계기활주로

왜 배우는가: 계기활주로는 계기접근절차로 항공기를 안내하는 활주로로, 정밀·비정밀 접근의 구분과 CAT 등급별 결심고도·가시범위 조건이 활주로 시설 설계와 운영 기준을 정한다. 공항 시설 계획, 활주로 배치, 항행안전시설 설치 판단에서 반복적으로 쓰이는 기본 개념이라 시험에서 자주 묻는다.

출제 이력: 제133회 1교시 13번, 제119회 1교시 12번, 제96회 1교시 11번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

계기활주로는 계기접근절차를 이용하는 항공기의 운항을 목적으로 운용되는 활주로로, 비정밀접근활주로와 CAT 등급별 정밀접근활주로를 포함한다.

핵심 키워드: 계기활주로, 비정밀접근활주로, 정밀접근활주로, CAT-Ⅰ, CAT-Ⅱ, CAT-Ⅲ, 결심고도(DH), 활주로 가시범위(RVR)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 조종사가 계기만 보고 활주로에 접근하도록 설계된 활주로다. 시정이 나빠 활주로를 육안으로 보기 어려운 날에도 항공기를 안전하게 내리기 위해 전파 항행시설과 시각지원시설을 갖춘다.

정식 정의는 「공항·비행장시설 및 이착륙장 설치기준」에 따른다. 계기활주로는 계기접근절차(instrument approach procedure)를 이용하는 항공기의 운항을 목적으로 운용되는 활주로이며, 접근 방식에 따라 비정밀접근활주로와 정밀접근활주로로 나뉜다.

비정밀접근활주로는 시각지원시설과 직진입에 적합한 방향정보를 주는 비시각 지원시설로 운용되는 계기활주로다. 방위정보만 주므로 강하 경로 정보가 없고, 최저강하고도(MDA)를 사용한다.

정밀접근활주로는 방위와 강하 경로를 모두 안내하는 계기착륙시설(ILS)과 시각지원시설을 갖춘 계기활주로다. 기준 설치기준에 따라 다음과 같이 세분한다.

• CAT-Ⅰ: 결심고도 60m 이상, 시정 800m 이상 또는 활주로 가시범위 550m 이상.
• CAT-Ⅱ: 결심고도 30m 이상 60m 미만, 활주로 가시범위 300m 이상의 조건에서 운용되며 ILS 및 시각지원시설을 갖춘 계기활주로.
• CAT-Ⅲ: 결심고도 30m 미만 또는 결심고도 없이 활주로 가시범위 300m 미만, 또는 활주로 가시범위 한계가 없이 운용 가능한 조건에서 운용되는 계기활주로.

결심고도(DH)는 착륙을 계속할지 실패접근절차로 복행할지 결정해야 하는 고도다. 정밀접근에서 쓰는 개념이며, 비정밀접근에서는 최저강하고도(MDA)를 쓴다. CAT 등급이 높을수록 결심고도는 낮아지고 조종사가 지상 가까이까지 접근할 수 있다.

3. 등장 배경과 필요성

육안 접근만으로는 저시정 기상에서 착륙이 불가능하다. 항공 운항을 기상 조건과 무관하게 계속하려면 계기만으로 활주로 방향과 강하 경로를 안내하는 시설이 필요했다. 이에 따라 방위각·활공각 전파를 쓰는 ILS가 정밀접근 체계의 기반이 되었다.

운항 횟수가 늘고 공항 용량을 높이려는 요구가 커지면서 시정이 낮은 조건에서도 운항할 수 있는 CAT Ⅱ·Ⅲ 운용이 확대되었다. 활주로를 계기접근용으로 지정하면 장애물 제한표면, 전파보호임계지역, 활주로 안전구역 등 추가 설계 조건도 함께 적용된다. 따라서 계기활주로는 항행시설과 장애물 관리를 함께 묶어 판단하는 출발점이다. 설계 시에는 장래 계기활주로 개발에 따른 장애물 제한표면 조건을 고려해야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

계기활주로(Instrument Runway)는 계기접근절차로 운항하는 항공기를 위한 활주로이므로, 그 구성은 활주로 본체와 이를 둘러싼 안전구역, 그리고 접근을 돕는 항행안전시설로 나뉜다. 구성요소를 표로 정리하면 다음과 같다.

