2025년 3월17일 오후 1시 5분경 경기도 양주시 육군 항공부대 비행장에서 지상으로 착륙하던 드론(drone)이 계류된 수리온(KUHC-1) 군용 헬기와 충돌했다.사고를 낸 드론은 이스라엘산 헤론(Heron)이며 지상에 착륙한 후 이동하는 과정에서 부딪혔다. 북한군의 위성항법장치(GPS) 교란일 가능성이 제기됐지만 조사결과 사실이 아닌 것으로 드러났다.군사용 드론은 정찰, 공격, 수송, 미끼 등 다양한 용도로 활용되지만 헬기나 전투기와 같은 유인기에 비해 조종 오류가 발생할 가능성이 높다. 일반 군사용 드론보다 더 큰 군사용 도심항공교통(UAM/AAM)의 운용 방안, 자율비행에 대한 이슈를 살펴보자. ◇ UATM의 핵심인 CNSi(Communication, Navigation, Surveillance, information)UAM/AAM은 드론에게 허용되는 150미터(m)보다 높은 300m~600m 고도 회랑에서 비행을 하는 신개념 운항체계로서 UATM(UAM Air Traffic Management) 체계를 사용하도록 설계됐다. UATM은 UAM 항공교통관리로 번역할 수 있다.UATM은 기존 전 공역에 해당하는 항공 관리체계인 ATM(Air Traffic Management)과 무인항공기(UAS) 관리체계인 UTM(Unmanned Aircraft Ayatem Traffic Management) 체계 사이에서 항공교통을 관리하고 공역상황을 감시 및 관리한다.▲ FAA’s UTM ConOps (v 2.0) Describes an Unmanned Airspace Ecosystem[출처=Reliable, Secure, and Scalable Communications, Navigation, and Surveillance (CNS) Options for Urban Air Mobility (UAM)]대도시의 혼잡한 교통문제를 위해 세계 각국이 UAM/AAM의 상용화를 서두르고 있지만 기술개발은 더디기만 하다. 중국 최대 UAM/AAM 개발업체인 이항(Ehang)마저도 중국민간항공국(CAAC)으로부터 형식승인을 받지 못했다.특히 이항은 2022년까지 형식승인을 받아 본격적인 유인 운송 서비스를 시작한다고 공언했지만 공염불에 그쳤다. CAAC는 ‘에어택시 감항지침’을 발행해 감항표준을 충족한 기체에 대해 감항인증서 발급할 방침이다.기술개발이 더뎌 아직 상용화 준비가 부족한 UAM/AAM의 운항을 관리할 UATM 체계는 완전한 연계 실증과 승인이 이뤄지지 않았다. 중국 뿐 아니라 미국과 유럽연합(EU)에서도 상황은 비슷하다.미국 항공우주국(NASA)은 2019년 4월 UAM 운항을 위한 개념서인 '도시항공교통 지휘 및 통신을 위한 운영 개념(Concept of Operations for Urban Air Mobility Command and Control Communications)'을 발표했다.또한 2020년 8월 VTOL UAM/AAM에 적용하기 위해 'UAM을 위한 신뢰하고 안전하며 확장가능한 통신, 운항, 정찰 선택(Reliable, Secure, and Scalable Communications, Navigation, and Surveillance(CNS) Options for Urban Air Mobility(UAM)'을 공개했다.도시 환경에서 저고도로 운행하는 UAM/AAM은 건물, 교량, 타워 및 구조물로 CNS(통신·항법·감시)에 제약을 받게 된다.각종 구조물은 지상 관제소가 UAM/AAM과 통신하기 위한 신호를 차단한다. 또한 UAM/AAM이 복합한 구조물을 회피하는 항법에 사용할 글로벌항법위성시스템(GNSS) 신호의 수신을 어렵게 만든다.