기획보고서_무인항공기 안전운항기술 개발 및 통합 시범운용.hwp

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1 항공안전기술개발사업 무인항공기 안전운항기술 개발 및 통합시범운용 기획보고서 주관연구기관 / 항공안전기술원

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3 제출문 국토교통부장관(국토교통과학기술진흥원장) 귀하 이 보고서를 "무인항공기 안전운항기술 개발 및 통합시범운용 공동 기획연구" 과제의 기획보고서로 제출합니다 주관연구기관명 : 항공안전기술원 주관연구책임자 : 최 병 철 연 구 원 : 심 현 철 박 종 혁 오 수 훈 김 요 식 조 성 욱

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5 보고서 요약서 과제고유번호 연구과제명 연구책임자 연구기관명 및 소속부서명 국제공동연구 위탁연구 연구사업명 대과제명 세부과제명 최 병 철 해당단계 연구기간 단계구분 기획단계 무인항공기 안전운항기술 개발 및 통합시범운용 기획 항공안전기술개발사업/ 고신뢰성 무인이동체 통합운용 기반구축 (다부처사업) 무인항공기 안전운항기술 개발 및 통합시범운용(국토업) 해당단계 참여 연구원 수 총 연구기간 참여 연구원 수 총 : 내부 : 외부 : 총 : 내부 : 외부 : 7명 2명 4명 7명 2명 4명 해당단계 연구비 총 연구비 항공안전기술원/카이스트 참여기업명 해당사항 없음 요약 해당사항 없음 해당사항 없음 보고서면수 정부 : 5천만원 계 : 5천만원 정부 : 5천만원 계 : 5천만원 지난 20여년간 무인항공기 기술이 군용을 중심으로 비약적으로 발전하여 정찰, 수송 등 다양한 부분에서 효용성을 인정받았으며, 최근에는 이를 민간용으로 활용하고자 하 는 움직임이 활발히 진행되고 있다. 무인항공기는 유인기보다 훨씬 다양한 종류가 있 고 운용방법이 상이하여 기존 유인항공기에 적용하는 각종 인증 및 운용기술기준을 그대로 적용하기에는 어려움이 있는데, 무인기가 국가공역에 통합되어 운용되려면 각 종 법령, 규정의 개정과 인프라의 선행적 구축이 요구된다. 국제간 운항이 가능한 무인항공기는 국제민간항공기구(ICAO)의 주도로 관련 규정의 수정을 진행하여 2020년까지는 초안이 마련될 것으로 예측되는 등 세계적으로 매우 빠른 속도로 실용화의 움직임이 진행되고 있다. 이외에도 FAA, JARUS 등이 ICAO와 공조하면서 무인항공기의 실용화를 도모하고 있다. 한편 기술의 발달로 비교적 소형의 무인기로서도 항공촬영등 유용한 임무를 수행하는 것이 가능하게 되어 관련 분야의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 우리나라의 경우 무인비행장치(150kg미만)의 가시권내 운용 법안은 1999년 항공법에 이미 반영되어 무 선조종 방제헬기의 운용근거가 되어왔는데, 최근에는 기존 법안이 허용하는 이상의 조 건에서의 운용을 허가할 필요성이 대두되고 있다. 하지만 소형무인기는 크기, 비행능 력, 유상하중 등의 제한으로 기존 관제절차를 따르기 어려워 새로운 방식의 식별, 감 시, 관제기법이 요구되고 있다.

6 우리나라에서도 국토부의 지원으로 2011년 민간무인항공기의 실용화 기반 구축 기획 연구가 시작되어 민간 무인기 실용화의 흐름에 비교적 빠르게 동참하였으며, 동 기획 과제의 후속으로 진행된 선행과제( )를 통해 기본적인 인증방안, 운항기 술기준, 인프라 구축방안에 대한 연구가 진행되었다. 한편 무인기, 무인선 등을 포함한 무인이동체의 공통/통합기술 개발의 필요성이 대두되어 미래부를 중심으로 다부처 사 업 기획이 시작되었는데, 이를 통해 국토부, 미래부, 해수부의 무인이동체 관련 산업이 상호 협력적인 구도로 추진되었으며, 그중 국토부는 본 기획 과제를 통해 도출된 추진 계획에 의해 지금까지 수행된 국토부의 민간 무인기 실용화 선행연구과제의 결과를 기반으로 본격적인 민간 무인기의 실용화 단계에 진입하도록 할 예정이다. 본 기획과제는 2020년을 목표로 진행되는 ICAO의 민간 무인항공기 관련 규정 제정 움 직임과 함께 최근 예상보다 급속히 발전하고 있는 무인비행장치 분야의 실용화를 연 계하여 본격적인 민간 무인기 시대의 도래를 위한 통합적인 유무형 운용인프라를 준 비하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해서는 관련 규정의 정비 및 운용 인프라의 구축 이 필요한데, 현재 우리나라에는 흔히 드론 이라 불리는 150kg미만 무인비행체가 항공촬영용으로 널리 활용되고 있지만 이는 가시권 내 지상조종사의 조작에 기반하는 방식으로 본격적인 무인기의 범주에는 포함되지 않아 우리나라의 민간 무인기 운용 이력 및 관련 자료는 상당히 일천한 실정이다. 따라서 본 과제에서는 다음과 같은 주 요 업무를 수행하고자 한다. - 민간 무인기의 시험운항을 위한 기본적인 인프라를 구축 - 다양한 조건에서의 무인기의 비행시험을 수행하여 국내에는 전무한 민간 무인기 운용 자료를 확보하여 적절한 비행절차를 수립하고 신뢰성을 분석 - ICAO 등 관련 국제기구와 공조하에 민간 무인기의 기술기준을 수립 - 최근 급속도로 실용화가 진행되고 있는 무인비행장치의 실용화 지원을 위한 식 별, 감시, 운항 기술 연구 - 미래부, 해수부의 공동 참여로 진행중인 다부처사업 협력체계하에서 국토부의 주도로 각 부처의 성과물을 활용한 통합시범운용 수행 (미래부: 보안/통신기술, 해수부: 무인선-무인기 연계활용) 본 사업을 통하여 곧 다가올 본격적인 민간 무인기 시대를 선제적으로 준비함으로써 무인기 뿐만 아니라 다양한 무인이동체 활용분야에서 세계적인 선도적 기술을 보유하 고 제도 및 인프라를 구축함으로써 국민 편익을 증진하고 관련 산업을 육성하여 창조 경제에 기여하고자 한다.

7 목 차 [국문요약문] I 1장. 기술의 정의 및 필요성 1 1절. 기술의 정의 1 2절. 필요성 관련 산업의 현황 및 문제점 관련 기술 개발 필요성 14 2장. 국내외 동향 및 환경 분석 22 1절. 국내외 정책동향 및 분석 국내 정책 동향 국외 정책 동향 28 2절. 국내외 시장동향 및 전망 국내 시장 동향 국외 시장 현황 42 3절. 국내외 기술개발 동향 및 전망 국외 기술동향 및 전망 국내 기술동향 및 전망 특허 분석 논문분석 종합분석 86 3장. 연구개발과제 구성 및 추진전략 90 1절. 비전 및 목표 연구 비전 연구전략목표 91 2절. 기술개발에 따른 미래상 92

8 3절. 연구개발과제 추진전략 및 기술/성과 로드맵 94 4절. 과제 주요내용, 추진전략 및 성과활용 방안 98 5절. 연구수행체계 제안 124 4장. 사전타당성 검토 126 1절. 정책적 타당성 국가 전략적 중요성 상위계획과의 부합성 사업추진상의 위험요인 분석 130 2절. 기술적 타당성 기술개발 계획의 적절성 133 3절. 경제적 타당성 경제성 과학기술적 파급효과 140 4절. 종합평가 및 결론 144 5장. 인력투입 계획 및 소요예산 산정 146 1절. 연구일정에 따른 인력투입계획 전체사업 인력투입계획 146 2절. 소요예산 산정 예산 산정 방법 152 6장. 과제 제안요구서 153 1절. 과제 제안요구서(RFP) 153 2절. 평가기준 설정 163 3절. 비용 편익 모델링 188

