비행장 설계기준

왜 배우는가: 비행장 설계기준은 공항 계획과 활주로 설계의 출발점이며, 항공기 성능과 운항 조건을 설계 수치로 바꾸는 기준이다. 공시거리(TORA·TODA·ASDA·LDA)와 활주로 길이 산정은 기술사 시험에서 용어 문제와 논술 문제로 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제113회 3교시 6번, 제99회 1교시 11번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

비행장 설계기준은 항공기의 이륙·착륙 요구조건과 비행장 조건을 반영하여 활주로 길이, 공시거리, 장애물 제한, 안전구역 등 비행장시설의 설치 요건을 정한 기준이다. (비행장 설계기준은 항공기 운항 요구조건을 만족하도록 활주로와 부속시설의 크기·위치·조건을 정한 기준이다.)

핵심 키워드

• 활주로 길이 산정
• 공시거리
• 이륙활주가용거리(TORA)
• 가속정지가용거리(ASDA)
• 장애물 제한표면
• 정지로와 개방구역
• 착륙대와 종단안전구역
• 비행장 표고·기압 보정

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 비행기가 안전하게 뜨고 내리는 데 필요한 땅의 길이와 폭, 그리고 그 주변에 둬야 할 공간을 정한 규칙이다. 활주로가 짧으면 이륙을 포기했을 때 멈추지 못하고, 길면 건설비가 늘어난다. 그래서 기준은 항공기 성능과 현장 조건을 함께 보고 최소 길이를 정한다.

정식 정의는 「공항·비행장시설 및 이착륙장 설치기준」 제8조에 따른 활주로 길이 산정 원칙이다. 활주로 길이는 취항 항공기의 성능과 운항 시 중량, 기후조건(지상풍·기온), 활주로 경사와 표면조건, 비행장 위치(기압·지형에 따른 표고)를 반드시 고려하여 정한다. 실제 활주로 길이는 운항 요구조건을 만족하고, 비행장 조건으로 보정한 최장 길이보다 짧아서는 안 된다. 다만 이용률을 95% 이상 확보하기 위해 추가로 설치하는 보조활주로는 예외다. 정지로·개방구역이 있으면 실제 길이는 짧아도 되나, 활주로와 그 구역을 합친 구간이 이용 항공기의 이착륙 요건을 충족해야 한다.

이륙활주가용거리(TORA) 는 이륙항공기가 지상 활주에 이용하도록 정한 활주로 길이다. 이륙가용거리(TODA) 는 TORA에 이륙방향 개방구역을 더한 길이로, 항공기가 일정 고도까지 초기 상승하는 데 쓴다. 가속정지가용거리(ASDA) 는 이륙을 포기했을 때 항공기가 정지하도록 정한 길이로, TORA에 정지로를 더한다. 착륙가용거리(LDA) 는 착륙항공기가 지상 활주에 쓰는 길이다. 이 네 가지를 합쳐 공시거리라 한다.

공시거리는 활주로 시단 이설 여부에 따라 달라진다. 이설된 시단이 있으면 그 방향 진입의 LDA만 이설 거리만큼 줄어든다. 다른 방향 운항의 공시거리는 영향을 받지 않는다. 정지로나 개방구역이 있으면 활주로 길이가 기준보다 짧아도 되지만, 활주로와 정지로·개방구역을 합친 구간이 그 항공기의 이·착륙 요건을 충족해야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

항공기는 대형화되고 이륙 중량이 커지면서 활주로 길이 요구가 달라졌다. 같은 활주로라도 고도가 높거나 기온이 높으면 공기 밀도가 낮아져 필요한 활주 거리가 늘어난다. 그래서 설계기준은 표고, 기온, 경사, 표면 상태를 보정하도록 규정한다.

또 이륙 중 엔진 고장 같은 비정상 상황에서 이륙을 포기하는 경우를 대비해야 한다. 이 때문에 TODA와 ASDA를 따로 정하고, 정지로와 개방구역으로 안전 여유를 확보한다. 항공기 사고 시 피해를 줄이기 위해 착륙대와 종단안전구역을 두는 것도 같은 맥락이다.

비행장 설계는 항공 안전만이 아니라 주변 환경과도 얽힌다. 활주로 방향은 바람장미로 정한 우세풍 방향을 기준으로 하고, 소음 민감지역과 장애물 제한표면, 토지이용 계획을 함께 검토해야 한다. 이런 필요성 때문에 비행장 설계기준은 항공 안전, 용량, 주변 환경을 한 체계로 묶는 역할을 한다.

4. 구성요소·원리·절차

비행장 설계기준은 활주로, 유도로, 계류장, 항행안전시설이 서로 맞물려 동작하도록 정한 기준이다. 그중 활주로는 공시거리(TORA·TODA·ASDA·LDA)로 길이를 정의하고, 정지로·개방구역·이설 시단이 그 길이를 늘리거나 줄인다.

활주로 길이는 항공기 성능·운항 중량, 기후(지상풍·기온), 활주로 경사와 표면, 비행장 표고를 함께 고려해 정한다. 이륙과 착륙 요구조건을 모두 만족해야 하며, 이륙 방향과 착륙 방향 각각의 공시거리를 따로 산정한다.

원리는 다음과 같다. 이륙 항공기는 TODA 안에서 이륙과 초기 상승을 마쳐야 한다. 이륙을 포기하는 경우에는 ASDA 안에서 정지해야 한다. 따라서 정지로와 개방구역은 활주로 물리 길이가 짧아도 공시거리를 확보하는 수단이 된다. 이설 시단이 있으면 그 방향 진입의 LDA만 줄어든다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 취항 항공기와 운항 중량을 정하고 요구 활주로 길이를 산정한다.
• 지상풍·기온·표고를 보정해 최장 요구 길이를 구한다.
• 활주로 양방향에서 TORA·TODA·ASDA·LDA를 구한다.
• 정지로·개방구역·이설 시단을 배치해 공시거리를 조정한다.
• 장애물 제한표면과 종단안전구역을 검토한다.

TODA = TORA + 개방구역 길이, ASDA = TORA + 정지로 길이 는 공시거리 정의식이다. 각 값은 실제 활주로 길이는 보정한 최장 요구 길이보다 짧을 수 없다는 원칙을 따른다.

도식 항목은 아래와 같다.

5. 관련 법령·기준·표준

활주로 공시거리 정의와 산정 조건은 「공항·비행장시설 및 이착륙장 설치기준」 제8조에 있다. 착륙대와 종단안전구역 구역 요건은 「공항시설법 시행규칙」과 「공항시설법」 제24조에 있다. 정지로의 폭과 경사 조건은 같은 설치기준 제2장 제2절(활주로) 제26조에 있다. 개정 연혁은 설치기준이 2022-06-21 시행, 공항시설법 제24조가 2026-12-09 시행 기준이다. 이 값들은 법령 원문의 현행 기준이다.

표의 값은 설계 시 기준값이다. 설치기준 제8조의 공시거리 조건은 다음과 같다. 정지로나 개방구역이 있으면 실제 활주로 길이는 짧아도 되지만, 활주로와 정지로·개방구역이 이용 항공기의 이착륙 요건을 충족해야 한다.

그림 설명: 활주로 종류에 따라 공시거리가 달라지는 관계는 아래 curve 도식으로 대략의 모양만 보인다.

6. 유형과 비교

비행장 설계기준은 활주로의 공시거리와 구역 배치를 기준으로 유형을 나눈다. 같은 활주로라도 구역 설치 여부에 따라 공시거리가 달라진다. 설계자는 항공기 운항 방향별로 각 거리를 따로 산정해야 한다.