▲ Communication Functions for UAM Operation[출처=Reliable, Secure, and Scalable Communications, Navigation, and Surveillance (CNS) Options for Urban Air Mobility (UAM)]초고주파(VHF) 음성 통신과 1090메가헤르츠(MHz) 이상의 자동감시방송(ADSB)은 이미 공항에서 사용되고 있다. 기존 항공기 외에 다수의 UAM/AAM이 동시에 비행하게 되면 큰 혼란이 초래될 수 있다.따라서 NASA는 UAM/AAM 운영을 지원하기 위해 신뢰할 수 있고 안전한 CNS 서비스를 제공하기 위한 다양한 기술적 접근 방식에 대해 연구를 요구한다. 연구한 결과는 NASA가 활용할 수 있도록 문서로 만들어야 한다.▲ Surveillance Functions for UAM Operation[출처=Reliable, Secure, and Scalable Communications, Navigation, and Surveillance (CNS) Options for Urban Air Mobility (UAM)]우리나라에서는 미국 연방항공청(FAA), NASA의 운영개념서를 기초로 한국형 CNSi체계 구축을 위한 개발을 계획하고 단계적으로 진행 중이다.주무 부처인 국토교통부는 2025년 UAM/AAM 상용서비스를 준비 중이라 실제 적용이 가능한 운영개념서를 완료해야 한다. 세부적으로 정리하면 아래와 같다.먼저 통신은 UAM 운영을 위해 필수적인 통신망과 안정적인 통신 체계 운영을 위해 선택적으로 서비스가 필요한 요구도에 따라 통신 네트워크를 구축해야 한다.시스템은 회랑별, 도심 상황별 설계 기준, 공대지, V2V, 위성통신 등 기존 무선통신과 원활하고 안전한 무선 링크 구축, UAM 안전운항에 관련된 모든 이해당사자 및 지상 기반 CNS 자산을 연결하기 위한 네트워크 구성 등을 포함해야 한다.다음으로 항법은 향후 도심에서 운항이 증가할 경우 기존 항행시설 또는 초기 구축한 항법 서비스 이용이 불가능한 상황에서 대체항법 등에 대한 지속적인 연구가 필요하다.마지막으로 감시는 도심공역에서 UAM 운항 중에 발생할 수 있는 안전 위험 유발 대상의 식별·추적에 대한 연구 개발이 요구된다.전문가들은 국방 UAM/AAM용 CNSi 체계는 도심운항시스템과 다른 수준의 보안을 고려해야 한다고 조언한다. 해킹이나 재밍을 막기 위해 저궤도위성 시스템, 국방 전용 5G,6G 통신망 등이 필요하다. ◇ 자율비행은 3단계로 완성이 가능... UAM/AAM 상용화는 오랜 시간이 소요될 것으로 전망UAM/AAM은 조종사나 승객이 탑승하지 않는 드론(Drone)과 달리 유인으로 운용하기 위해 개발된 기체다. 당연하게 탑승객의 안전에 대한 조치가 중요하다. 자율비행은 3단계에 걸쳐 완성된다.1단계는 조종사가 탑승해 비상상황을 대비하는 방식으로 서비스가 시작될 것으로 전망된다. 안전성에 대한 승객의 우려를 불식시키기 위한 목적이다.2단계는 조종사와 지상 조종을 병행하는 자동운항이 도입된다. 기체에 탑승한 조종사는 비상상황을 제외하곤 운항 개입을 최소화한다.3단계는 조종사가 없이 승객만 탑승하는 완전 자율운항을 완료한다. UAM/AAM을 도입한 후 대규모 운행이 가능해지면 고장, 기상 대응 등에 관한 광범위한 데이타를 확보할 수 있다.자율비행이 100퍼센트(%) 완벽하게 구현되지 않더라도 운항밀도가 높아질수록 비용을 낮출 수 있는 자율비행의 대량 채택이 더욱 가속화될 것으로 전망된다.초기 교통혼장에서 이동 시간을 줄이기 위한 이동부터 시작해서 응급 구난, 관광, 물류 수송 등으로 영역이 확장될 것으로 예상된다. 