9 <표 차례> <표 1-1> 국내 유 무인항공기 분류 현황 3 <표 1-2> 통신방식, 통제방식, 중량기준에 따른 무인항공기의 특성 5 <표 2-1 > NATO STANAG 무인항공기 감항인증 기술기준 33 <표 2-2 > 유럽의 원격조종항공기시스템 인증 규정 수립 현황 33 <표 2-3> 전 세계 무인항공기 시장 규모 35 <표 2-4> 전 세계 무인항공기 생산량 및 시장 규모 35 <표 2-5> 한국 군용 무인항공기 시장 생산대수 예측 36 <표 2-6> 국내 공공 민간 기관 요구사항 조사 37 <표 2-7> 우리나라의 민간용 무인항공기 시장 예측 37 <표 2-8> 국내 공공 민간 기관 요구사항 조사 38 <표 2-9> 계층적 분석방법(AHP) 38 <표 2-10> 인터뷰 응답 내용 39 <표 2-11> 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항 41 <표 2-12> 국가별 무인기 대표 기종 54 <표 2-13> 송골매 제원 62 <표 2-14> 사단급 무인항공기 제원 63 <표 2-15> 스마트 무인항공기 제원 및 성능 65 <표 2-16> 국내에서 개발된 다양한 무인기 사양 66 <표 2-17> 특허기반 무인항공기 기술경쟁력 분석(2012) 80 <표 3-3 > 무인 항공기 운용 개념 및 시험운용 시나리오 109 <표 3-4> 시험운용후보 무인 항공기의 종류와 수행 가능한 임무 시나리오 110 <표 4-1> SWOT 추진 전략 135 <표 4-2> 다부처 과제의 추진 방향 및 역할 분담 136 <표 4-3> 다부처 공동기획 사업을 통한 기술/경제/사회적 기대 효과 143 <표 Ⅱ-1> 민간사업과 공공사업에서의 순현재가치법 산출 개념 비교 174 <표 Ⅱ-2> 경제성 분석기준의 장 단점 비교 175 <표 Ⅲ-1> 획득방법별 수명주기 비용 비교(단위: 억원) 181 <표 Ⅲ-2> 차세대 무인잠수정의 비시장가치 추정을 위한 표본 기본 통계 181 <표 Ⅲ-3> 차세대 무인잠수정사업의 가구별 지불의사액(WTP) 추정 결과 182 <표 Ⅲ-4> 스마트무인기 기술개발의 경제적, 기술적 파급효과(단위: 억원) 183 <표 Ⅲ-5> 선행연구 적용 방법론 비교 184 <표 Ⅳ-1> 사업 기본 방향 및 세부 사업 구성 186 <표 Ⅳ-2> 사업 투입 비용 계획(단위: 억원) 192 III

10 <표 Ⅳ-3> 인프라 운영비 추정(단위: 억원) 192 <표 Ⅳ-4> 사업 투입 비용 계획(단위: 억 원) 193 <표 Ⅳ-5> 세계 무인기 시장 전망(단위: 억 원) 193 <표 Ⅳ-6> 세계 무인선 시장 전망(단위: 억 원) 193 <표 Ⅳ-7> 세계 무인기/무인선 시장 점유율 설정(단위: %) 194 <표 Ⅳ-8> OS 시장창출효과 편익 산출(단위: 억 원) 194 <표 Ⅳ-9> 무인기 및 무인선 인증대수 추정(단위: 대) 195 <표 Ⅳ-10> 사고비용 절감효과(단위: 억 원) 195 <표 Ⅳ-11> 신산업창출효과(단위: 억 원) 196 <표 Ⅳ-12> 무인이동체 통합운용체계구축사업의 총 편익(단위: 억 원) 197 <표 Ⅳ-13> 비용/편익 분석 198 <그림 차례> <그림 1-2> 무인항공기(UAV)의 종류 (출처: ICAO RPAS Manual) 2 <그림 1-3> 다양한 종류의 무인항공기 4 <그림 1-4> 시계가시영역 운항 개념 6 <그림 1-9> 북한 무인기 사건(2014), 비행시험중 무인기 추락 사고 (2012) 14 <그림 1-11> 민간 무인항공기 충돌회피 개념도 15 <그림 2-1 > 국내 항공법규 체계 24 <그림 2-7> 무인항공기 중량기반 구분 기준 30 <그림 2-8> 미국의 국가공역으로 민간무인기 통합 계획 30 <그림 2-9> 유럽의 무인항공기 공역 통합 일정(안) 31 <그림 2-10> 해양경찰청 1단계 설문조사 수행내용 39 <그림 2-11> 산림청 1단계 설문조사 수행내용 39 <그림 2-12> 전 세계 무인기 생산량 예상 그래프 43 <그림 2-13> 2013년 발표된 Teal Group의 무인기 시장 규모 예측 43 <그림 2-17> 세계 무인기 시장 성장률과 우리나라의 비중 45 <그림 2-18> 중국 DJI사의 촬영용 드론 Phantom 3(왼쪽), 전문가용 Inspire(오른쪽) 46 <그림 2-19> 프랑스 Parrot사의 AR Drone 2.0(왼쪽), 완구용 Rolling Spider(중간), 촬 영용 드론 Bebop (오른쪽) 46 <그림 2-20> UAS integration in the NAS 48 <그림 2-21> SINUE 개념도 49 <그림 2-23> 미국의 대표적 군용 무인항공기 52 <그림 2-25> 군단급 무인항공기 RQ-101 송골매 62 IV

11 <그림 2-26> 사단급 무인항공기 형상 63 <그림 2-27> 차기 군단 정찰용 무인항공기 예상 형상 63 <그림 2-28> 개발 중인 중고도 무인기 모형 64 <그림 2-29> 스마트무인항공기 운용개념도 64 <그림 2-34> 기간에 따른 특허 출원 수 (자료출처: 특허청) 82 <그림 2-35> 세계 무인기 기술수준 (국방기술품질원 2013년 기준) 88 <그림 3-2> 다수/다종 무인이동체계 운용개념도 91 <그림 3-3> 무인이동체 활용분야 92 <그림 3-10 > 국가비행시험장 구축방안 111 <그림 3-16 > 민간무인항공기 운용을 위한 계류장 및 다목적 격납고 예시 113 <그림 3-19> 업무협의 추진 체계 125 <그림 4-4> 항공 산업의 생산유발계수 및 부가가치생산액 139 <그림 4-5> 민간무인기 부분 기대효과 140 <그림 4-6> 다부처 공동기획 과제 수행을 통한 다양한 시너지 창출 142 [그림 Ⅰ-1] 연구 프레임워크 171 [그림 Ⅱ-1] 비용편익분석 절차 173 [그림 Ⅱ-2] 직접편익 추정 방법론 179 [그림 Ⅱ-3] 간접편익 추정 방법론 179 [그림 Ⅲ-1] 중고고도 정찰용 무인항공기 경제성 분석 절차 180 [그림 Ⅳ-1] 편익항목 도출 모델 187 V

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13 요약문 Ⅰ. 사업의 목적 및 필요성 - 최근 전 세계적으로 민간 무인항공기를 국가공역내로 통합, 운용하기 위한 노력이 활발히 진행 중 ICAO는 RPAS Panel을 통해 2020년을 목표로 국가간 민간 무인항공기의 관제공역 내 계기비행을 허가하기 위한 Annex 개정 작업을 진행 중 - 최근에는 무인비행장치(150kg미만)의 활용이 항공촬영을 중심으로 급속하게 확대되고 있는데, 크기 및 비행능력의 제한으로 인해 가시 권 외 비행 등을 구현하기 위해서는 새로운 기법의 식별, 감시, 통제 기법이 요구됨 - 우리나라에서도 다양한 분야에서 민간 무인기의 활용수요가 급속히 증가중이나 이를 위한 운용기반이나 관련 법령제정은 전무한 실정임 - 무인기 운용을 위한 규정 제정을 위해서는 실제 무인기를 운용하여 관련 데이터를 축적하고 이를 분석하여 상호 분리, 비협력적 충돌회 피 등 핵심 요소기술 수준 평가, 운용절차 수립, 안전도 수준 도출 등을 수행하여야 하나 이를 위한 기반자료가 전무함 ICAO 주도로 권고안이 완성되어도 이를 우리나라 항공법에 적절히 반 영하는 절차(tailoring)가 요구됨 - 따라서 실용화가 임박한 민간 무인기를 국가공역 내로 안전하고 효 과적으로 통합, 운용하기 위한 제도화 및 운용기반 구축이 요구됨 현재 진행중인 ICAO 규정 수립에 적극참여하여 우리나라의 제안을 제시, 이를 반영하게 되면 투자의 중복을 방지하고 관련 분야의 기술 선도 가능 - 다부처 사업을 통해 진행되는 미래부와 해수부의 기술을 통합하여 시연, 검증함으로서 세계적으로 독보적인 무인이동체의 통합운용 능력 확보 가능 I

14 Ⅱ. 사업의 내용 및 범위 - 관련 법령의 정비 및 관련 기술기준의 제정 및 개정 국내법 상 150kg를 기준으로 구별되는 무인항공기와 무인비행장치 모두 고려한 통합적 접근 - 민간 무인기 인증 방안 연구 - 운항절차 및 기술기준 수립 및 검증위한 민간 무인기 시험운용 수행 - 무인기 시험운용 위한 인프라 구축 세부 계획 수립 및 시행 - 미래부, 해수부와 협력하여 진행하는 다부처 사업 협력체계에서 국토 부주도로 보안/통신체계 검증 및 무인기/무인선간 협응시범운용 수행 Ⅲ. 사업 투자계획 - 사업기간 : '15년~'20년 (6년) - 총사업비 : 국고 183억 원 (단위: 억 원) 합계 국고 민간 총계 당해년도 사업비 정부 7.5억 원 동 예산은 향후 연도별 국가재정계획에 따라 변동될 수 있음 Ⅳ. 사업 결과 활용계획 - 민간 무인기 인증방안 연구 및 운항기준 수립을 통한 국내 무인기 의 운용기반 확보 - 시험운용을 통해 확보된 자료를 통해 향후 민간 무인기의 전국적인 활용에 필요한 운용기반 구축 계획 수립 - 본 과제 연구결과에 기반 하여 ICAO RPAS Panel에 참여, 국제 무 인항공기 관련 규정 수립 과정에 적극 기여 - 최근 폭발적으로 성장하는 소형 무인기의 운용 기술 확보를 통한 관련 산업 발전에 기여 - 추후 활발히 전개될 민간주도 각종 무인기 사업 수행에 본 과제를 II

