활주로 용량

왜 배우는가: 활주로 용량은 공항의 처리능력을 결정하는 가장 기본적인 값이며, 지연과 결항의 주된 원인이 된다. 시설 증설과 운영 개선 중 무엇을 택할지 판단하는 근거이므로 도로및공항기술사 시험에 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제130회 2교시 5번, 제128회 1교시 13번, 제123회 1교시 12번, 제120회 3교시 6번, 제119회 2교시 6번, 제110회 3교시 5번, 제109회 1교시 13번, 제104회 4교시 5번, 제91회 3교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

활주로 용량은 주어진 기상과 운영 조건에서 활주로가 시간당 안전하게 처리할 수 있는 최대 항공기 운항횟수이다.

답안 첫 줄에는 위 정의를 쓰고, 이어서 시설 측면과 운영 측면으로 나누어 설명한다.

• 활주로 용량
• 시설용량
• 운영용량
• 실용용량
• PHOCAP
• PANCAP
• 활주로 점유시간
• 항공기 간 분리간격

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 활주로는 한 번에 항공기 한 대만 이착륙할 수 있다. 항공기끼리는 안전을 위해 일정한 거리나 시간 간격을 두어야 하므로, 이 간격이 쌓여 활주로의 처리능력이 된다. 이 처리능력이 활주로 용량이다.

정식으로 정의하면, 활주로 용량은 활주로 시설, 운항 구성, 항공기 간 분리 기준, 기상, 관제 여건을 전제로 단위 시간당 처리 가능한 최대 항공기 운항횟수이다. 국내 공항수용능력 설정지침도 시설용량과 운영용량을 모두 시간당 처리 가능한 최대 항공기 운항횟수로 산출하도록 정한다.

핵심 용어는 다음과 같이 구분한다.

• 시설용량: 활주로와 유도로 등 시설 조건만으로 계산한 이론적 최대치이다. 운항 방식과 기상은 반영하지 않는다.
• 운영용량: 활주로 운영방식, 항공기 등급 구성, 분리 간격, 기상, 관제 인력을 반영한 실제 처리능력이다. 같은 시설이라도 운영 조건에 따라 값이 달라진다.
• 실용용량(Practical Capacity): 운영용량 가운데 지연이 허용 가능한 수준을 넘지 않으면서 지속적으로 유지할 수 있는 시간당 처리량이다. 지연 수준을 기준으로 정한다.
• PHOCAP(Peak Hour Operational Capacity): 첨두시간대의 시간당 운영용량이다. 공항의 혼잡 여부를 판단할 때 쓴다.
• PANCAP(Practical Annual Capacity): 실용용량을 연간 운항량으로 환산한 값이다. 장기 계획과 투자 판단에 쓴다.
• 활주로 점유시간: 항공기 한 대가 활주로를 차지하는 시간이다. 착륙은 활주로 진입부터 이탈까지, 이륙은 활주 시작부터 이탈까지로 본다.
• 항공기 간 분리간격: 선행기와 후행기 사이에 두는 최소 거리 또는 시간이다. 난류 후류 때문에 무거운 항공기 뒤에서는 더 넓은 간격이 필요하다.

용량의 이론식은 평균 간격으로 나타낸다.

$C = 3600 / t$

C는 시간당 운항횟수(회/h), t는 연속한 두 운항 사이의 평균 간격(초)이다. 평균 간격은 활주로 점유시간과 분리 기준을 함께 반영한 값이다. 간격이 짧아질수록 용량은 커지며, 간격을 결정하는 요소가 곧 용량 결정 요소가 된다.

예를 들어 연속 운항의 평균 간격이 90초라면 C = 3600 ÷ 90 = 40회/h이다. 가상의 예이며, 계산 결과는 시간당 수십 회 수준이므로 상식 범위에 있다.

운영용량 산정에서 평균 활주로 점유시간은 해당 공항에 이륙하고 착륙하는 항공기 등급별로 20대 이상을 표본으로 실제 점유시간의 평균을 구한다. 그다음 운항실적 구성비를 가중하여 합산한다. 따라서 기종 구성이 바뀌면 같은 시설에서도 점유시간과 용량이 달라진다.

3. 등장 배경과 필요성

항공 수요는 꾸준히 늘어나는데 활주로는 토지 확보, 환경 규제, 건설비 때문에 신설하는 데 오랜 기간이 걸린다. 그래서 기존 활주로의 용량을 정확히 산정하고, 운영 방식의 개선으로 처리능력을 끌어올리는 일이 중요해졌다.

활주로 용량이 중요한 또 하나의 이유는 지연의 전파다. 활주로 용량은 극심한 지연, 대규모 일정 차질, 결항, 환승 실패를 일으키는 가장 큰 원인으로 꼽힌다. 용량은 날마다 달라지고 몇 시간 전에도 예측이 어렵기 때문에, 관제와 운영 단계에서 실시간으로 관리해야 한다.