특히 단순 물류수송과 같은 영역은 안전 이슈가 약해 쉽게 접근이 가능하다.UAM/AAM의 자율비행에 대한 연구는 미국 최대 항공기 제조업체인 보잉(Boeing)과 키티호크(Kitty Hawk)사가 공동 설립한 위스크(Wisk)가 주도하고 있다.▲ 미국 UAM 개발업체인 위스크(Wisk)가 개발한 코라(CORA) 기체 모습 [출처=홈페이지]위스크가 개발한 2인승 eVTOL 항공기 코라(CORA)가 자율비행을 위한 시험 비행을 진행 중이다. 항로에 접근하는 장애물 탐지 및 회피 경로 안내, 버티포트 이착륙 관제에 필요한 위성, 카메라, 안테나, 착륙 정확도 향상을 위한 위치 탐지 시스템 등을 개발하고 있다. .다른 민간기업도 자율비행을 위한 기체 관리 시스템, 지형, 장애물 및 접근 비행하는 다른 항공기 식별 등 핵심기술을 개발하기 위해 노력 중이다.하지만 배터리 용량의 문제, 안전성의 확보, 규제기관의 허가, 버티포트 등 인프라의 구축 지연 등으로 UAM/AAM의 상용화는 오랜 시간이 소요될 것으로 전망된다.군사용 UAM/AAM도 안전성을 확보하지 않으면 투입하기 어렵기 때문에 비슷한 상황이 전개되고 있다. 미국 해병대에서 운용하는 수직이착륙 수송기 MV-22B는 오랜 운항 이력에도 잦은 추락사고로 악명이 높다.- 계속 -

최근 우크라이나에 생포된 북한군 병사가 한국으로 귀순 의사를 표명했다는 소식이 전해졌다. 북한군은 2022년 2월 우크라이나를 침공한 이후 고전을 면치못하는 러시아를 돕기 위해 파병됐다.북한군은 6·25 전쟁 이후 실전에 대한 경험이 전혀 없어 인해전술을 고집하다 막대한 피해를 입었다. 하지만 이번 파병으로 전차에 대한 무용론, 근접 전투의 문제점, 드론(Drone) 전쟁의 대처방안 등을 학습한 것으로 분석된다.러시아 파병 초기 군사용 드론에 익숙하지 않은 북한 병사들이 우왕좌왕(右往左往)하는 상황이 생중계되며 20세기 전투방식을 고집한다는 비판을 받았다. 전기수익이착륙(eVTOL) 드론을 군사용으로 활용하려는 시도를 알아보자.▲ EVTOL requirements on battery specific power and energy[출처=Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft(Xiao-Guang Yang, Teng Liu, Shanhai Ge, Eric Rountree, and Chao-Yang Wang)]◇ 민간에서 개발된 UAM/AAM을 전면 개조해야 군사용 활용 가능eVTOL은 도심항공교통(UAM)이나 미래항공교통(AAM)의 용도로 개발되고 있다. 대부분 조종사를 포함한 2인승 혹은 4~5인승으로 개발되고 있다.주동력원은 리튬이온배터리(Li-ion battery)이지만 일부 기업은 수소 하이브리드 추진동력을 개발하고 있다. 수소는 친환경 연료이지만 높은 생산 원가, 폭발 위험성 등의 이유로 상용화는 더딘 편이다.2022년 12월 기준 전 세게에서 개발되고 있거나 설계된 UAM/AAM은 700여 종이 넘는다. 도심과 비도심간 운항에 가장 적합한 Vectored Trust형이 절반이 넘는다.Vectored Trust형은 추력 방향을 변화시켜서 진행방향과 자세를 바꾸는 방식이다. 개발이 진행 중이지만 상업생산을 위한 형식인증(TC)을 획득한 회사는 없다.중국의 이항( EHang)은 중국 감항당국으로부터 형식인증을 획득했지만 무인항공기(UAS)로 받았다. 유인항공기로 인증을 받아야 UAM/AAM 용도로 활용할 수 있다.현재 개발 중인 UAM/AAM을 군사용으로 전환하기 위해서는 개량이 필요하다. 군 병력을 운송하고 무기 이동, 공격용 무기 탑재 등이 병행돼야 하기 때문이다.