15 통해 도출한 운용기준, 인증방안, 운용 인프라 활용 가능 - 국토부 수행 과제 (국가비행시험장, 위성보강항법 등)과 연계하여 무인기 운용성 향상 방안 연구 - 본 사업 결과물을 직접 활용하여 다부처 사업으로 진행 중인 무인 기용 통신장치 및 보안/협응기술(미래부), 무인기/무인선 통합운용 체계 구축(해수부)의 공동 수행에 적용 Ⅴ. 기대성과 및 파급효과 (기술적 효과) 전 세계적으로 실용화가 임박한 민간 무인기의 선 제적 실용화 연구를 통해 민간 무인기의 핵심 운용 기술 확보 민간 무인기 운용위한 기반 인프라 구축 경험 확보 및 이를 통해 향후 민간 무인기의 전국적 운용 인프라 구축 및 운용 기술 확보 민간 무인기 기술을 무인선, 무인차량 등 이종 무인체계에 적용 가능 (사회적 효과) 다양한 분야에서의 보안성이 확보된 무인기의 운용 기반 기술 확보를 통해 민간 무인기의 활용을 통해 국민 편익 증진 및 안전성 제고 안전한 민간 무인기를 공공 및 상용 분야에 적용하여 사회 안전 향상에 기여 다종 무인이동체계를 활용한 다양한 새로운 서비스 개발을 통해 국민 편익 증대 (경제적 효과) 국내 민간 무인기 운용기반의 조기 확보를 통해 민간 무인항공관련 기술의 발전을 통한 항공산업 전반 및 관련 산업 경쟁력 제고 국내 무인 항공산업의 선도적 양성을 통한 새로운 경제 분야 창조 및 고부가가치 관련 산업 창출 (무인기 이용 택배 등) 민간 무인기를 중심으로 한 무인선, 무인차량 등 다수/다종 무인이 동체 운용기반을 구축하여 신개념 운송체계 개발 상시 감시, 재난 긴급 대응 등 국토 균형 개발, 국민 편익 증대공통 기술 적용을 통해 기술 개발 및 운용 통합에 소요되는 비용 효율화 III

16 다부처 공동기획 사업으로 통신, 보안 등 핵심기술 개발(미래부)과 이를 실제 사업에 적용하여(국토부, 해수부) 연구의 전문성 제고, 시너지 창출 및 중복투자 방지 고용확대 및 기술경쟁력 향상을 통한 창조경제에 기여 IIII

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18 1장. 기술의 정의 및 필요성 1절. 기술의 정의 전 세계적으로 다양한 무인이동체계(Unmanned Vehicle Systems)의 개발이 진행 중 무인이동체계(Unmanned Vehicle Systems, UVS)는 조작자가 탑승하지 않고 원격 으로 운용되는 이동체(Vehicle)와 운용에 필요한 원격통제소 등의 체계(System) 를 통칭함 무인이동체에는 무인항공기, 무인자동차, 무인수상정, 무인잠수정 등 다양한 형 태가 있음 세부 구성은 다르지만 항법, 임무할당, 협응, 통신 등 핵심 요소기술에는 유사한 점이 다수 존재하여 공용 기술을 개발할 경우 시너지가 높음 다수의 동종/이종 무인이동체는 서로 다른 기종 및 유인장치들과의 협응을 통해 다양한 임무의 수행이 가능한 적응형 통합운용체계의 개발이 가능 무인이동체는 ICT 기술과 결합하여 신개념 통합/협응 운용이 가능 기술 선진 경쟁국은 체계적인 로드맵과 비전에 따라 무인이동체계와 통신, 운 용 환경과의 통합 연구 및 개발을 진행 중 이미 유용성이 검증된 무인항공기와 함께 무인자동차의 상용화가 임박한 상황 이며, 선진국에서는 이미 실용화에 필요한 관련 법규를 정비 중 <그림 1-1> 각종 무인이동체 개발현황 - 1 -

19 무인항공기 1) 의 정의 무인항공기는 항공기에 사람이 탑승하지 아니하고 원격 또는 자동으로 비행할 수 있는 항공기를 지칭함 무인항공기는 unmanned aerial vehicle의 번역으로서 "unmanned"라는 단어의 뜻의 해석에 따라 사람이 직접 조종하지 않는 비행기를 지칭할 수도 있고 사람 이 탑승하지 않는 항공기를 지칭할 수도 있음. 현재로서는 사람이 탑승하지 않 는 항공기를 지칭하는데, 앞으로 안전성이 향상되면 조종사는 탑승하지 않지만 승객이 탑승할 수 있는 가능성도 있음 이와 같이 무인항공기의 정의가 다소 모호한 측면이 있어서 무인기 운용 의사 결정 주체에 따라 기체 외부의 장소에서 조종사 혹은 운용자가 통제하는 remotely piloted vehicle(rpa), 무선조종항공기, 자율(Autonomous) 무인기로 구 분할 수 있음 <그림 1-2> 무인항공기(UAV)의 종류 (출처: ICAO RPAS Manual) 그 외에 관련하여 다음과 같은 용어도 사용됨 드론 (Drone): 무인기의 별명이며, 미국에서는 군용 (공격용) 무인기를 연상하는 경향이 있음. 우리나라에서는 소형 멀티로터 무인기를 드론으로 부르는 경향이 있음. FAA는 사용 않음 RC (Radio/Remote Controlled): 1930년 이후 취미용 사용, 지상조종사에 의한 원격 조종에 중심 RPV (Remotely Piloted Vehicle): 비행체 중심의 원격 조종 모형항공기(Model Aircraft): FAA AC-91-57(1981)에 정의 무인기 운용에는 기체뿐만 아니라 이륙/발사, 비행통제, 착륙/회수 등 전 비행과 1) 본 기획 보고서에서는 사람이 탑승하지 않는 항공기를 기본적으로 무인항공기(혹은 축약하여 무인기 ) 로 지칭하지 만, 좁은 뜻으로는 150kg이상의 항공법 상의 무인항공기로도 지칭함

20 정에 여러 가지 다양한 장비와 소프트웨어 등이 필요하고, 이들이 하나의 시스 템으로서 운용되기 때문에 UAS(Unmanned Aircraft System), 또는 RPAS (Remotely Piloted Aircraft System)라고 함 <표 1-1> 국내 유 무인항공기 분류 현황 구 분 유 형 중 량 동력비행장치 (타면조종형, 체중이동형) 좌 석 /배기량 1인승 제 정 담당기관 /문서 초경량 비행장치 회전익비행장치 자체중량 115 kg (초경량 자이로플레인, 1인승 초경량헬리콥터) 동력패러글라이더 자체중량 115 kg 1인승 무인비행장치 (무인동력비행장치) 자체중량 <150 kg 무인 /50cc 초과 무인비행장치 (무인비행선) 자체중량 <180 kg 인력활공기 자체중량 70 kg LSA Light Sport Aircraft 최대이륙중량 600 kg VLA Very Light Aircraft 최대이륙중량 750 kg 2인승 이하 KAS VLA PART 23 PART 25 조종석 제외 보통(N), 실용(U), 곡기(A) 최대이륙중량 5,670 kg 9인승 이하 조종석 제외 커뮤터(C) 최대이륙중량 8,618 kg 19인승 이하 수송기(T) 최대이륙중량 > 5,700 kg KAS PART23 KAS PART25 무인항공기의 분류 무인항공기는 운용 주체에 따라 군수용 및 민간용으로 구분할 수 있으며, 다양 한 크기, 형상 등 존재 무인항공기는 사람이 탑승하지 않으므로 크기가 상당히 축소될 수 있으며, 요구 되는 안전도도 유인기와는 상당히 다를 수 있음. 또한 탑재된 비행제어장치의 자동화 수준, 통신 도달거리, 중량 등에 따라 상이한 운용기법의 적용이 필요함 - 3 -

21 <그림 1-3> 다양한 종류의 무인항공기 통제방식 별 구분: 무인항공기의 자동화수준에 따라 다음과 같이 구분 가능 1단계: 외부조종사의 입력에 따른 완전 수동비행 2단계: 컴퓨터와 센서를 활용한 안정화 단계. 항공기의 경로는 외부조종사가 수동으로 통제해야 함. 이는 촬영용 드론이 흔히 운용되는 방식임 3단계: 컴퓨터와 센서를 활용하여 고정도 항법시스템을 구현하고 이를 이용하 여 주어진 경로점을 따라 자동으로 비행 가능. 외부조종사는 비행경로를 설계 하고 이를 실행하며 상태를 검증해야 함. 이같은 방식이 본 기획연구에서 대상 으로 하는 민간 무인기의 운용방식임. 4단계: 임무를 부여하면 비행관리시스템(flight management system, FMS)이 이 를 적절히 수행하기 위한 일련의 경로점을 생성하고 이를 자동으로 추종하면 서 비행함. 외부조종사는 상위 임무를 결정하고 지정하는 절차만 수행하는 것 이 가능. 이같은 진보된 운용방식은 현재 연구중이며 일부 실험적으로 구현된 바 있음. 5단계: 인공지능을 갖춘 비행장치가 최상위 임무를 지정하면 하위 단계 임무는 스스로 수행하며 유인기와의 능동적인 협응이 가능할 것으로 예상됨. 이같은 운용방식은 현재 연구 수준으로 제한되어 있음 통신방식에 따른 구분: 무인기와 외부조종사와의 연결수단으로서 도달거리, 전 달정보량(throughput)에 따라 운용방식에 차이가 있음 시계가시영역(Visual Line of Sight): 무인기가 항상 외부조종사가 육안으로 비 행 상태를 확인할 수 있는 거리로서 흔히 500미터 정도로 알려지고 있으나 시 계조건에 따라 다소 차이가 있음. 무인기의 안정화 장치가 존재하지 않을 경우 - 4 -

