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Ⅰ. 개요

공항설계시에는 대상 공항을 이용하게 될 항공기의 분류를 여러 방법으로 하게 되며 설계항공기의 분류는 공항설계에 있어 매우 중요하다. 항공기의 분류는 공항 각 분야의 설계대상 시설 및 각각의 사용목적에 따라 분류방법이 달라진다. 또한 ICAO와 FAA의 두 기관의 분류도 각각의 기준에 따라 달리 적용하고 있음을 주의하여야 한다.

Ⅱ. 항공기의 분류

1) 항공기 크기별 분류

활주로의 길이, 폭, 활주로 분리간격, 유도로 분리간격, 비행장애, 각종 장애물 이격거리 등 공항의 기하구조를 설계하는 기준으로 이용하며 비행장내 장애제한구역의 설정 기준이다.

① ICAO

항공기 제원과 관련하여 비행장 코드 분류를 정하였으며 활주로 길이별로 비행장 코드번호 1, 2, 3, 4로 날개폭 및 외측차륜 간격에 의해 비행장 코드 A, B, C, D, E로 분류한다.

② FAA

항공기의 날개폭을 기준으로 항공기 설계그룹 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ 등 6개 그룹으로 분류한다.

Airplane Operational Characteristics for FAA Airport Reference Coding System

2) 착륙속도별 분류

① 항공기의 이륙 및 착률 절차수립, 적당한 장애물 이격거리 산출, 고속탈출 유도로의 적정 위치 산출에 이용

② 항공기가 최대인가 착륙중량으로 착륙할 때 실속도 (체공가능한 최소속도로 stall speed라고 한다)의 1.3배의 속도로 활주로 말단을 통과한다고 가정하며 이 접근속도의 기준으로 FAA에서 진입카테고리 A, B, C, D, E 등의 5가지로 구분한다.

3) 중량별 분류

(1) 항공기 운항

항공기의 엔진에서 발생하는 후풍와류로 인해 항공교통 관제사는 특정조건하에서 특정등급의 항공기간의 분리간격을 달리 적용한다. 후풍와류의 크기는 항공기의 중량에 따라 달라진다.

(2) 활주로 길이

① 활주로 길이 산출에도 항공기 중량은 매우 중요한 요소이다.

② 최대 총중량이 6만 파운드 이하일 때는 진입속도에 따라 몇 개의 집단으로 분류하여 각 집단에 대하여 고려한다.

③ 최대 총중량이 6만 파운드 이상일 때에는 특정한 비행기에 대하여 설계한다.

(3) 활주로의 용량

항공기 혼합율은 활주로 용량에 영향을 미친다. 이것은 4개 등급의 항공기가 각각 처리되는 상대적인 운항백분율이다.

(4) 공항의 포장

공항의 포장설계를 위하여 중량에 의하여 분류한다. 이를 위하여 미 공군에 의해서 light, medium, heavy, modified heavy, shortfield 등으로 구분한다.

4) 착륙장치 형태별 분류

(1) 포장설계

항공기의 총중량이 공항의 포장에 어떻게 분포하는지는 착륙장치의 형태와 배치에 밀접하게 관련되어 있다. FAA에서는 항공기를 기어형태로 분류하여 포장설계 곡선에 이용한다.

① 기어형태에 의한 분류

a. 단차륜 항공기

b. 듀얼기어 항공기

c. 듀얼텐덤기어 항공기

d. 광동체 항공기

(2) 포장평가

비행장 포장의 하중지지력에 영향을 주는 주된 요인은 포장구조의 두께 및 강도, 항공기에 의해 부과된 하중의 분포, 하중의 의 반복횟수 등이다. 이 중 하중의 분포는 착륙장치의 형태 및 배치에 따라 크게 영향을 미치며, 각 항공기는 기어형태와 착륙장치배치에 의햐 각 그룹으로 분류된다.