드론 전문가들은 민간에서 개발된 UAM/AAM의 전면 설계 변경을 통해 새로운 군사용 UAM/AAM을 개발하는 것이 바람직하다고 권고한다. ◇ 전투 현장에 배치하려면 배터리 용량 및 충전 인프라 구축 선행돼야현재 군대에서 병력이나 무기의 운송용으로 늘리 활용되는 것은 헬리콥터다. 제2차 세계 대전 이후 군사용으로 도입된 헬리콥터는 베트남 전쟁을 거치며 군사작전의 핵심 전력으로 부상했다.헬리콥터는 수직이착륙과 호버링(hovering)이 가능할 뿐 아니라 대규모 고정익 수송기에 비해 운용비용이 저렴하다. 그럼에도 조종사의 필요성, 큰 소음, 기동성 등으로 대체 수단에 대한 수요가 제기되고 있다.현재 개발 중인 eVTOL UAM/AAM은 화물 탑재 중량, 비행 거리 등에서 헬리콥터에 비해 상대적으로 성능이 떨어진다.2023년 7월 미 RAND 연구소에 따르면 최신 기술로 개발된 eVTOL UAM/AAM은 탑습 인원 3~5명 혹은 약 1 톤(t)의 화물을 싣고 1시간에 약 150마일을 비행 할 수 있다.짧은 시간에 수직 이착륙이 가능하지만 헬리콥터에 비해 효율성을 낮다. 군사용 eVTOL UAM/AAM을 개발할 때 고려해야 할 요소가 적지 않은 이유다.특히 eVTOL UAM/AAM은 호버링 시 배터리 소모가 심해 작전 투입에 한계로 작용한다. 민수용 eVTOL UAM/AAM은 충전 시스템을 갖춘 버티포트(Vertiport)로 배터리 문제를 극복한다.하지만 군사용 eVTOL UAM/AAM은 버티포트가 없는 야전에서 활용해야 하므로 어려움이 예상된다. Xiao-Guang Yange 등은 전기자동차(EV)와eVTOL을 비교해 배터리 특정 전력 및 요구사항을 분석했다.▲ Battery requirements for eVTOLs versus for EVs[출처=Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft(Xiao-Guang Yang, Teng Liu, Shanhai Ge, Eric Rountree, and Chao-Yang Wang)]항공기 추진용 배터리를 연구한 결과로 특정 에너지와 전력, 충전속도, 수명 싸이클, 항공기 비행안전을 위한 요구 사항 충족 등을 주요 과제로 제시했다.배터리 한계를 극복하기 위해 기체의 중량 감소를 위한 경량화, 소형화가 필요하다고 주장했다. 군사용 eVTOL UAM/AAM은 작전 환경이 일반 상업용에 비해 충전 인프라가 갖춰지지 않은 상황 아래 비행을 해야 한다.유럽연합(EU)은 탄소제로를 달성하기 위해 전기자동차(EV) 보급을 확대하고 있지만 배터리의 용량 한계, 폭발 위험성, 과다한 충전시간 등 해결해야 할 과제가 산적한 실정이다.군사용 eVTOL UAM/AAM을 실전에 배치하려면 기체의 안정성 뿐 아니라 배터리의 각종 난제를 극복해야 한다. 현재 기술력을 고려한다면 군사용 eVTOL UAM/AAM을 전투 현장에 배치하려면 최소 10년 이상이 필요할 것으로 판단된다.  - 계속 -

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 -

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 -

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.

