활주로 설계에 영향을 미치는 요소와 방법

Ⅰ. 개요

활주로 길이결정은 공항설계에 있어서 가장 중요한 과정중의 하나이며 활주로 길이는 공항의 크기와 건설비, 항공기의 운용방식에 영향을 미친다. 활주로는 현재 뿐만 아니라 장래 이용 예상되는 항공기가 안전하게 이, 착륙할 수 있도록 하여야 한다.

 

Ⅱ. 활주로 길이 결정에 영향을 주는 인자

1) 항공기 최대 이륙중량

(1) 항공기의 중량구성

① 탑재연료

a. 소비연료 : 목적지까지 소비될 연료 (Burn-out Fuel)

b. 예비연료 (Reserve Fuel)

- 항로의 기상상태와 관제조건 등의 변동을 고려한 연료 (Contingency Fuel)

- 목적지 상공에서 대체비행장까지 비행할 수 있는 연료 (Alternate Fuel)

- 상공에서 30분간 대기할 수 있는 연료 (Holding Fuel)

- 기타 여분의 연료 (Extra Fuel)

 

 

② 탑재가능량 (ACL : Allowable Cabin Load)

③ 항공기중량 (Operating Empty Weight)

④ 이륙중량 (Take-off Weight)

탑재연료, ACL, 항공기중량, 전부를 포함한 중량

⑤ 착륙중량

이륙중량에서 소비연료 (Burn-out Fuel)를 감한 중량

⑥ 무연료중량 (Zero Fuel Weight)

(2) 취항이 예상되는 항공기의 최대이륙중량이 활주로 길이 산정의 전제가 된다. 각 항공기 제작사는 특정항공기에 대해서 소요 이륙거리를 제시한다. (Flight Manual)

 

2) 기온

① 고온에서는 공기의 밀도가 낮아지므로 항공기 추진력이 더욱 적어지므로 더 긴 활주로 길이가 요구된다.

② ICAO에서는 표준 대기온도에서 1℃ 증가시 마다 활주로 길이 1% 증가를 권고

 

 

3) 활주로의 구배 (Runway Gradient)

① 상향구배의 활주로는 수평이나 하향구배 보다 더 긴 길이가 요구된다.

② 유효 활주로 구배는 활주로 중앙선의 정점과 가장 낮은점의 표고차이를 활주로 길이로 나눈 값을 말하며, 유효활주로 구배 증가시마다 활주로 길이를 증가시킨다.

 

4) 공항의 표고

① 타 조건이 같을 때 공항의 고도가 높을수록 더 긴 활주로가 요구된다.

② 고도에 따르는 활주로 길이의 증가는 선형비례가 아니며, 고도가 높을수록 증가하는 비율이 더욱 크다. 그러나 대부분의 장소에서 표고 1000ft당 7%의 비율로 활주로 길이를 증가시킨다.

 

Ⅲ. 활주로 길이의 결정방법

1) 활주로 기본길이를 보정하여 구하는 방법

(1) 기본 개념

① 표준대기(1atm, 15℃의 기온, 수면위 무풍상태)에서 구배 0인 경우에 있어서 공항이용 예상항공기가 이착륙에 필요한 길이인 활주로 기본길이를 공항의 표고, 온도, 활주로 구배 등에 의하여 보정하여 소요 활주로 길이를 구한다.

② 대개 피스톤 엔진기에 주로 사용

 

(2) 보정

① 표고에 의한 보정

② 온도에 의한 보정

③ 구배에 의한 보정

 

 

2) 이․착륙 성능도표를 이용하는 방법

(1) 기본 개념

① 주요 항공기의 운항 매뉴얼에 도표가 주어지므로 이를 이용하여 구함

② 일반적으로 제트 및 대형기에 주로 적용

(2) 방법

① 활주로를 이용할 것으로 예측되는 특정한 설계항공기의 선택

② 공항에서의 대기온도 결정

③ 공항의 표고결정

④ 대상항공기에 의한 가장 긴 논스톱거리 결정

⑤ 계산이나 표에 의거 대상항공기의 이․착륙 중량 결정

⑥ 상기의 input data를 가지고 항공기 메이커가 제공한 그래프나 도표를 이용하여 필요한 활주로 길이 결정

⑦ 이․착륙을 위한 활주로 길이가 별도로 결정되나 이중 더 큰 값을 갖는 길이를 공항활주로 길이로 선택

⑧ 공항의 활주로 유효구배에 대한 보정