22 조종사의 기민한 반사 신경에 의존해야 하므로 시계가시영역에서만 운용이 가 능한 제한이 있음. 또한 시계가시영역은 500미터 정도로 제한적이어서 고속, 장거리 임무를 수행해야 하는 무인기에는 적용이 불가능함. 일반적으로 근거리 운용 시 제한적 자동화 능력을 갖는 무인기의 운용에 해당함. 전파가시영역(RLOS): 별도의 중계 장치 없이 전파가 직접 도달할 수 있는 거 리. 수평선상에서는 20km정도인데 전파가 지형 등에 의해 차단되지 않을 경우 에는 상당히 원거리까지 도달이 가능하나 전파 강도와 안테나 특성에 의해 제 한이 발생함. 일반적으로 시계가시영역 밖 전파가시영역에서 운용되는 무인기 는 2단계이상 자동화 능력이 요구됨 비전파가시영역(NRLOS): 전파가 직접적으로 도달하지 않는 범위로서 이를 해 결하기 위해서는 지상 중계시설이나 위성 기반 전파중계를 활용해야 함. 이같 은 용도의 안테나는 크기가 상당히 이 때 상당히 큰 안테나가 활용될 필요가 있음. 또한 전파도달시간이 길어질 수 있어 무인기를 시각적 피드백으로 조종 이 불가능해지고 통신두절의 가능성이 많아 3단계 이상 자율비행이 가능한 기 종만 운용이 가능함 <표 1-2> 통신방식, 통제방식, 중량기준에 따른 무인항공기의 특성 항공기의 운항에는 다음과 같은 운용방식이 있음 시계비행규칙 (VFR: Visual Flight Rule): 항공기의 운항 상태를 시각정보에 의 존하여 비행하는 방식 계기비행규칙 (IFR: Instrument Flight Rule): 항공기의 운항 상태를 계기에 의존 하여 비행하는 방식 - 5 -

23 <그림 1-4> 시계가시영역 운항 개념 민간무인항공기의 정의 항공법 제2조에서 민간 무인항공기는 항공기에 사람이 탑승하지 아니하고 원격 또는 자동으로 비행할 수 있는 항공기를 지칭함. 민간무인항공기는 민간 항공기의 정의와 항공법에서 정의하는 무인항공기의 정 의에 따라 정의할 수 있음. 민간(Civil) 항공기는 상업용(Commercial, 이익/영업용) 항공기와 일반(General Aviation, 자가/레저용) 항공기로 나누어짐. 항공법 제2조 2항에 의해 공공기관이 소유 임차한 항공기로서 다음과 같은 업 무를 수행하기 위한 항공기는 국가기관 등 항공기 로 구분됨. 재난 재해 등으로 인한 수색 구조 산불의 진화 및 예방 응급환자의 후송 등 구조 구급활동 그밖에 공공의 안녕과 질서유지를 위하여 필요한 업무 해외 전문 분석기관인 Teal Group에서는 군용을 제외한 정부/공공(civil) 및 상 업용(consumer) 무인항공기를 민간무인항공기로 분류함. 본 보고서에서 민간무인기는 비 군용, 즉 공공 및 상용 무인기를 합쳐서 지칭함 항공법, 동법 시행령, 동법 시행규칙에 의하면 현재 국내 항공기는 무게를 기준 으로 구분되어 있음 (표 1-1 참조) 150kg이상: 현 항공법에 의거, 무인항공기로 구분됨. 이 범주에 해당되는 무인 기는 충분한 유상하중을 가지므로 비행에 필요한 여러 가지 센서를 탑재하여 기존 유인기와 유사한 수준의 운항기준의 적용이 가능함. 또한 장거리 운항이 주목적이므로 비전파가시영역(NRLOS)의 통신장치가 활용될 수 있음(본 기획 보고서의 주요 연구대상) 12~150kg: 현행법상 무인비행장치로 구분되는데, 유상하중에 제한이 있어 제 한된 수준의 센서만 탑재 가능하므로 기존 유인기에 적용되는 관제 및 운항기 준의 적용이 어려운 제한이 있음. 이 범주에 속하는 대표적인 비행체가 촬영용 - 6 -

24 드론인데, 이들은 기본적인 비행안정화 장치가 부착되어 조작이 비교적 용이하 고 가시권 밖 비행이 가능하지만 아직 안전성이 확보되지 않아 금지되어 있으 며, 향후 이를 가능하게 하기 위해서는 기존과는 다른 관제/감시기법의 개발이 요구되고 있는 실정임. 하지만 기술의 발달로 소형 무인기의 경우에도 상당한 비행거리 및 자율화 능력의 구현이 가능하여 분류기준 선정에 어려움이 있음 12kg미만: 일반적으로 항공법의 적용대상이 아니나 상용운용을 할 경우에는 신 고대상임. 기체가 탑재할 수 있는 장비가 크게 제한되어 취미용이나 근거리 촬 영용 드론으로 운용되고 있는데, 최근 비행제어장치의 기술이 발전되고 배터리 용량도 증대되어 수km이상의 비행이 가능하여 규제의 대상으로 인식되고 있 음. 따라서 15.9월 국토부는 12kg 기준을 5kg으로 하향조정하는 대신 안전검 사 대상을 25kg까지 면제해주는 방안을 검토 중. 국제민간항공기구(International Civil Aviation Organization, ICAO)에서는 RPA만 을 규정제정의 고려대상으로 하고 있음 자율항공기는 인간 조종사가 항공의 운항을 책임진다는 ICAO의 기본 운항개 념에 맞지 않고 원격 전파조종항공기는 통신장치에 의한 제한이 심해 고려대 상에서 제외되었음 또한 우리나라 항공법이 150kg를 기준으로 무인항공기와 무인비행장치를 구분 하는데, 이들 모두를 본 보고서에서는 무인기 라고 지칭함. 미국의 경우 25kg을 기준으로 하여 25kg미만은 소형 무인기 (small UAS, suas)로 구분하는데, 우리나라에서도 미국의 구분에 맞추어 suas의 기준을 도입하려는 움직임이 있음. 따라서 본 보고서내에서는 소형 무인기는 25kg미만 을, 중형 무인기는 25~150kg, 대형 무인기는 150kg이상으로 지칭하고자 함. 원격조종항공기체계(RPAS)의 구성요소 및 운용체계 원격조종항공기 운용체계는 원격조종항공기(Remotely Piloted Aircraft, RPA), 원 격통제소(Remote Pilot Station, RPS), 통제 및 통신(Control&Communication, C2) 데이터링크 장비, 임무장비, 항법 지원(Navigational Aid, NavAid) 및 지상 지원 장비(통신중계타워) 및 기타 부대시설 등으로 구성됨 여기에서 RPA의 운용에는 원격조종국(Remote Pilot Station, RPS) 및 명령/통제 (Command and Communication, C2) 가 최소 기본요소로 요구됨 RPAS 구성요소 중 선택 장비로는 지상 통신중계장비, 중계용 위성, 발사대, 회 수 장치(그물 등), 탑재체(payload)용 통신/통제 장치 등이 있음 공중을 나는 무인기와 대개 지상에 위치한 원격통제소의 조작자(operator)를 연 결해주는 핵심요소로서 통제/통신(Control/Communication, C2)이 있음. 원격통제 소가 무인기를 통제하고 현재 상태를 수신하는 통신체계를 CNPC (control/ non-payload communication)이라 하는데, 이는 무인기에 장착되는 카메라 등을 - 7 -

25 포함한 다양한 탑재체용 통신과는 구분됨. 하지만 무인기의 비행 상태를 육안으 로 확인하는데 필요한 영상정보 송신은 CNPC를 통하는 것도 가능함. 무인기의 통제에는 기존 VHF기반 음성 통신을 통한 관제, 무인기의 비행상태 를 확인하고 명령을 전송하는 CNPC, 무인기에 탑재된 장치를 위한 제3의 통신 망이 요구됨 기존 VHF 기반 통신은 기존의 통신체계를 그대로 활용가능하며 신기술 개발 이 요구되지 않음. 관제사와의 교신은 지상조종사와 직접 교신하거나 해당 구 역의 관제사와 무인기를 통해 교신 수행. 이 과정에서 CNPC의 활용 가능. ITU/WRC는 5.030~5.091GHz 주파수가 민간 무인항공기의 CNPC용 주파수로 할 당되었으나 구체적인 활용방법은 아직 결정되지 않았음. 본 다부처 사업에서 미래부의 지원으로 우리나라의 선제적인 CNPC 프로토콜을 개발, 국제표준규약 으로 추진하려고 노력중임 기타 정찰용 카메라 등 페이로드용 통신은 별도로 정해진 규약이 없으므로 본 과제의 고려대상이 아님 <그림 1-5> RPAS 운용개념도 (핵심요소 및 부가장비) 무인항공기가 다른 유/무인항공기들과 같은 관제공역내에 통합되어 비행하려면 항공교통관제에 따르는 것이 요구되는데, 이는 조종사와의 음성기반 교신과 레 이더, 트랜스폰더 등 전통적 감시 방식 및 최근 활발히 보급중인 GPS기반 ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)로 구현 RPA는 관제사와 원격조종국의 내부조종사를 연결해주는 VHF기반 음성통신을 통해 관제절차에 복종함 - 8 -