▲ LIG넥스원 드론[출처=홈페이지]2022년 2월24일 중국 제24회 베이징 동계올림픽이 끝나자마자 시작된 러시아의 우크라이나 침공 전쟁은 3년째 진행 중이다. 기존 전쟁과 큰 차이점은 드론의 활용이 두드러지고 있다는 것이다.테러 소탕이나 소규모 전쟁에서 반군을 상대하는 기존 전쟁과 달리 대규모 국가 간 전쟁에서도 드론은 정찰, 자폭, 통신 등 다양한 기능을 수행하여 전쟁의 핵심으로 부상하고 있다.드론은 보통 무인기(UAV) 전체를 통칭하는 용어로 널리 사용되고 있다. 멀티콥터는 프로펠러 숫자에 따른 분류 개념에 의한 용어다. 드론은 모터, 프로펠러, 배터리를 포함하는 동력 계통과, 비행제어유닛, 항법시스템, 통신시스템을 포함하는 제어 계통과, 주 동체, 랜딩 기어를 포함하는 동체 계통으로 구성된다. 특히 무선을 통한 조정을 위해 원격조정 트랜스미터와 리시버가 필요하다.드론은 드론 자체의 자세 제어와 비행 제어를 담당하는 자율 비행용 온보드 소프트웨어, 비행 미션 계획을 수립하고 실제 비행하는 것을 모니터링하고 기록하는 소프트웨어가 요구된다. 이를 통해 드론은 자율비행과 장애물 회피 비행을 실현할 수 있다.드론의 자세 제어는 3축 자이로, 3축 가속도, 3축 방향의 각센서를 포함하는 자세측정장치(AHRS)에 의해 이루어지며, 기압계, GPS 수신기 및 전방, 후방, 하방의 카메라 설치를 통해 접근 감지 및 충돌 방지가 수행된다.시상 장애물 뿐 아니라 공중에서 다른 비행체와 충돌 방지 기능을 향상시키기 위해 라이다(Lidar), 5G 네트워크, 대상물 인식용 인공지능 등에 대한 연구와 활용이 가속화되고 있다.미국연방공항청(FAA)에 따르면 쿼드콥터가 24시간 동안 70데시벨(dB)을 초과하는 소음을 만들어내서는 안된다고 규정할 정도로 드론은 소음 문제에 민감하다. 소음을 줄이기 위해 프로펠러 끝단에 둥근 막 형태인 슈라우드(Shroud)를 설치하는 방법이 제안되고 있다.슈라우드는 날개 끝단의 와류를 줄여 소음을 줄이고 프로펠러의 효율도 높여주며, 프로펠러의 날개를 충격에서 보호한다.다만 드론이 좌우로 수평 비행하거나 전진 비행을 시도할 때 슈라우드로 더 큰 항력이 발생해서 비행 속도를 저하시킬 수 있는 단점도 있다.또한 날개의 끝단을 변형한 저소음 프로펠러를 사용하는 방안도 제시되고 있다.  날개 끝단이 회전 반대 방향으로 구부러져 있는 저소음 프로펠러는 일반 프로펠러보다 더 얇고 더 길다.다만 저소음 프로펠러는 일반 프로펠러보다 더 쉽게 부러질 수 있고 슈라우드 프로펠러보다 효율이 떨어지는 단점이 있다.배터리는 현재 리튬이온 전지가 사용되고 있으며 양극과 음극 사이를 리튬이온이 이동하면서 충전과 방전을 하는 이차전지다. 리튬 폴리머 전지는 전해질로 겔 상태의 폴리머(고분자)를 이용하는 리튬이온 전지의 일종이다.차세대 전지로는 내구성 향상과 대형화의 성과가 도출된 리튬 유황 전지가 있으며 양극에 유황, 음극에 리튬 금속 화합물을 사용하여 리튬이온 전지보다 4배 이상의 에너지 밀도를 갖는다.향후에는 고체의 전해질을 사용하는 전고체 전지, 나트륨이온 전지 등이 기대되고 있다. 배터리 열폭주 문제를 완화할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.드론은 군사용 무기에서부터 건설, 에너지, 물류, 재난구조, 교통 관측, 과학연구, 농업, 환경오염 제거, 촬영, 취재, 취미 등 각종 분야로 활동 영역이 사실상 무한대로 넓어졌다.농업 분야에서는 드론 기체에 관해 거의 확립되어 있으며, 농업용으로 커스터마이즈된 드론도 많이 존재하고 있다. 다만 스마트 농업에서 정보 수집을 위해 보다 전문적인 센서를 필요로 한다.이에 따라 새로운 센서에 의한 새로운 해석 소프트웨어의 요구가 증가하고 있다. 측량·점검 건설 분야에서는 기존의 드론 기체만으로도 거의 조건을 만족시키고 있다.하지만 라이다(Lidar)나 밀리파 레이더 등의 센서는 기술 발전에 따라 새로운 소프트웨어 알고리즘이나 빅데이터의 후처리 소프트웨어에 대한 요구 성능이 높아지고 있다. 특히 중량, 용적, 가격 등에 대한 개선이 필요하다.​재해 대응의 수색과 구조 분야는 보다 특수한 기체가 필요하다. 