Ⅲ. 결론

항공기의 분류는 그 용도에 따라 다양하므로 설계목적에 따라 적절한 방법을 선정하여 분류하여야 한다. ICAO와 FAA의 분류도 서로 상이하므로 각 설계목적별로 적절한 방법을 선정하여 각 설계인자를 결정하는 것이 무엇보다도 중요하다.

Ⅰ. 개요

공항의 용량은 활주로, 유도로, 에이프런, 등 각 구성 요소들의 개념으로 표현되며 공항의 용량을 나타내는 대표적인 단위는 시간당 운항횟수이다. 일반적으로 활주로 용량이 공항의 용량을 결정하는 주요 요소가 되며 공항의 계획 및 설계에 있어 가장 중요한 고려사항이 된다.

Ⅱ. 공항의 용량

1) 활주로 용량

(1) Ultimate Capacity (최대수용용량)

① 이론상 최대로 항공기를 운항시킬 수 있는 수용능력

② 항공기들이 이착륙 운항을 위하여 대기하고 있다가 안전을 위한 관제규정을 범하지 않으면서 주어지는 운항허가에 즉작적으로 반응하는 것으로 가정한 것

③ 단순한 수학적 모형에 의한 계산으로 산출

(2) Practical Capacity (실용용량)

① 일정한 지연시간이나 서비스 수준을 허용하는 범위에서 실제로 운항이 가능한 항공기 이착륙 횟수를 의미

② 평균지체시간을 참을만한 수준으로 억제하면서 운영할 수 있는 시간당 운항횟수로 평균적으로 3-4분을 참을만한 지체시간으로 간주

2) 계류장-게이트용량

계류장-게이트 용량은 이용하는 항공기가 계류장-게이트를 점유하는 가중평균 시간의 역수로 표시된다. 즉, 항공기가 30분동안 계류장-게이트를 점유하였다면 게이트용량은 2대/hour가 된다.

3) 유도로 용량

① 항공기 혼합율, 활주로 출발끝단으로부터 유도로까지 거리,항공기 운항방식에 따라 다르며 일반적으로 활주로 용량이나 계류장-게이트 용량보다 크다고 알려져 있다.

Ⅲ. 공항의 용량에 영향을 미치는 요소

1) 활주로의 개수, 간격 및 배치형식

① 가장 큰 영향인자는 활주로 시스템으로 용량을 증가시키기 위해 활주로 수를 복수로 설치하는 경우도 있으나 이 경우 횡풍의 분력에 의해 이착륙이 방해를 받지 않는 활주로가 최소한 1개 이상이어야 한다.

② 활주로의 배치 형식에 의해서도 용량의 차이가 나며 배치형식은 다음과 같다.

a. 단일활주로

b. 평행활주로

c. 교차활주로

d. V형 활주로

③ 2개의 활주로가 설치될 경우 IFR 운항규정에 의하여 독립적인 운항이 가능한 2개의 활주로의 경우 용량은 2배로 되지만 두 활주로 사이의 간격은 약 1320m가 필요하다.

2) 유도로의 형식, 갯수, 위치

① 항공기의 활주로 점유시간을 줄이기 위해 항공기가 착륙후 지체없이 활주로에서 이탈하고 활주로에서의 항공기의 이동이 최소의 간격을 유지할 수 있도록 하여야 한다.

② 유도로 배치와 용량

③ 계류장 출입구의 크기와 개수

여객의 승강, 화물의 적재 적하, 급유, 항공기의 정비 등을 행하기 위한 에이프런은 항공교통을 신속하게 처리하도록 설치하여야 한다.

④ 이착륙 항공기에 의한 활주로 점유시간

활주로 점유시간은 단일 활주로상에 2대의 항공기가 동시에 머물지 못한다는 규정에 따라 각 기종별로 설정되어 있다.

⑤ 항공기의 크기와 혼합율

연속적인 두 항공기 사이의 분리간격은 항공기 크기와 기상조건에 의해 영향을 받는다.