26 감시레이더는 공항이나 주요 거점에 설치되어 무인기를 포함하여 주변을 비행 하는 항공기의 비행 상태를 능동적으로 감지(Primary Surveillance Radar, PSR) 하거나, 기체 내에 탑재된 transponder와 통신하여 상태를 파악함(Secondary Surveillance Radar, SSR). 최근에는 GPS를 기반으로 각 항공기가 비행 상태를 발신하여 비행정보를 공유 하는 ADS-B가 차세대 감시시스템으로 널리 보급되고 있으며, 유인기에 비해 크기가 작은 무인기에 좀 더 적합한 것으로 평가받고 있는데, 장착하지 않았거 나 고장이 난 항공기를 감지할 수 없어 궁극적으로는 인간 조종사가 수행하는 방식의 see-and-avoid가 요구되나, 현재로서는 확립된 기술이 없는 실정임 무인기의 식별은 탑재된 transponder를 이용하여 확인이 가능하고 추가적으로 조종사와 직접 음성 교신이 가능. 최근에는 GPS기술에 기반한 ADS-B를 이용 하여 항공기의 추가적 식별 및 감시가 가능함. 중대형 무인기의 경우 이같은 방식을 그대로 적용하는 것이 가능하지만 소형 무인기의 경우 이같은 방식은 상당히 곤란하여 새로운 방식의 식별 및 감시 기법이 요구됨 <그림 1-6> 무인기 통신체계 소형 무인기의 경우 가용 주파수, 페이로드, 대역폭 등의 제한으로 인해 중대형 무인항공기에 사용되는 CNPC의 활용이 어려울 수 있어 최근에는 소형 무인기 에 LTE나 장래 개발될 5G등의 통신을 활용하는 것이 제안되고 있음. 이같은 통 신 방식은 최근 활발히 논의되고 있는 IoT (Internet of Things)개념과도 관련이 많은데, LTE/5G를 사용할 경우 별도의 주파수 및 통신 체계의 구축이 필요없고 무인기의 식별, 감시 기능의 구현이 용이한 장점이 있는데, 향후 무인기에 적합 한 구체적인 구현방식 및 요소 기술의 개발에 선행 연구가 필요함 - 9 -

27 <그림 1-7> 구글이 제시한 저고도 소형 무인기용 운용개념 (스마트폰과 같은 LTE통신 활용) 무인항공기 항공업무의 정의 항공법 제2조 3항의 정의에서 정의하는 항공업무 중 무인항공기에 적용할 수 있는 업무는 다음과 같음. 항공기에 사람이 탑승하지 아니하고 원격 자동으로 비행할 수 있는 항공기( " 무인항공기")의 운항 항공교통관제 운항 관리 및 무선설비의 조작 정비 수리 개조("정비 등")된 항공기 발동기 프로펠러("항공기 등"), 장비 또는 부품에 대하여 항공법 제22조에 따라 안전성 여부를 확인하는 업무 <그림 1-8> 공역등급화 도표 (출처: 국토교통부 홈페이지)

28 <표 1-2 > 제공하는 항공교통업무에 따른 공역 구분 (항공법 116조의 2 제1항, 2014년 7월개정) 관제 공역 비관제공역 구분 A등급 공역 B등급 공역 C등급 공역 D등급 공역 E등급 공역 내용 모든 항공기가 계기비행을 해야 하는 공역 계기비행 및 시계비행을 하는 항공기가 비행 가능하고, 모든 항공 기에 분리를 포함한 항공교통관제업무가 제공되는 공역 모든 항공기에 항공교통관제업무가 제공되나, 시계비행을 하는 항 공기 간에는 교통정보만 제공되는 공역 모든 항공기에 항공교통관제업무가 제공되나, 계기비행을 하는 항 공기와 시계비행을 하는 항공기 및 시계비행을 하는 항공기 간에 는 교통정보만 제공되는 공역 계기비행을 하는 항공기에 항공교통관제업무가 제공되고, 시계비행 을 하는 항공기에 교통정보가 제공되는 공역 F등급 공역 계기비행을 하는 항공기에 비행정보업무와 항공교통조언업무가 제 공되고, 시계비행항공기에 비행정보업무가 제공되는 공역 G등급 공역 모든 항공기에 비행정보업무만 제공되는 공역 무인항공기 이용 사업의 정의 항공법 제2조 및 시행규칙 제14조의 2항, 제15조의 2항에서 정의하는 항공기를 이용하는 사업 중 무인항공기에 적용할 수 있는 사업의 종류는 다음과 같음. 소형항공운송사업: 국내 항공운송사업 및 국제 항공운송사업 외의 항공운송사 업을 말함. 국내항공운송사업 및 국제 항공운송사업은 승객의 좌석 수가 51석 이상, 조종 실과 객실 또는 화물칸이 분리된 구조일 경우에 해당하나, 무인항공기는 좌석 수나 객실 관련 해당사항이 없으므로 소형항공운송사업을 적용 가능 항공기사용사업: 항공운송사업 외의 사업으로서 타인의 수요에 맞추어 항공기 를 사용하여 유상으로 농약 살포, 건설 또는 사진촬영 등 국토교통부령으로 정 하는 업무를 하는 사업은 다음과 같음. 상업서류 송달업: 타인의 수요에 맞추어 유상으로 우편법 제2조 제2항 단 서에 해당하는 수출입 등에 관한 서류와 그에 딸린 견본품을 항공기를 이용하 여 송달하는 사업

29 2절. 필요성 1. 관련 산업의 현황 및 문제점 산업구조 선진화에 따른 인건비 및 위험관리 비용의 증가, 노동인력 감소 등으로 인해 무인이동체계의 필요성과 활용도는 지속적으로 증대될 전망 무인이동체계관련 기술 발전과 함께 제반여건이 성숙되면 가까운 미래에 시장 수요의 폭발적 증가 예상 국토감시, 해양감시, 육상 공중 해상 교통 및 물류 분야에서 다양한 종류의 무인 이동체계 개발 요구 무인기는 기존 유인기 시장뿐만 아니라 새로운 항공산업 수요를 창출할 것으로 기대되고 있으나 적절한 인증체계, 운용기준, 운용인프라 및 관련 법령이 부재하여 시장 창출 및 보급이 지연되고 있음 세계적으로 무인항공기는 군사용 위주로 개발ㆍ사용되어 왔으며 국내 역시 약 200kg 중량의 송골매 등 군용 무인기가 이미 실전 배치되어 있으며 그 외에도 다수의 군용 및 민간 무인기 개발 사업이 진행 중임. 민간부문에는 150kg 미만 의 무인비행장치가 촬영용으로 활발히 사용되고 있으며, 최근에는 택배, 공중 감시용으로 활용도가 크게 증가하고 있음. 우리나라의 경우 스마트 무인항공기(연구용도) 개발 경험 등 민간무인항공기 제 작 기초기술이 외국에 앞서 있어 이번 실용화 기술 개발을 계획대로 추진할 경 우 세계시장 진출 및 점유도 유리한 상황임. 항공기술 첨단화에 따라 민간부문에서도 항공촬영, 감시, 농약 살포 등 수요가 증가하여, 무인항공기 제작 산업이 고부가가치 산업으로 발전할 전망임. 그러나 현재 민간무인항공기에 대한 제작ㆍ인증ㆍ운영 등에 대한 제도화 및 기술개발 등 관련 인프라가 전무한 실정임. 무인항공기를 민간공역에서 통합운용하려면 항공법에 의거, 적절한 체계 및 절 차에 의해 인증을 받아야 하지만 전세계적으로 통용되는 인증체계는 부재함 무인항공기를 기존 유인기 공역에서 통합운용하기 위한 확립된 운용기준이 부 재함 (ICAO주도로 2020년까지 관련 부속서 개정 완료 예정) 무인기의 안전한 운용을 위해서는 충돌회피 등 다수의 기술이 개발되어야 하나 이들 기술의 개발이 미흡한 실정임 최근에는 25kg미만 소형 무인기가 항공촬영이나 취미용으로 폭발적 성장 세를 보임 중국 DJI사는 2014년 5천억원의 매출을 기록하였으며 2015년에는 1조원을 돌파 할 것으로 예상됨