바람이나 기온 등의 날씨 환경에 상관없이 원활한 동작을 위해 보다 튼튼하고 안정된 배터리와 같은 높은 환경 적응성을 필요로 한다. 드론 기체에 대해 보다 안전하고 내구성 있는 기체로 개선할 필요가 있다.보다 긴 비행, 보다 많은 적재량, 화물의 탑재와 릴리스의 구조 등에 대한 개선이 필요하다. 또한 완전자율항법에 대해서도 원거리 이미지 전송 통신 및 다수 기체의 비행을 위한 안전 운항 관리시스템 등의 사회 기반이 요구된다.​물류 업무에 투입되는 드론에 관해서는 드론 기체의 신뢰성·내구성·안전성에 관해 증명이 가능한 수준으로 품질 보증이 요구된다.이에 따라 하드웨어의 개선에서부터 장애물 회피를 하는 완전 자율 비행이 가능한 센싱, 비행 중에 인공지능을 이용한 고장 해석이나 위험 해석이 가능한 대뇌형 드론의 등장이 기대되고 있다.승객 드론 분야에서는 도심항공교통(UAM)이 대두되고 있으며 국내에서도 국토교통부가 2025년 상용화를 천명하고 있다. 기체의 안전성과 신뢰성에 관련된 연구개발(R&D)가 더욱 더 요구되고 있다.특히 전기차의 배터리 열폭주 문제가 발생하고 있음에도 그 원인을 명확히 파악하지 못하고 있는 현실을 고려해볼 때 도심항공교통의 2025년 상용화는 불가능할 것으로 예상된다.미항공우주국(NASA)에서는 2030년대 중반은 되어야 UAM의 상용화가 가능할 것으로 예상하고 있다. 우리나라 국토교통부가 2025년 상용화 목표를 수립했지만 달성 가능성은 낮다.군사용 드론 분야에서는 기존 고가형 대형 드론이나 단순 정찰 감시 수준에서 벗어나 직접 폭탄을 싣고 타겟을 폭파하는 저가형 공격용 드론 뿐 아니라 로켓 엔진을 구비하여 장거리 타격이 가능한 미사일형 자폭 드론까지 개발되고 있다.국내 대표적인 드론 제조업체로는 LIG넥스원, 대한항공, 성우엔지니어링, 두산모빌리티이노베이션, 제이씨현시스템, 한화에어로스페이스 등이 있다.해외 드론 제조업체로는 중국 DJI, 중국 XAG, 미국 Skydio, 미국 Insitu, 미국 Edge Autonomy, 프랑스 Parrot, 오스트리아 Schiebel, 독일 Quantum Systems 등이 있다.현재 글로벌 군용 드론 시장은 미국의 주도하고 있지만 민수용 드론은 중국이 선두권에 위치해 있다. 우리나라는 아직 군사용 및 민수용 드론시장에서 두각을 나타내지 못하고 있는 실정이다.국토교통부가 2015년 이후 다양한 프로젝트를 추진하고 있지만 괄목할만한 성과는 없다. 지방자치단체마다 드론 클러스터나 실증센터 등을 구축하고 있지만 활성화되지 않고 있다. ▲ 김봉석 기자[출처=iNIS]

중국 항공공업집단공사(Aviation Industry Corporation of China, AVIC)에 따르면 드론 제품군인 Wing Loong-1E 의 첫 비행을 완료했다. Wing Loong-1E는 윙롱(Wing Loong) 시리즈 드론을 기반으로 개발됐다.복합 재료로 만들어진 대형 다목적 드론으로 Wing Loong-1E는 Wing Loong-2와 같이 주 날개 끝에 위쪽을 가리키는 윙렛(winglet)의 추가와 같은 공기역학적 디자인의 일부를 변경했다. Wing Loong-1E는 미국의 MQ-1C 그레이 이글(Gray Eagle)과 견줄 수 있을 것으로 분석된다. MQ-1C 그레이 이글은 전자 광학 및 적외선 센서, 합성 개구면 레이더(synthetic aperture radar), 통신 릴레이 및 4개의 헬파이어 미사일을 탑재할 수 있다.이를 통해 MQ-1C 그레이 이글은 지속적인 정찰, 감시, 표적 획득 및 공격 작전을 수행할 수 있다. 반면에 Wing Loong-1E는 국제 시장에서 비용 효율적인 선택을 제공할 것으로 분석된다. Wing Loong-1E가 범위, 내구성, 효율성 면에서 이전 무인 항공기보다 더 나을 것으로 예상되기 때문이다. 이와같은 업그레이드를 통해 Wing Loong-1E는 비용 효율성을 유지하면서 안정성을 제공할 수 있을 것으로 전망된다.▲ 항공공업집단공사(Aviation Industry Corporation of China)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

