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러시아가 2022년 2월 우크라이나를 침공한 이후 일반인조차도 드론(Drone)에 대해 깊은 관심을 표명한다. 무인기인 드론을 사람 운송용으로 활용하기 위해 개발하는 것이 도심항공교통(Urban Air Mobility·UAM)이다.UAM은 미래항공교통(Advanced Air Mobility·AAM)라는 용어와도 혼용된다. 아직 기술 개발이 미진한 UAM/AAM을 군사목적으로 사용한다는 구상이 설부른 감은 있지만 유인 항공기에 비해서는 효율적이다.세게 최고 군사력을 보유하고 있는 미국은 민간에서 개발된 UAM/AAM을 군사 목적으로 활용하려는 계획을 적극 추진하고 있다. 미국 정부의 노력을 간략하게 정리하면 다음과 같다.▲ Hover vertical lift efficiency as a function of disc loading[출처=DEVELOPMENT OF AN OBJECT-ORIENTED DESIGN, ANALYSIS AND SIMULATION SOFTWARE FOR A GENERIC AIR VEHICLE, Murat Şenipek, Sep 2017]◇ 승객 운송 뿐 아니라 병원 간 자원 공유 목적으로 투입 연구 중... 현재 헬리콥터보다 효율성 떨어져2025년 2월 기준 미국, 중국, 일본, 유럽연합(EU) 등은 미래 항공산업의 패권을 차지하기 위해 UAM/AAM을 적극 개발하고 있다.특히 도심이나 야외에서 운용이 자유로운 전기수직이착륙기(eVTOL)가 연구개발의 대상이다. EU에서는 혼잡한 도심의 이동수단 뿐 아니라 의료용으로도 활용하자는 움직임이 일고 있다.EU는 2022년부터 8개국 17개 기업이 참가한 'SAFIR-MAD project'를 진행 중이다. UAM을 의료공공 서비스에 활용하기 위한 목적이다.스웨덴 드론 운영업체인 European Medical Drone은 병원을 연결해 핵심자원을 공유하는 사업을 벌이고 있다. 이 업체는 스위스 듀포 우주항공(Dufour Aerospace)이 개발한 eVTOL을 도입할 계획이다.현재 개발 중인 상업용 eVTOL AAM을 유사한 수송수단인 헬리콥터와 비교하면 핵심 기술을 보완해야 활용도가 높아질 것으로 전망된다.탑재 중량, 비행 시간, 비행 거리, 통신체계 등을 보완하기 위해 기체 총이륙중량, 배터리(Battery), 통신, 관제, 기상 등에 대한 연구가 필요하다.현재 개발되고 있는 UAM/AAM을 헬리콥터와 추진방식에 따른 총 이륙중량, 수직이착륙 효율에 대해 비교하면 상대적으로 낮다. eVTOL 중에는 틸터로터(Tilt Rotor)형이 가장 우수하다.eVTOL UAM/AAM은 멀티콥터(Multicopter·Wingless), 리프트 & 크루즈(Lift and Cruse), 벡터드 스러스트(Vectored Thrust) 형태로 개발되고 있다. 주로 Vectored Thrust 방식을 채택하고 있으며 틸터 로터(Tilt Rotor)와 틸터 윙(Tilt wing)이 가장 효율적인 운행 방식이다.◇ 미국방성은 AAM의 연구개발을 통해 군사목적으로 전환 검토... 의료용으로 활용하자는 의견 다수미국 정부는 2021년 3월 '국가안보전략지침 잠정안(Interim National Security Strategic Guidance)'을 발표했다. 상업용으로 개발된 UAM/AAM 기체를 군사 목적으로 활용하기 위한 목적이다.미국 공군에서 운용하고 있는 테스트 인프라를 민간에서 개발된 eVTOL의 시험을 지원하고 있다. 공군연구소의 'AFWERX Agility Prime'이 대표적인 프로그램이다.미국 연방항공청(FAA)이 2023년 6월14일 관보에 게재한 'NPRM(Notice of proposed rulemaking)에 따르면 조비 에비에이션(Joby Aviation), 아처 에비에이션(Archer Aviation) 항공기의 유인비행을 특별승인했다.하지만 FAA는 UAM/AAM을 조종사를 어떻게 양성할 것인지에 대해 구체적인 계획이 없다. 이러한 상황에서 미공군의 'AFWERX Agility Prime'은 조종사 양성을 위한 프로그램에 도움이 될 것으로 전망된다.민단항공제조협회는 미공군에 조종사 인증, 운영 인증, 이중 제어 및 비행 시뮬레이션 교육을 요청하고 있다. a민간에서 검등된 자료는 FAA와 미우주항공국(NASA)가 UAM/AAM 운항 관련 제도 마련에 도움이 된다.미국방성(US DOD)은 국내에서 AAM의 연구개발(R&D), 생산을 지속할 방침이다. 기술보안, 신뢰성, 적기 공급을 보장하는 것이 중요하다고 판단하기 때문이다.AAM은 군대에서 의료용으로 활용할 수도 있을 것으로 전망된다. 국내외에서 평시와 전시 의료 여건이 갖춰지지 않은 야전에서 의료지원이 필요한 상황을 타개하는데 도움이 된다.드론 전문가들은 UAM/AAM을 중복투자를 방지하며 군사 목적으로 활용하려면 민간업체와 긴밀한 협력관계가 필수적이라고 조언한다.- 계속 -
