로컬라이저의 뜻은 항공기 유도 장치로 말그대로 항공기가 활주로에 맞춰서 착륙하도록 돕는 장치이다. 로컬라이저의 아래 부분에 대해서는 철골구조나 쉽게 부서지는 구조로 되어있어야 항공기의 충돌 시 충격을 일부 흡수하면서 승객을 보호할 수 있다.
로컬라이저의 정의와 원리
로컬라이저의 뜻은 항공기가 활주로 중앙에 정확히 정렬되어 착륙할 수 있도록 유도하는 장치이다. 이 장치는 108.10MHz에서 111.95MHz 사이의 VHF 주파수 대역에서 작동하며, 활주로 끝에 위치한 송신기에서 방향성 무선 신호를 방출한다. 로컬라이저는 보통 항공분야에서 쓰이지만 위치추적 관련해서도 사용된다.
로컬라이저의 작동 원리
로컬라이저의 원리는 두 개의 중첩된 신호 로브를 생성하여 좌우 위치 정보를 제공한다.
활주로 왼쪽에서는 90Hz, 오른쪽에서는 150Hz의 변조 신호가 강해진다.
활주로 중앙선에서는 두 신호의 강도가 동일해지는데,
항공기는 이러한 신호를 수신하여 활주로 중앙선에 정확히 정렬될 수 있도록 조정한다.
로컬라이저 관련 공항 설계 기준
설계기준에 포함되는 내용은 로컬라이저는 항공기 충돌 시 최소한의 손상만을 입히도록 설계되어야 한다. 일반적으로 충돌 시 쉽게 부서지는 프랜저블(frangible) 구조로 설계해야 한다. 활주로 끝에서 약 300m 뒤에 설치되며, 활주로 중심선과 정확히 정렬되어야 한다. 공항안전운영기준 제42조에 따르면, 기초구조물은 지반보다 7.5cm 이상 높지 않아야 한다.
여기서 무안 공항 사고 관련한 기준은 frangible구조와 기초구조물이 높지 않아야 한다이다.
해외 로컬라이저 기준
미국 연방항공청(FAA)과 국제민간항공기구(ICAO)의 기준을 보통 따르는데 마찬가지로 frangible 내용이 기준에 포함된다. 충돌 시 항공기에 최소한의 위험만을 주도록 설계해야 한다는 내용이고, 이 외에도 활주로 주변에는 고정된 장애물이 없어야 한다. 또는 EMAS 설치 - 일부 미국 공항에서는 활주로 끝에 항공기의 무게를 받으면 무너지는 '엔지니어드 머티리얼 어레스트 시스템(EMAS)'을 설치하여 추가 사고를 방지한다는 내용이다.
로컬라이저 설치 위치
로컬라이저 설치 위치의 제일 기본적인 개념은 당연하게도 로컬라이저 안테나 시스템은 활주로 중심선의 연장선상에 위치해야 한다. 그리고 활주로의 정지 끝(stop end)에 설치되어야 한다. 활주로 중심선을 포함하는 수직면에 코스 라인이 정렬되도록 조정되어야 한다.
로컬라이저 설치 위치 특수 상황
지형 제한으로 활주로 중심선 연장선상에 위치할 수 없는 경우, 오프셋 설치가 가능한다. 이 경우 코스가 활주로 중심선과 교차하는 지점은 각도 오프셋과 활공각에 의해 결정된다.
단일 활주로의 양쪽 끝에 두 개의 별도 ILS 시설이 설치된 경우, 인터록을 통해 사용 중인 접근 방향의 시설만 전파를 방출하도록 해야 한다.
높이 및 커버리지
커버리지 요구사항을 충족하는 최소 높이로 설치되어야 한다.
로컬라이저 신호는 로컬라이저 안테나로부터 18해리 이상의 거리까지 수신 가능해야 한다
로컬라이저 설계에 관한 주요 기준은 국제민간항공기구(ICAO)의 부속서 10과 국내 공항안전운영기준에서 찾을 수 있었다.
ICAO 부속서 10 (Annex 10)
ICAO 부속서 10의 6장에서는 ILS 장비의 파손성(frangibility)에 대한 규정을 다루고 있다.
환경 하중에 견딜 수 있어야 함
제트 분사에 의한 하중을 견딜 수 있어야 함
진동에 대한 고려가 필요함
3000kg 항공기가 140km/h로 공중에서 또는 50km/h로 지상에서 충돌할 때 쉽게 파손 또는 변형되어야 함
로컬라이저 콘크리트
국토교통부 고시 '공항안전운영기준' 제42조 제1항 제4호에서는 로컬라이저 콘크리트 관련한 연관 내용은 아래와 같다.
"다만, 설치가 허가된 물체에 대하여는 지지하는 기초구조물이 지반보다 7.5㎝ 이상 높지 않아야 하며, 물체는 부러지기 쉬운 구조로 세워져야 한다"
이 규정은 로컬라이저를 포함한 공항 내 구조물의 설치 기준을 제시하고 있다.