30 국내에도 취미용 소형 무인기가 1만대 이상 보급된 것으로 알려져 있음 소형 무인기는 취급이 간단하여 다양한 용도로 사용되고 있고 이를 기반으로 다양한 산업이 파생될 것으로 기대되나 기체의 크기로 인해 탑재가능 센서의 개수나 성능의 제약이 심해 기존의 식별, 감시, 관제 기법의 적용이 어려움 또한 소형무인기는 항속거리 및 최대상승고도, 최대 속도등에 많은 제약이 있어 기존 유인기의 용도를 대체하려면 150kg이상 중대형 무인기의 활용이 요구됨 적절한 운항기준 및 운용 인프라가 구축될 경우 가까운 미래에 민간 무인 기 전분야에서 거대한 신규 산업 시장이 형성될 것으로 예상됨 2016년 세계 무인기 총 시장은 72억 달러이며 연간 약 6% 씩 성장하여 2025년 에는 125억 달러로 성장할 것으로 예상됨 현재 무인기 시장은 군용 시장 위주로 발전하고 있으나 적절한 감항인증 및 운 항기준이 개발되면 민간 위주로 성장할 것으로 기대됨 미국 Business Insider에 의하면 '15년부터 '20년까지 군용무인기 시장은 연평균 5%성장할 것으로 예상되는 것에 비해 민간무인기 시장은 연평균 19%성장할 것으로 예상됨 민간 무인기 시장도 2014년 이후 지속적으로 성장하여 2023년경에는 전 세계 무인기 시장의 8% 규모로 성장 예상 민간분야에서 무인항공기의 경우 미국을 선두로 정찰, 감시 등 공공분야 뿐 아 니라, 민간 공역에서의 운용이 용이한 소형 무인비행체를 활용한 물류 등의 새 로운 활용방안이 제시되고 있음. 우리나라에서도 소형 항공촬영용 무인기, 방제용 헬리콥터 등이 이미 널리 활 용되는 중 민간용으로 활용되기엔 무인기의 보안성 및 신뢰성이 크게 미흡한 실정인 데, 이는 무인기가 널리 보급되기 전에 선제적으로 해결되어야 함 무인기는 원격으로 이동하면서 임무를 수행하므로 추락, 충돌 등의 사고를 발생 할 수 있으며 보안성이 확보되지 않을 경우 테러 등의 용도로 활용될 수 있음 무인기 수요의 폭발적인 증가(새로운 산업분야 생성)가 예상됨에 따라, 본격적 인 보급/활용에 앞서 선제적으로 높은 신뢰도/보안성의 통신 및 안전 운항 체계 개발이 절실히 요구됨 현재 무인기의 관리방안 부재로 각종 무인기의 활용에 적절히 대응하지 못하 는 것이 현실임 ( 북한 발 무인항공기 발견 시 무인기 관리방안 부재로 초기 대응 혼선) 미국 극비리에 운용되던 군용 무인정찰기가 통신 및 GPS 교란에 의해 이란에 나포되는 사건 발생(2011)

31 <그림 1-9> 북한 무인기 사건(2014), 비행시험중 무인기 추락 사고 (2012) 2. 관련 기술 개발 필요성 무인기 관련 기술 개발 필요성 민간 무인기의 보급은 전 세계적인 추세로서 무인기의 국가공역으로의 통합 운 항에 따른 감항 인증, 운항기법의 개발, 무인기 조종사 자격인증 등에 대한 대 비가 선제적으로 준비되어야 함 항공기 충돌 방지 및 효율적 공역관리를 목표로 하는 항공흐름관리 (Air Traffic Flow Management)의 경우, 전 세계적으로 국가별, 지역별 특성을 반영한 기술 개발이 요구되며, 우리나라 역시 국가의 항공교통시스템 실정과 주력 무인항공 기의 기계적인 특성에 맞는 기술 개발 필요. 군용 무인항공기의 경우, 군 공역과 민간 공역에 대한 접근과 이용에 우선권이 있는 반면, 민간무인항공기의 경우 유인 일반항공기와 상업용 항공기들과 함께 공역을 이용해야 한다는 제약을 지니고 있어, 민간무인항공기의 발달에 따른 공 역사용 규제들도 재조정이 이루어져야 하며 민간무인항공기가 발전하기 위해서 는 가격의 인하와 함께 안전 및 운용 안전성도 개선되어야만 함. 민간 무인항공기를 유인항공기가 운항하고 있는 공역에서 운용하기 위해서는 무인항공기와 무인항공기 또는 유인항공기와의 충돌 감지 및 회피를 위한 장 치가 반드시 필요함. 무인항공기의 충돌 감지 및 회피를 위해서는 기존의 유인항공기에 적용되는 기술을 활용하거나 유인항공기의 충돌회피 방식에 영향을 주지 않는 범위에서 새로운 기술의 개발이 필요함. 조종사의 시각에 의존한 충돌회피 및 제어(see and avoid)가 불가능한 무인항공 기의 특성상, 안전 비행이 가능한 환경을 구성하고 최적화된 경로 탐색 및 공역 제어 알고리즘을 기반으로 하는 항공교통관리 핵심기술 개발을 통해, 안전하고 안정적인 유-무인기 복합 운용환경에 대비해야 함, 최근 소형 무인기 사고가 빈발하고 있고 13년 발생한 민간 S-76 헬기 강남

32 고층 아파트 충돌 사건에서 보듯이, 무인항공기가 민수분야에 도입될 경우 도심 내 항공 운항안전문제가 크게 대두될 것으로 예상됨 사전에 진입금지 구역의 좌표를 설정하여 항공기의 안전한 운항을 구현하는 Geo-fencing기술 등의 개발 필요 <그림 1-10> GPS를 이용하여 무인기의 비행제한구역을 구현하는 Geo-fencing개념 무인항공기 기술의 발전으로 용도와 운용지역이 다양화됨에 따라 무인항공기 종류와 등급에 따른 운영 관련 종사자를 식별하고, 자격교육 및 취득, 유지와 종사자의 신체검사 자격에 필요한 요건의 체계화가 요구됨. <그림 1-11> 민간 무인항공기 충돌회피 개념도

33 <표 1-4 > FAA의 비행중 충돌회피 절차 1 Detect 장애물이나 위험물을 탐지하고 CDR(Conflict Detection and Resolution)을 초기화 2 Track 탐지된 물체의 움직임을 추적. 물체의 존재를 확인하고 정확한 궤도나 위치를 결정 3 Evaluate 앞의 두 단계의 신뢰성 및 회피궤도의 필요성을 평가. 4 Prioritize 추적된 물체의 우선 순위를 선정. handling multiple conflicts 등의 방법을 사용. 5 Declare 우선 순위로 물체와의 충돌회피 필요성을 판단. 6 Determine 충돌회피 궤도를 선정. 7 Command 충돌회피 명령 8 Execute 충돌회피 실행. 민간무인기 실용화 기술을 개발할 경우 다양한 국산 민간무인기의 개발 및 운 용 기반을 갖추게 됨에 따라 국토ㆍ해양감시, 항공촬영, 농약 살포, 산불감시ㆍ 진화, 응급환자 수송, 수색ㆍ구조, 기상관측 등 다목적 활용과 안전한 무인항공 기 운영체계 구축을 통하여 항공사고 예방에도 크게 기여 할 것이며, 교통인프 라가 부족한 산간ㆍ도서 지역에 24시간 긴급 항공서비스 제공, 국가 재난사고 대응(피해지역 실시간 상황전파 등), 산불ㆍ해양감시 등을 무인항공기로 대체 활용이 가능하여 국가 균형발전에도 도모할 것임 아울러, 국내에서 개발된 민간무인항공기 기초기술의 실용화를 유도하고 부가가 치가 높은 무인항공기 산업을 미래 창조경제 산업으로 육성하여 일자리 창출 등 항공 산업 발전에 기여할 것으로 예상됨. 민간 무인기 실용화를 위한 본 과제의 필요성 군용 무인기의 경우 인증 및 운항기준 등 관련 규정이 성숙되어 있으나 민간무 인기에는 적용이 불가능 군용 무인기는 민간의 국가공역에 상응하는 개념이 없어 민간 공역에 그대로 통합하는 것은 부적절함 민간 무인기에 요구되는 관제 절차, 충돌회피 기법등이 별도로 개발되어야 함 향후 민간 무인기를 민간 공역에서 통합 운용하기 위해서는 기존 공역에서 운 용되는 유인항공기와의 공존방식을 제시해야 함 분리공역(Segregated airspace): 무인기와 유인기를 시간/공간적으로 분리하여 운용함으로써 간섭을 방지하는 방식 통합공역(Integrated airspace): 무인기와 유인기를 동일 시간/공간에서 운용하는 방식으로서 상호간의 충돌을 피하고 안전하게 운용할 방식이 필요함. 이는 기

34 존의 운항 체계, 절차, 관제를 통해 구현이 가능하나 현재 유인기와 같은 VFR 기준에 준하여 영상정보를 이용한 충돌회피 (see-and-avoid) 기술의 추가적 개 발이 요구됨. 민간 무인기는 이미 폭발적으로 성장하고 있는 소형 무인기 시장 뿐만 아니라 가까운 장래 중대형 무인기 분야도 급속히 성장할 것으로 예상됨 소형 무인기는 항공촬영, 취미용 등으로 이미 널리 보급되고 있으며, 중대형 무인기의 경우 소형 무인기의 비행성능으로 인해 수행할 수 없는 임무 및 유 인기를 적용하기 곤란한 임무에 적용되어 조만간 널리 활용될 것으로 예상됨 민간 무인기 핵심 운용 기준은 아직 확립되지 않아 ICAO를 중심으로 관련 부속 서를 개정하고자 하고 있는데, 우리나라는 ICAO이사국으로서 참가하여 현재 진 행중인 무인기 관련 규정 제정에 크게 기여 가능 ICAO는 국가 간 관제공역내 계기비행(inter-state IFR flight in controlled airspace)만을 대상으로 민간 무인항공기의 운항기준을 제정하는 작업을 진행 중 장거리 비행을 전제로 하므로 중대형 무인기 대상 ICAO는 RPAS Panel을 연 2차례 소집하여 Working Group을 중심으로 관련 규 정 개정을 추진중인데 본 과제의 결과를 활용하여 부속서 수정시 적절한 수정 안 제시 가능하며, 우리나라가 제시하는 방안이 채택될 경우 우리나라에 유리 한 관련 법령이 제정되어 향후 국제규격에 맞추어 준비하는 데 드는 비용을 절감하고 ICAO 이사국으로서의 우리나라의 위상 제고 가능 소형 무인기의 경우 그 활용도가 급속히 증대되어 현재 가시권 내 운용제한을 넘어 비가시권 장거리로 운용하고자 하는 수요가 증대되고 있으나 적절한 식별, 감시, 관제 규정이 부재함 항공기의 비행능력의 제한으로 인해 중대형 무인기와는 상이한 운용 개념 및 기술의 개발이 요구됨 향후 민간 무인기의 비관제 공역(G 공역)에서의 운항 개념을 수립하고 새로운 규정을 제정해야 할 필요가 있는데, 이는 ICAO의 국가 간 계기비행규정관련 SARPs와 본 기획과제를 통해 수행될 연구결과를 활용하여 개발이 가능할 것으 로 기대됨