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2024년 5월 국토교통부는 도심항공교통(UAM)의 상용화 시점을 2025년 말로 정했다고 밝혔다. 수도권에서 먼저 서비스한 이후 2026년부터 전국으로 UAM 서비스를 확대한다는 구상었지만 늦어지고 있다.먼저 제주특별자치도는 국토교통부가 UAM 시범운용구역의 지정을 늦추면서 수직이착륙비행장인 버트포트(Vertiport)의 건설 일정을 잡지 못하고 있다.국토교통부가 2024년 말 전라남도 고흥에서 미국 조비에비에이션의 S4로 실증실험을 진행했다. 하지만 미국 연방항공청(FAA)으로부터 최종 인증을 받지 못해 상용화는 불가능한 실정이다.◇ 국가캠페인(NC) 프로그램으로 UAM 기반 마련 미국 FAA는 2020년 첫 UAM 운항콘셉트(ConOps)를 발표했다. 미국항공우주국(NASA)은 2021년 UAM의 Vision Concept of Operations(ConOps)를 발표했다.내용은 UAM의 예상 진화 단계를 6단계로 분류해 성숙도 수준을 판단할 수 있는 지표인 UML(UAM Maturity Level)을 포함한다.▲ UAM Maturity Levels[출처=National Airspace system(NAS), Urban Air Mobility Overview , August 31, 2022]미국은 UAM 관련 기술이 가장 발전한 국가이며 정부 차원에서 기술을 선도해 글로벌 시장을 제패하기 위해 기반 구축을 서두르고 있다.NASA는 UAM의 국가 기준 기반 데이터를 확보하기 위해 국가캠페인(National Campaign·NC)을 진행한다.NASA의 NC 시리즈는 항공기 제작사, 공역 서비스 제공자 컨소시엄에게 항공기 성능, 안전에 대한 보장, 민간용 공역 상호 운용성, 소음 등을 다룬다.NC 프로그램은 비행 밀도가 저밀도, 중밀도, 고밀도 운영으로 확장돼 갈 때 중요한 운항 시나리오에서 운항 대상 기종 및 항로를 통합 시연해 UAM에 대한 필수 요구사항 및 시스템 개발을 지원한다. UAM 기술 성숙도 수준(UAM Maturity Level·UML)은 1~6단계로 초기 버전(Version)에서 항공기(Aircraft), 공역(Airspace), 통신(Community)으로 분류했다.2022년 8월31일 미국 국가공역시스템(National Airspace System)에서 인프라(Infrastructure)와 통신(Community)를 추가했다. 현재 UML은 항공기, 공역, 운영, 인프라, 통신으로 구성돼 있다.UAM NC 테스트 시리즈 프로그램은 UAM 안전에 대한 국민 신뢰를 증진하기 위한 목적에서 추진된다. 상용화를 위한 대국민 홍보, 제조사 및 상업운항을 준비하는 운영사, 운항 관리자에게 규제 및 운영환경에 대한 정보를 제공하기 위해 계획됐다.◇ 그랜드 챌린지(Grand Challenge)와 어질리티 프라임(Agility Prime)의 진행그랜드 챌린지(Grand Challenge)는 상용화를 지원할 수 있도록 UAM 비행체 안전성, 교통관리 기능시험 등을 통합 운용하는 실증 프로그램이다.미국의 AAM(Advanced Air Mobility) 그랜드 챌린지의 목표는 통합 시연을 통해 UAM 안전성을 향상하고 확장성을 가속화하는 것이다.GC는 미국 FAA가 UAM 기체 인증을 위한 승인 프로세스 개발, 비행절차 지침 개발, 통신, 항법 및 감시(CNS) 운영 요구사항 평가, 공역 운영 관리 활동을 정의하기 위한 목적에서 추진된다.또한 소음 수준을 특성화하고 자율비행(Autonomous flight), 공역관리 시스템의 인증을 지원하는 표준화된 시험비행 시나리오, 규정(절차) 준수 대상을 개발하고 평가한다.미 국방부는 어질리티 프라임 프로그램(Agility Prime Program)을 이끌고 있다. 국가안보에 중요한 신기술의 개발 및 구현을 가속화하기 위해 군과 산·학·연의 협력을 통한 위험을 감소시키기 위한 목적이다. 