[과학을읽다]왜 먼 활주로에 착륙해서 늦게 내릴까?

인천공항과 4개의 활주로. [사진=구글어스 캡처]

[아시아경제 김종화 기자]"가까운 활주로에 착륙해서 계류장으로 바로 들어오면 안되나요?"

휴가철 항공기를 타고 여행을 다녀온 일부 사람들이 이렇게 불평하기도 합니다. 보통 항공기는 공항에 착륙한 뒤에 계류장을 향해 한참이나 이동하지요. 목적지에 도착해 일분일초라도 빨리 내리고 싶은 승객들은 계류장과 가까운 활주로에 착륙하면 느린 속도로 이동하는 시간을 줄일 수 있을 것이라는 희망 때문입니다.

그런데 착륙하는 활주로는 보통 공항의 외곽에 위치합니다. 공항시설의 바깥쪽에 착륙 활주로가 있다는 말입니다. 그렇다면 착륙활주로와 이륙활주로가 서로 다르다는 말인가요? 맞습니다. 이륙과 착륙은 각각 다른 활주로에서 합니다.

군용이나 소형공항이 아닌 일정한 규모 이상 대부분의 공항은 2개 이상의 활주로가 있습니다. 활주로가 4개인 인천공항도 활주로의 길이가 서로 다릅니다. 1, 2, 4활주로의 길이는 3750m, 3활주로는 4000m로 다른 활주로 보다 길이가 깁니다. 프랑스 파리의 샤를 드골공항도 활주로가 4개인데 가장 긴 활주는 길이가 4215m입니다.

길이가 짧은 활주로는 주로 착륙 활주로로 사용하고, 긴 활주로는 이륙용으로 사용됩니다. 왜 활주로의 길이가 다를까요?

항공기가 이륙할 때와 착륙할 때 필요한 거리가 다르기 때문입니다. 항공기가 이륙할 때는 비상상황이 닥쳤을 때 멈춰야 하는 거리까지 감안해야 합니다. 이륙결심속도(V1)가 나오지 않거나, 항공기의 갑작스런 이상이 발견되면 이륙하면 안됩니다. 그래서 이륙할 때는 착륙 때보다 더 긴 활주로가 필요합니다.

착륙할 때도 멈춰야 하는 거리를 감안하면 길이가 길어야 하지 않느냐고 생각할 수도 있습니다. 그렇지만 이륙할 때와 달리 착륙할 때는 타이밍을 놓쳤다면 다시 공중으로 비상하면 됩니다. 굳이 활주로 위를 길게 달릴 필요가 없는 것이지요.

항공기가 이륙할 때 도달해야 할 V1은 양력을 얻을 수 있는 최소 속도로 이 속도에 도달하면 이륙을 멈출 수 없습니다. 이 속도에 도달한 이후 브레이크를 걸면 활주로를 벗어날 가능성이 높기 때문입니다. 그래서 이 속도를 넘어 이상이 발견되면 일단 이륙했다가 다시 착륙해야 합니다.

항공기가 이륙하기 위해서 가장 중요한 것이 양력을 얻는 것인데 양력을 얻기 위해서는 활주로를 질주해야 합니다. 일반적인 공항은 활주로를 달려 V1에 도달하면 되지만, 날씨가 무덥거나 높은 고원지대일 경우, 항공기가 무거울 경우 등은 양력을 얻기 위해 질주해야 할 거리가 더 길어집니다.

예를 들어 대형 항공기인 A380은 김해공항에 취항하지 못합니다. A380은 시속 350㎞에 도달해야 양력을 얻어 이륙할 수 있습는데 A380-800의 이륙거리는 최대중량(569톤)을 싣고 3085m는 달려야 시속 350㎞ 이상의 속도가 나옵니다. 김해공항의 활주로 길이는 2743m와 3200m인데 3200m 활주로도 고작 300m가 남아 비상시 제동거리로는 턱없이 부족하기 때문입니다.

날씨가 더워도 이륙거리는 길어집니다. 공기가 데워져 상승, 활주로 주변의 공기밀도가 낮아 항공기가 빨아들이는 공기량이 줄어 듭니다. 결국 더 오래 더 멀리 달려야 합니다. 여름철 성수기 요금을 받는 것도 이 때문입니다. 연료비가 더 들 수밖에 없어서지요.

고도가 높은 지역에 위치한 공항도 활주가 길 수밖에 없습니다. 공기가 희박하기 때문에 더 오래 달려야 이륙에 필요한 양력이 나오는 것이지요. 표고 1655m인 미국의 덴버공항에서 가장 긴 활주로는 4877m나 됩니다. 이처럼 비교적 최근에 건설된 공항의 경우 대형항공기 취항을 위해 4000m 이상의 긴 활주로를 반드시 만듭니다.

B777-300 기종은 최대중량(300톤)을 싣고 3406m, B747-400ER 기종은 413톤을 싣고 3586m, 747-8i 기종은 448톤을 싣고 3305m는 달려야 V1에 도달할 수 있다고 합니다. 정확하게 몇번 활주로는 착륙용이라고 못박지는 않지만, 아주 특별한 상황이 발생하지 않는 한 이륙할 때는 긴 활주로를, 착륙할 때는 짧은 활주로를 이용합니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr