시거리를 정한다.
• 착륙거리를 확인하고 LDA가 착륙 요건을 만족하는지 검토한다.

계산 예는 다음과 같다. 활주로 본포장 길이가 2,000m, 개방구역이 300m, 정지로가 200m인 경우 TORA는 2,000m, TODA는 2,000m + 300m = 2,300m, ASDA는 2,000m + 200m = 2,200m이다. 개방구역 300m는 TORA 2,000m의 절반인 1,000m 이하이므로 설계 제한을 만족한다. 결과는 TODA가 가장 크고 ASDA가 TORA보다 큰, 상식 범위의 값이다.

5. 관련 법령·기준·표준

개방구역과 정지로의 기준은 국토교통부 고시의 설계 세부지침과 설치기준에 규정되어 있다. 기준값은 다음 표와 같다.

개방구역 폭은 활주로 종류에 따라 달라진다. 계기활주로와 비계기활주로의 구분이 중요하다. 정지로 길이는 설계 세부지침의 공시거리 계산 규정을 따른다.

개정 연혁으로 설치기준은 2022-06-21 개정본이 확인된다. 항행시설 물체의 재질 기준은 공항시설법 시행규칙에 규정되어 있다.

6. 유형과 비교

활주로 공시거리는 활주로 본포장, 개방구역, 정지로, 이설된 시단의 조합에 따라 네 가지로 나뉜다. 네 거리는 각각 이륙 지상활주, 이륙 전 과정, 이륙 포기 시 정지, 착륙 지상활주에 쓰이므로 서로 바꿔 쓸 수 없다.