35 <그림 1-12> 공역 및 운용목적에 따른 무인기 운항개념 민간 무인기의 운항기준을 수립하려면 다양한 환경과 조건에서 민간 무인기를 운용함으로써 데이터를 축적하고 이를 기반으로 적절한 절차를 도출하여야 함. 미국의 경우 지난 20여년간 다양한 종류의 군용 무인기 운항 정보를 충분히 획득하고 일정부분을 민간과 공유하는 것으로 알려짐. 우리나라도 군용 무인기 인 송골매를 2002년부터 실전배치하여 운용한 경험이 있으나 민간 무인기의 운용개념과 상이하고 그나마 비행결과자료를 민간에서 활용하기 어려운 것으 로 확인되었음 무인항공기의 기본 비행원리에 있어서는 군용과 민간용에 큰 차이가 없으나, 민간무인기는 다른 유/무인 항공기와 함께 현행 관제절차에 따라 같은 공역에 서 운용해야 한다는 측면에서 큰 차이가 있음. 이는 군용 무인항공기의 운용 경험을 활용할 수 없는 부분임. 이같은 이유로 군용 무인기의 운용경험이 풍부한 미국도 2014년 FAA의 주도 로 시험장 6개소를 개설하여 다양한 조건에서 민간 무인기의 운항 데이터를 취득중이며, 우리나라의 경우에도 이같은 민간 무인기의 시험운용을 수행해야 할 필요가 있음 ICAO가 수행하는 개정안은 국가간 관제공역내 계기비행 상황에 국한됨. 따라 서 국내/비관제공역/시계비행의 상황은 각 국가가 ICAO 및 다른 항공선진국의 기준을 참고하여 tailoring해야 할 필요가 있으며, 이는 우리나라가 단순히 해외 기준을 그대로 도입할 수 없는 이유임 따라서 본 과제는 이같은 필요로 인해 국내에 전무한 민간 무인기 운용을 수 행하여 운항기준/안전도 수립 및 각종 요소기술을 검증, 평가함으로써 우리나 라에 적합한 운용기준 및 운용 인프라를 구축하고 이를 기반으로 ICAO RPAS

36 Panel등을 통하여 민간무인기 관련 규정 수립에 기여할 것으로 기대됨 다부처 사업으로서 무인이동체 통합운용체계 개발 필요성 무인이동체계의 운용 효율 및 활용도를 극대화하기 위해 신뢰성 보안성이 향 상된 통합운용체계 개발 필요 무인이동체는 원격으로 이동하면서 임무를 수행하므로 추락, 충돌 등의 사고 를 발생할 수 있으며 보안성이 확보되지 않을 경우 테러 등의 용도로 활용될 수 있음 무인이동체 수요의 폭발적인 증가(새로운 산업분야 생성)가 예상됨에 따라, 본 격적인 보급/활용에 앞서 선제적으로 높은 신뢰도/보안성의 무인이동체 통신 및 안전 운항 체계 개발이 절실히 요구됨 현재 무인기의 관리방안 부재로 각종 무인기의 활용에 적절히 대응하지 못하 는 것이 현실임 ( 북한발 무인항공기 발견 시 무인기 관리방안 부재로 초기 대응 혼선) 미국 극비리에 운용되던 군용 무인정찰기가 통신 및 GPS 교란에 의해 이란에 나포되는 사건 발생(2011). 대규모 무인이동체계의 실용화를 앞두고, 신뢰성 보안성 강화를 통한 통합운 용체계 구축 및 글로벌 표준화 선점 필요 ICT를 활용한 무인이동체계는 우리나라의 기존 ICT 관련 기술력과 자동차, 조 선, 항공 등의 플랫폼 기술력의 창조적인 융합을 통해 새로운 차원의 부가가치 창출 및 세계적인 기술 및 시장 선도국이 될 수 있는 분야 스마트 기기 등 우리나라 ICT 산업에서의 기술 경쟁력 및 정보통신 인프라는 다수 무인이동체계간의 협응 구현의 backbone으로서 최적임. 무인이동체에 대한 기초연구의 범위를 넘어 통신망 구축 및 무인이동체계 실 용화를 전제로 한 사업으로 국가 주도의 연구 수행 필요 우리나라의 기존 ICT 기술력과 무인시스템을 융합하는 사업으로서 새로운 차 원의 부가가치 창출 및 first-mover로서 기술 시장 선도 가능 무인이동체계의 핵심 통합 운용 기술 개발 및 통신, 보안, 인증과 관련된 기술 은 다양한 산업 전반에서 활용 가능 개별 무인이동체들은 플랫폼 레벨에서는 상이하나 상위레벨(운용, 통신, 보안) 측면에서는 유사성이 매우 높아 공용 운용체계 개발 시 다수/다종의 무인시스 템에 적용 가능 무인항공기 운용을 위해 지상시설, 통신신호 및 데이터 등에 대한 안전한 보안 상태가 요구됨. 무인항공기의 종류 및 등급에 따라 지상통제시설의 규모는 다양하나, 규모에 불문하고 지상 통제시설에 대한 보안이 요구됨

37 무인항공기는 지상통제소와 무선통신으로 연결되어 있으므로 무선통신의 교란, 혼신, 차단 또는 의도적인 통제권 찬탈 등의 문제가 있을 수 있으므로, 고도로 통합된 데이터링크 보안 확보가 필수임. 현대의 암호화 기술이나 인증 기술로 문제의 소지를 줄일 수 있으나, 고출력의 전파 교란 (jamming)은 여전히 해결되어야 할 문제임. 무인항공기의 통신보안은 사용 주파수, 통신 매체, 적용한 암호화 기술, 통신 링크의 부가적 속성 등에 따라 좌우됨. 특히 저주파 대의 암호화는 고주파 대 의 암호화보다 보안에 취약함. 무인항공기와 지상통제소 및 관제소와의 원활한 통신을 보장하는 동시에 외부 의 해킹 등으로부터 시스템을 보호할 수 있는 통신 규격의 개발이 필요함. 다부처 사업 목적 달성을 위해 사업 초기 단계부터 원천기술 개발 부처와 실 제 활용 부처 간의 긴밀한 협력이 필수적이므로 다부처 추진이 타당 통신기술, 보안기술, 고신뢰성 제어기술은 미래창조과학부 본연의 R&D사업이 며 무인항공기, 무인선박의 실제 활용은 각각 국토교통부 및 해양수산부의 고 유 업무임. 활용부서의 요구사항과 실제 구현 및 활용이 가능한 기술에 대해 긴밀한 협조 시 과제 성공 가능성이 크게 향상됨. 원천기술 개발과 활용부처 간 상세한 업무 협력체계가 부재할 경우 연구결과 가 사장되거나 중복 개발되는 선례 존재 본 다부처 사업 하에서 미래부, 해수부와 공동으로 각 부처에서 개발된 결과물 의 통합시범운용 수행: 미래부의 통신/보안/협응 원천기술과 국토부에서 운용하 는 무인항공기 시험기, 해수부의 무인기/무인선 협응운용 및 조난자 수색 등 실 용 시나리오의 적용을 통해 개발된 원천기술의 성과를 검증하고 실제적인 시나 리오에서 무인항공기, 무인선박등 이종 무인이동체를 운용함으로써 무인이동체 의 실용성을 검증하고 다양한 민간 주도 시범사업의 기폭제 역할을 수행하려함 추후 민간 무인기 운용 기반이 전국적으로 충분히 준비되었을 때 민간주도의 무인기/무인선 등 각종 무인이동체를 이용한 각종 사업을 시행할 것으로 기대 사회문화적 측면으로서 개발 필요성 무인항공기는 이라크와 아프간 전쟁에서 정찰과 살상용으로 사용되면서 널리 알려지게 되었으며, 우리나라에서는 촬영용 드론으로 활발히 사용되어 일반인들 에게 널리 알려짐 민간무인항공기는 충돌 시 다른 항공기, 지상에 있는 재산 또는 인간에 대한 손 해를 끼칠 수가 있으며, 이 경우 손해에 대한 배상 책임을 결정하는 문제가 쉽 지 않으므로 이와 관련하여 손해 배상 보험에 대한 규정도 마련되어야 함