⑥ 시정 및 운고

지상에서 육안으로 볼 수 있는 거리(지상시정) 및 비행중 육안으로 불 수 있는 거리(비행시정), 시정과 운고 등의 상태가 용량에 영향을 미침

⑦ 바람의 상태

활주로에 대해 강한 횡풍이 불어올 때 항공기는 그 안전을 확보하기 위해 이착륙이 제한됨

⑧ 소음감소 대책

소음발생이 최소화하도록 운항방식을 설정

⑨ 관제시설의 성능

공항관제시설의 성능개서은 공항 용량 증가를 가져온다.

⑩ 관제 기술

⑪ 와류의 발생빈도

⑫ 공항주변의 공역 상태

Ⅳ. 활주로 용량을 증대시키기 위한 방안

1) 운항절차의 개선

① 기상조건의 악화로 인한 지체현상이 상당수

② VFR(시계진입) 운항시 항공기간의 거리가 IFR(계기진입)시 보다 단축되므로 착륙용량의 증가를 기대할 수 있다. 따라서 기상조건이 허락하는 경우 용량면에서는 VFR 운항절차를 따르는 것이 유리하다.

2) 항공기의 활주로 점유시간 단축

항공기의 이륙준비시나 착륙시 유도로 탈출전까지의 활주로 점유시간 동안 타 항공기의 활주로 사용이 불가능하므로 항공기가 착륙후 활주로에서 빨리 이탈하도록 고속탈출 유도로 등의 설치가 필요

3) Wake vortices의 영향을 감소시키는 관제절차

대형항공기의 뒤를 따르는 경항공기는 와류현상으로 항공기의 진동 등 정상운항이 곤란하므로 와류의 영향을 줄이기 위해 항공기를 분류 운영하여 기종을 단순화시켜서 기종간의 간격차이를 감소시켜 착륙시간을 단축시킨다.

4) 항공관제 시스템의 최신화

항공관제 시스템의 최신화는 항공기의 위치추정 및 표시의 정확성 향상과 관제의 자동화를 목표로 하며 더욱 안전하고 효율적인 공항안에서의 부근에서의 운항이 가능하고 공항의 용량을 높인다.

5) 항행보조시설의 개선

ILS/MLS/ALS 등 각종 계기착륙에 관련된 시설을 개선하여 기상에 의한 결함을 줄인다.

6) 운항스케쥴의 조정

① 운항요청 횟수에는 시간별 변화가 많아 시설용량의 충분한 활용이 불가능하고 수요가 몰리는 시간대에는 지체현상이 심해진다.

② 운항스케쥴의 시간별 분산이 필요하므로 공항당국과 항공사간의 협조가 필요

③ 공항사용료의 시간대별 차등부과 방안

7) 최적의 활주로 표면유지

활주로에 눈이나 비가고여 있을 경우 항공기 운용에 막대한 영향을 미친다. 활주로 용량 제고를 위해 우수제거를 위한 활주로 표면의 적절한 배수와 신속한 제설작업이 중요

8) 복수활주로의 활주로 간격 확대

공항용량을 증대시키는데 가장 확실한 방법은 활주로나 공항을 신설허는 것이다. 그러나 이 경우 막대란 제원조달, 환경오, 민원 등의 복잡한 문제점들이 도사리고 있다. 복수활주로의 용량제고 방안은 활주로 배치 형태에 따라 다양하나 일반적으로 평행활주로가 많이 사용되며 그 간격에 따라 용량의 차이가 많다. 평행활주로간 최소간격(ICAO=1525m, FAA=1320m)을 확보하면 독립적인 이착륙 운항이 가능하여 활주로 용량이 증대된다.

Ⅴ. 결언

공항용량의 주결정 요인은 활주로의 개수와 배치에 따른 공항부지의 면적과 형태, 바람의 방향, 주변의 지형과 주변의 주거형태 등에 의해서 결정된다. 또한 공항시스템은 서로 연관되어지는 여러 가지 요소의 결합이므로 각 요소의 특성파악 및 합리적인 통합이 공항의 용량증대에 막대한 영향을 미친다는 것을 명심해야 한다.