구미시 신성장동력으로 UAV/UAM 제조 및 정비 클러스터 제안, 지역의 유관기관이 협력해 특·장점을 활용하면 성과 도출 가능 사단법인 3D프린팅산업협회(협회장 김한수)는 2022년 1월 18일 협회 대회의실에서 ‘UAV(무인항공드론)/UAM(무인항공운송체계) 제조 및 정비 클러스터 구축 방안 포럼’을 개최했다. 이번 포럼은 경운대학교와 (재)구미전자정보기술원이 주관하고, 한국산업단지공단 경북지역본부가 후원하며 명실상부한 지역의 대표행사라는 평가를 받았다. ▲포럼에 참석한 관계자들(출처 : 3D프린팅산업협회)김한수 협회장과 김정한 부회장을 비롯해 경북구미스마트그린산단사업단 이승희 단장, 경운대 항공소프트웨어공학 하옥균 교수, 한국산업단지공단 이웅희 과장, (재)구미전자정보기술원 손성진 선임, 빌리브마이크론(주) 황승진 본부장, 웹엑스 김경욱 대표, (주)와우쓰리디 서정주 대표, 아이오티 윤광식 대표, 동성건축사사무소 이상득 대표, (주)카이엔 김용태 대표 등 관계자들이 참석했다. 김한수 협회장은 “구미시는 지난해 12월 23일 ‘제1회 UAM 산업 발전 세미나’를 개최하는 등 UAV/UAM 산업에 대해 지대한 관심을 갖고 있다. 지역의 대학과 협회들이 노력하고 있지만 김천시, 영천시 등에 비해 뒤처지고 있다. 실질적인 성과를 도출하기 위한 이행계획(Action Plan)을 수립하기 위해 포럼을 준비했다.”라고 밝혔다.▲축사를 하고 있는 3D프린팅산업협회 김한수 회장(출처 : 3D프린팅산업협회)이번 포럼에서는 국가정보전략연구소 민진규 소장이 기조 발표를 진행했다. 민진규 소장은 포천시 드론클러스터 구축, 포천시 드론특별자유화구역, 도로교통안전공단 드론 활용한 교통단속시스템, 카고 드론 표준제정 등 다양한 관련 분야 연구 활동을 펼치고 있으며 드론학 개론, 드론 무인멀티콥터 조종자자격증 필기, UAV 무인기 일반 등 60여권의 저서를 집필한 전문가이다. 민진규 소장은 기조 발표에서 UAV/UAM 정부정책·생태계·기술 구성도·4차 산업혁명기술과 연관 관계·국내 산업 현황, 정부의 항공 핵심기술 로드맵, UAV/UAM 클러스터 추진 전략, 전용 플랫폼(Platform) 구축 전략, 타 자치단체와 차별화 전략, 구미시 신성장동력으로 육성 방안, 구미시의 특·장점 활용방안 등을 구체적으로 제시했다. 일본과 미국, 국내 타 지방자치단체의 성공 및 실패 사례를 통해 구미시가 시행착오(試行錯誤)를 최소화할 수 있는 전략에 대한 연구도 병행해 참석자들로부터 좋은 평가를 받았다. 기조발표 이후 전문가 패널로 참석한 전문가들의 열띤 토론이 이어졌다. 경북구미스마트그린산단사업단 이승희 단장은 “구미시는 전자, 5G 실증단지 등 인프라가 매우 잘 갖춰져 있으며 국방에도 특화돼 있어서 UAV/UAM 제조 및 정비클러스터 구축에 매우 적합하다. 휴대폰, 디스플레이가 과거 먹거리였지만 현재 차세대 성장 동력을 고민 중이다. 시와 유관기관, 업체들이 잘 협력한다면 좋은 성과가 기대된다.”고 밝혔다. 경운대 항공소프트웨어공학 하옥균 교수는 “2019년부터 지능형 드론사업을 추진하고 있으나 참여기업이 거의 없어 활성화를 위한 방안을 고민 중이다. 향후 외지 기업들을 구미로 끌어오는 것이 클러스터 성공의 관건인데, 이를 위해 정보공유 및 협업 플랫폼을 구축해야 한다.”