이러한 설계 기준들은 항공기의 안전한 착륙을 보장하고, 비상 상황 시 피해를 최소화하기 위해 마련되었습니다. 로컬라이저와 같은 항행 안전시설은 가능한 한 '쉽게 부서지는(Frangible) 구조'여야 하며, 이는 항공기가 활주로나 주변 시설에 충돌했을 때 구조물이 최대한 쉽게 파손될 수 있고 항공기에 추가적·치명적인 손상을 주지 않도록 하기 위함이다
현재 무안공항 사고 관련 이슈
무안공항의 로컬라이저는 활주로 종단 안전구역 외곽의 활주로 끝단에서 약 251m 거리에 설치되어 있다.
무안공항, 여수공항, 청주공항 등에는 콘크리트 구조물 형태로 로컬라이저가 설치되어 있다.
일부 전문가들은 이러한 설치 방식이 안전 기준에 부합하지 않으며, 사고 피해를 키웠을 가능성을 지적하고 있다.
국토교통부는 무안공항의 로컬라이저가 안전구역의 물리적 범위 바깥에 위치해 있어 공항안전운영기준 제42조를 적용받지 않는다고 설명하고 있다.
니다. 제가 앞선 답변에서 표를 제시하지 않있다. 하지만 로컬라이저와 콘크리트 구조물의 설계 기준에 대한 국가별 비교를 표로 정리하여 한글로 제시하겠습니다.
로컬라이저 기준 비교
기준 항목 | 한국 | 미국 | 유럽연합 | 일본 |
파손성 요구사항 | 일부 공항에서 미준수 | ICAO 기준 준수 | ICAO 기준 준수 | ICAO 기준 준수 |
설치 위치 | 활주로 시단에서 약 300m | 활주로 시단에서 약 300m | 활주로 시단에서 약 300m | 활주로 시단에서 약 300m |
구조물 높이 | 지반보다 7.5cm 이상 높지 않아야 함 (일부 미준수) | 최소 높이 유지 | 최소 높이 유지 | 최소 높이 유지 |
주요 재질 | 일부 공항에서 콘크리트 사용 | 가벼운 재질, 쉽게 부서지는 구조 | 가벼운 재질, 쉽게 부서지는 구조 | 가벼운 재질, 쉽게 부서지는 구조 |
안전 구역 | 일부 공항에서 기준 미준수 | 엄격한 안전 구역 설정 | 엄격한 안전 구역 설정 | 성능 기반 코드 준수, 내구성 검증 필요 |
충격 흡수 설계 | 대부분 미적용 | EMAS 등 추가 안전장치 사용 | 일부 공항에서 추가 안전장치 사용 | 일부 공항에서 추가 안전장치 사용 |
해외 로컬라이저 안테나 설치 위치 관련 내용
파손성(Frangibility) 요구사항
국제민간항공기구(ICAO)의 기준에 따르면, 로컬라이저를 포함한 항행안전시설은 가능한 한 '쉽게 부서지는(Frangible) 구조'여야 한다. 이는 항공기 충돌 시 피해를 최소화하기 위한 조치입니다. 미국, 유럽연합 등 대부분의 국가들이 이 기준을 따르고 있다.
ICAO 기준에 따르면 로컬라이저는 활주로 시단으로부터 약 300m 지점에 설치해야 한다. 미국 연방항공청(FAA)도 이와 유사한 기준을 적용하고 있다.
구조물 높이 한국의 공항안전운영기준에 따르면, 기초구조물은 지반보다 7.5cm 이상 높지 않아야 한다.
미국, 유럽 등 대부분의 국가에서는 로컬라이저 구조물을 가벼운 재질이나 충돌 시 쉽게 부서지는 재질로 만들도록 권장하고 있다4. 반면 한국의 일부 공항에서는 콘크리트 구조물이 사용되고 있다.
일본의 경우, 콘크리트 구조물은 성능 기반 코드를 준수해야 하며 내구성과 안전성 검증을 받아야 한다.
해외 레퍼런스 및 설계 기준
ICAO(국제민간항공기구) 기준: 로컬라이저를 포함한 공항 시설물은 프랜저블 설계를 채택하여 충돌 시 항공기에 최소한의 위험만을 주도록 설계해야 한다.
FAA(미국 연방항공청) 기준: 장애물 제거 원칙에 따라 활주로 주변에는 고정된 장애물이 없어야 한다.
로컬라이저 문제 해결 방법들
철골 구조물(강구조) : 일반적으로 로컬라이저는 철골 구조물로 설치되어 충돌 시 피해를 최소화한다.
EMAS(Engineered Material Arresting System): 일부 미국 공항에서는 활주로 끝에 항공기의 무게를 받으면 무너지는 특수 시스템을 설치하여 추가 사고를 방지한다.
말뚝기초: 말뚝기초는 지반조건에 따라 적용될 수 있으며, 구조물의 안정성을 제공하면서도 충돌 시 피해를 줄일 수 있는 방안이 될 수 있다. 즉, 말뚝으로된 기초를 길게 심어두어 충돌이 일어나도 큰 충격력으로 이어지지 않게 하는 것이다.