계기활주로는 항행안전시설의 수준에 따라 비정밀접근활주로와 정밀접근활주로로 나뉜다. 정밀접근활주로는 ILS와 시각지원시설을 갖춘 활주로이며, 결심고도와 활주로 가시범위에 따라 CAT-Ⅰ, CAT-Ⅱ, CAT-Ⅲ로 구분한다. 비정밀접근활주로는 시각지원시설과 직진입에 적합한 방향정보를 주는 비시각 시설로 운용된다.

계기접근의 원리는 다음과 같다. 항공기가 계기비행규칙(IFR)으로 접근할 때 지상 전파가 방위각과 활공각 정보를 주고, 조종사는 이를 따라 강하한다. 결심고도(DH)에 도달했을 때 활주로나 시각 참조물이 보이지 않으면 실패접근절차(복행)를 시작한다. 즉 계기활주로의 성능은 전파 안내의 정확도와 시각 확인의 조건이 함께 결정한다.

계기활주로는 계기접근절차를 위한 활주로이며, 정밀도에 따라 비정밀·CAT-Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ로 나뉜다.

절차는 다음 순서로 진행된다.

• 항공기가 계기비행규칙으로 접근 초기 구간에 진입한다.
• 방위각·활공각 전파를 따라 최종 접근 경로로 강하한다.
• 결심고도 또는 최저강하고도에 도달해 시각 참조 여부를 판단한다.
• 활주로가 보이면 착륙을 계속하고, 보이지 않으면 실패접근절차로 복행한다.

계기접근 전체 흐름은 아래 도식과 같다.

5. 관련 법령·기준·표준

계기활주로의 정의와 정밀도 구분은 「공항·비행장시설 및 이착륙장 설치기준」 제2조에 규정되어 있다. 핵심 기준 수치는 다음 표와 같다.

표의 값은 「공항·비행장시설 및 이착륙장 설치기준」 제2조제6호에 따른다. 비정밀접근활주로는 결심고도 대신 최저강하고도(MDA)를 사용한다는 점을 함께 기억한다.

활주로 종단안전구역 기준도 계기활주로와 직결된다. 제20조제1항은 분류번호 1, 2인 계기활주로에 착륙대 종단 종단안전구역을 설치하도록 규정한다. 제21조제1항은 분류번호 3, 4의 종단안전구역 길이를 착륙대 종단에서 90m 이상 확보하도록 한다(다만 국토교통부장관의 인가를 받아 착륙대 종단에 제동시스템을 설치하면 그 길이를 줄일 수 있다). 제21조제2항은 분류번호 1, 2인 계기활주로에 대해 120m 이상 확장을 요구하며, 제동시스템이 설치된 경우에는 감소된 길이를 적용한다. 제21조제3항은 폭을 활주로 폭의 2배 이상으로 정한다.

정밀접근활주로에서 활주로 종단안전구역은 방위각제공시설(LLZ)이 설치되는 지점까지 연장해야 한다(제21조제4항).

개정 연혁으로는 항공안전 기준 체계가 정비되면서 「공항안전운영 세부지침」에도 같은 계기활주로 정의가 반영되어 있다.

6. 유형과 비교

계기활주로는 계기접근절차를 이용하는 항공기의 운항을 목적으로 운용되는 활주로이며, 접근 방식과 기상 조건에 따라 비정밀접근활주로와 정밀접근활주로로 나뉜다. 정밀접근활주로는 다시 CAT-Ⅰ, CAT-Ⅱ, CAT-Ⅲ로 세분된다. 아래 표는 유형별 운용 조건을 비교한다.