고 조언했다. ▲토론을 하고 있는 경운대학교 하옥균 교수(출처 : 3D프린팅산업협회)3D프린팅협회 김정한 부회장은 “구미시에서도 UAM 산업을 차세대 먹거리로 선정해 노력하고 있지만 아직 가시적인 성과가 미진한 상황이다. 특히 UAV/UAM 정비사업의 경우에는 3D 프린팅산업협회의 역량을 잘 활용할 수 있는 영역이라 곧바로 추진할 수 있다. 또한 지역 내 드론 관련 연구 과제를 수행하는 기관들이 유기적으로 협력해야 한다.”고 강조했다. (주)카이엔 김용태 대표는 “구미시가 UAV/UAM 산업을 체계적으로 육성하려면 글로벌 선진 사례를 잘 연구해야 하며, 자체 플랫폼 구축을 통해 산업정보, 선행기술 조사 및 특허 생애주기(Life Cycle) 관리, 지역 내 업체들의 역량 파악 및 현황 공유 등 구체적인 이행계획을 수립해 실천해야 한다.”며 포럼 이후의 발전방향에 대해 조언했다. 3D 프린팅산업협회 관계자는 “지난 몇 개월 동안 국내외 UAV/UAM 산업 현황을 연구하고 관련 전문가들로부터 자문을 받아 포럼을 준비했다. 향후에도 구미시, 경북구미스마트그린산단사업단, 경운대학교, 한국산업단지공단, (재)구미전자정보기술원 등과 관련 연구를 활발하게 전개할 방침이다.”고 밝혔다. 포럼 관련 정보에 대해 궁금한 사항이 있거나 구미시 UAV/UAM 클러스터 구축 방안에 대한 의견이 있다면 3D 프린팅산업협회 김정한 부회장(054-461-3030)에게 연락해 달라는 당부의 말도 잊지 않았다.▲민진규 소장이 제안한 '구미시 UAV/UAM 클러스터 추진 전략'(출처 : iNIS)

이스라엘 알마(Alma Research and Education Center)에 따르면 레바논 헤즈볼라(Hezbollah)는 무인 항공기(unmanned aerial vehicles, UAV)를 2000대 보유 중인 것으로 조사됐다.대다수의 UAV는 이란의 첨단 기술로 제조된 무인기이다. 일부는 레바논 테러리스트 그룹이 독자적으로 제조한 무인항공기이다.헤즈볼라는 1990년대부터 UAV를 사용해왔으며, 2006년 2차례 이스라엘에 드론을 보내기도 했다. 2012년 10월에는 지중해 상공에 발사된 UAV가 이스라엘 공군 제트기에 의해 요격됐다.헤즈볼라가 보유한 드론은 모하예르(Mohajer), 샤헤드(Shahed), 사메드(Samed)(KAS-04), 캐러(Karrar), 새에거(Saegheh) 유형과 같은 첨단 UAV 모델이다.또한 사진 촬영, 폭탄 운반 및 투하 등에 사용되는 수십 대의 중국산 소형 민간용 드론도 소유하고 있는 것으로 조사됐다.헤즈볼라는 1984년부터 UAV 부대를 운영해 왔으며 2000km 이상의 장거리 비행이 가능한 무인기를 확보하고 있다.▲ 알마(Alma Research and Education Center) 홈페이지

미국 글로벌 시장조사기관 리포트링커(Reportlinker)에 따르면 2021년~2025년까지 글로벌 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 대응 방어 시스템 시장 규모가 $US 4억957만달러에 달할 것으로 전망된다.동기간 연평균 시장 성장율은 6.4%로 예상된다. 무인항공기 대응 방어 시스템 시장은 감지 시스템, 탐지 시스템, 중단 시스템 등으로 구분된다. 무인항공기 대응 방어 시스템 관련 핵심 기업은 Aaronia AG, Airbus SE, Blighter Surveillance Systems Ltd., CACI International Inc., Leonardo Spa, Lockheed Martin Corp., Raytheon Technologies Corp., Saab AB, SRC Inc., Thales Group 등이다.▲ 리포트링커(Reportlinker) 홈페이지