미공군연구소(Air Force Research Laboratory)는 2020년부터 2025년까지 eVTOL AAM에 대한 AFWERX Agility Prime 프로그램을 운영하기 위한 예산을 승인받았다.AFWERX는 미국 공군에서 추진하고 있는 혁신 벤처프로그램이다. 중소기업에 기술이전(STTR) 프로그램 계약을 통해 AAM 중심 기술개발 및 기본 지원 연구를 가속화한다.또한 어질리티 프라임(Agility Prime)은 FAA와 기관 간 협업 계약을 체결하고 항공기 인증을 위한 절차 개발, 다양한 운영자, 정비기관, 새로운 항공기 구성품, 추진장치 및 자율비행 수준에 대한 비행 표준을 개발한다.인증된 항공기를 운용하는 데 필요한 조종사 등 인력에 대한 훈련 절차도 개발한다. 업계 파트너와 FAA 간의 협력이 가능하도록 지원하는 임무를 수행 중이다.- 계속 -
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세계 2위 군사 대국인 러시아가 2022년 2월 시작한 우크라이나 침공으로 체면을 구기고 있다. 1차·2차 체전전쟁과 그루지아 침공과는 전혀 다른 양상이 펼쳐지고 있기 때문이다.군사 전문가들은 러시아가 1주일 이내에 우크라이나의 항복을 받을 것이라고 전망했다. 하지만 3년이 지난 시점에서 보면 모든 전문가의 예상은 빗나갔다.우크라이나 전쟁에서 러시아가 고전한 이유 중 하나가 드론(Drone)이다. 일명 무인비행체(Unmanned Aerial Vehicle)로 '조종자가 탑승하지 않는 비행체'라고 봐야 한다.▲ 미국 연방항공청(Federal Aviation Administration, FAA), Advanced Air Mobility Milestones[출처=FAA]◇ 2028년 상용화를 위한 AAM(Advanced Air Mobility) 이행계획서 v1.0 발표제2차 세계 대전 이후 최강의 군사력을 자랑하는 미국은 백악관을 중심으로 정부와 산업계가 공동으로 도심항공교통(UAM, Urban Air Mobility) 시장을 선점하기 위해 노력 중이다.UAM은 복잡한 도심 교통 혼잡을 극복하기 위해 UAV를 개조해 승객을 운송하는 에어 택시(AIr Taxi)로 활용하자는 구상이다. 공상과학영화에서 나온 개념을 현실화시키고 있는 교통수단이다.세계 최고 수준의 첨단 기술을 선도하는 미국은 행정부, 의회와 정부 산하기관들이 산업계와 협력해 기체, 운항, 인증 등 관련 분야 기술을 개발하고 있다.백악관은 2021년 행정부 미래산업 선점을 위한 연구개발(R&D) 예산 우선 집행 대상으로 전기수직이착륙기(eVTOL)를 지정했다.이후 2021년 미국 의회는 AAM 생태계 구축을 위해 ‘Advenced Air Mobility Coordination and Leadership Act’ 법안을 발의했으며 2022년 10월17일 발표했다.이 법안에 근거해 미항공우주국(NASA)과 미연방항공청(FAA)의 주도 하에 4개의 세부 워킹그룹(WG)으로 구성한 첨단항공교통 생태계 작업그룹(AEWG, AAM Ecosystem Working Group)을 결성했다.정부는 UAM 등 첨단항공교통체계의 상용화를 위한 관련 제도 발전을 위한 검토를 진행 중이다. 항공기 인증에 대해 항공기(Aircraft) WG에서 다루고 있으며 기술과 생태계 구축을 위해 노력하고 있다.National Campaign은 2019년 8월 27일 공식적으로 시작했으며 민간 기업, 대학, 연구소 등이 개발하고 있는 AAM 핵심기술과 기체를 고도화하기 위해 공군, FAA, NASA 등이 진행한다.Agility Prime은 2020년부터 2025년까지 미공군이 주도적으로 추진하고 있다. FAA와 NASA가 주관하고 진행하는 Grand Challenge 프로그램 등이 있다.FAA와 NASA는 다양한 정부 주도의 프로그램을 통해 축적된 데이터를 바탕으로 UAM 운영을 위한 개념서(Conept of Operation) v1.0은 2020년 6월, v2.0은 2023년 3월 각각 발표했다.또한 2023년 7월 2028년 상용화를 위한 이행계획서인 AAM(Advanced Air Mobility) 이행계획서(Implementation Plan) v1.0을 발표해 개발과 운항을 위한 방향을 제시했다.
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