38 예를 들어 통신장애로 인한 사고가 발생했을 경우, 그 원인이 민간 무인항공기 에 장착된 장비에 있는 지, 지상기지국의 장비에 있는 지, 통신회사의 위성 또 는 기지국에 있는 지를 밝혀내기가 어렵게 됨. 이 분야는 사회적인 공감대가 필요한 부분이므로 세계 추세를 보면서 점진적 으로 규정을 작성해야 함. 국내 항공법 내에 무인항공기에 대한 법적 정의를 규정하고 있으나, 시행규칙에 는 무인항공기/무인자유기구 비행허가와 관련한 규정으로 운영을 위한 최소한 의 장비와 허가 및 금지사항을 언급되어 있을 뿐으로 민간 무인항공기의 관련 규정과 제도를 반드시 체계화 해야 함. 무인항공기 종류와 등급을 기준으로 운영에 필요한 종사자의 자격을 세분화 및 체계화함으로서 무인항공기 운영자가 갖추어야할 최소한의 지상통제소와 운용 요원을 설정해야 함. 무인항공기 유지관리에 필요한 종사자를 별도로 규정하여 인적요인에 의한 항 공사고를 미연에 방지하고 유인항공기와 동등한 수준의 유지관리체계를 구축할 필요 있음. 소형 무인항공기의 경우, 해안 및 도서 산간지역에서 촬영, 감시, 공공목적으로 사용되는 것에 반해, 도시지역에서 범죄자 추적 또는 도로 감시를 위하여 주로 사용 됨. 하지만 최근 도심 내 주거지역에서 사생활 도촬 등의 자신도 모르게 촬영될 수 있고, 촬영된 자료가 본인도 모르게 다른 사람들에게 공개될 수가 있 어 이를 막기 위한 사생활보호 분야에 대한 연구가 필요함. 사생활보호를 강조하다 보면 민간 무인항공기 산업이 위축될 수 있으므로 시간 을 가지고 세계적 추세를 따라 법과 절차를 연구해야 함. 그러나 우선 제작사나 연구기관이 민간 무인항공기를 실험적으로 운용하기 위해서는 무인항공기 운용 중 취득된 자료에 대한 철저한 관리와 보관 절차를 수립하는 것이 필요함

39 2장. 국내외 동향 및 환경 분석 1절. 국내외 정책동향 및 분석 1. 국내 정책 동향 국내 인증체계 분야 현행 항공법에서는 일반적으로 통칭되는 무인기를 무인항공기 와 무인비 행장치 두 가지 분류로 구분하고 있음 항공법에서는 무인비행장치를 자체중량 150kg 이하인 동력비행장치로 정의하고 있음. 즉, 우리나라 항공법 상으로는 자체중량 150kg의 무인항공기는 무인항공 기가 아니고 무인비행장치임. 이는 항공기의 일종인 초경량비행장치가 항공법상 으로는 항공기가 아닌 것과 같은 논리임. 현행 항공법은 무인비행장치를 일종의 초경량비행장치로 분류하여 기본적으로 초경량비행장치에 적용되는 법규를 준용하도록 하되 일부 예외조항을 두고 있 는데, 서로 다른 종류의 항공기를 같은 범주로 구분하여 문제가 발생하고 있음. 우리나라의 민간무인항공기 인증체계는 항공법에 수록되어 있는데, 무인항공기 에 대해서는 기본적으로 유인항공기에 적용되는 항공법 법규가 똑같이 적용되 도록 되어있으며 무인항공기에 특정해서는 다음과 같이 세 개 조항만 있음. 항공법 제2조 제3호 항공법 제55조 제5호 및 동시행규칙 제196조의2 항공법 시행규칙 제20조 제3호 항공법 제2조 제3호 가 에서는 항공업무 에 대한 정의를 하는 가운에 무 인항공기에 대한 정의가 간접적으로 되어있음. 항공법 제55조(비행 중 금지행위 등)의 제5호에서는 무인항공기의 비행을 비 행 중 금지행위 의 하나로 하되 비행을 하려면 국토부장관의 허가를 받도록 하고 있음. 시행규칙 제296조의2(무인항공기의 비행허가 신청 등)는 항공법 제55조의 제5호 에 관한 세부규칙으로 무인항공기의 비행허가신청에 관한 요건을 수록하고 있 음. 이 조항에서 무인항공기 비행허가는 지방항공청장 또는 항공교통센터장에게 위임하고 있음. 시행규칙 제20조(특별감항증명의 대상)는 동법 제15조 제3항 제2호에 관한 세부 규칙으로 특별감항증명 대상이 되는 항공기 운항용도를 명시하고 있음. 이 조항 의 제3호에 무인항공기의 운항 이 포함되어 있음

40 항공법에서는 무인항공기를 항공기에 사람이 탑승하지 아니하고 원격 자동 으로 비행할 수 있는 항공기 라고 정의하고 있으며 무인항공기에는 시행규칙 에서 초경량비행장치의 한 부분으로 자체중량 150kg이하를 무인비행장치로 분 류하고 있음. 국내 운항기준 분야 1999년부터 무인비행장치 안전관리 기준 반영, 비행계획 승인제도 운영 민간 RPAS 비분리공역 초도 통합(~ 16), 운항관련 규정(RPAS OPS & FCL) 수 립( 13~ 17) 항공기 안전운항을 위한 운항기술기준 (제74조의2) 국토교통부장관은 항공기 안전운항을 확보하기 위하여 이 법과 국제민간항 공 조약 및 같은 조약 부속서에서 정한 범위에서 다음 각 호의 사항이 포함 된 운항기술기준을 정하여 고시할 수 있다. 운항기술기준의 준수 (제74조의3) 소유자등 및 항공종사자는 제74조의2에 따른 운항기술기준을 준수하여야 한다. 민간무인항공기 운항 관련하여 시험비행 허가 (항공법 제20조) 및 비행허 가 신청 (항공법 제196조의2) 으로 관리 제20조(시험비행 등의 허가) 조종사가 탑승하지 아니하고 비행할 수 있는 항공기(이하 "무인항공기"라 한 다)는 시험비행 등 항공에 사용할 수 있다는 허가(이하 시험비행 등의 허가"라 한다)를 받은 경우 비행 가능 제196조의 2(무인항공기의 비행허가 신청 등) 무인항공기를 비행시키고자 하는 자는 성명 주소 및 연락처/무인항공기의 형 식 및 등록기호/ 비행의 목적 일시 경로 및 고도/무인항공기의 조작자의 성 명 및 연락처 사항을 지방항공청장에게 비행예정일 5일 전까지 제출 지방항공청장은 무인항공기 비행 신청을 받은 경우 심사한 후 항공교통의 안 전에 지장이 없다고 인정되는 경우에는 비행을 허가 (최근동향) 국토부는 최근 급증하는 소형 무인기의 수요 및 활용 사례로 인해 기존 12kg~150kg을 무인비행장치로 구분하던 방식에서 하한선을 5kg으로 낮추 어 신고/관리대상을 확대하는 대신 25kg이상을 안전검사 대상으로 변경하는 방 안을 추진 중. 이는 미국의 소형무인기 (small UAS) 구분 방식과도 관련이 있음 현재는 12kg을 초과한 드론이나 사업용 드론만 소유주 정보와 기체 성능, 과거 비행이력 등을 국토부에 신고하게 돼 있으나 앞으로는 5kg을 초과한 드론은 모두 신고토록 할 계획임. 반면 드론사업 성장을 위해 위험도가 현저히 낮은 취미용 드론에 대해서는 규제 완화 방안을 검토 중

41 <그림 2-1 > 국내 항공법규 체계 <그림 3-2> 우리나라 항공법령의 체계도 <그림 3-3> 중량에 따른 무인항공기의 운용 절차

42 국내 민간 무인기 관련 정부주도 정책과제 현황 무인항공기 안전관리제도 구축 연구는 2009년 7월부터 12월까지 교통안전공 단에서 수행하였으며, 무인항공기 안전관리제도에 관한 국내외 현황 조사 및 분 석을 주 내용으로 하고 있음. 국토교통부는 외국무인항공기에 대한 비행허가 및 안전관리지침 ( 제정, 최종개정)을 제정하여 미국의 군용무인기의 국가 공역 진입에 적용하였음. 2011년 국토교통부는 상업용 민간무인항공기 보급기반 구축 이라는 기획과 제를 카이스트에 위탁, 수행하였음. 본 과제에서는 국내 민간 무인항공기 보급 기반 구축에 대한 최초의 본격적인 연구라는데 큰 의미가 있음 상기 과제의 결과물에 기반 하여 2012년 상/하반기, 2013년 상반기 세 차례 민 간무인항공기 보급기반 구축사업을 위한 예비타당성 조사를 신청하였으나 선 정되지 못하였음. <그림 2-4 > 민간무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연구 과제( 수행)

43 상기 위탁과제를 기반으로 하여 민간 무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연 구 를 2013년 12월~2015년 6월간 항공기술안전원(KIAST)의 주관으로 수행하였 음. 본 연구에서는 상기 기획과제에서 수립된 기본계획에 연계하여 인증기반 구 축, 운항기준 수립, 인프라 구축 방안 등에 대해 카이스트, 항공우주연구원등의 참여로 심도 있는 연구를 수행하였음. 2013년 하반기부터 미래부 주도 소형 무인이동체 (무인항공기, 자율주행차량, 무인수상정, 잠수정등)의 통합 운용기반 기술 개발 과제를 제안 (카이스트), 14년 다부처 과제로 상정하였음. 제안 과정에서 미래부 주도 연구는 국토부 주도 연구로 변경되어 150kg이상 중대형 무인기 대상 과제로 수정되었음 동과제에서 국토부는 민간무인항공기 보급에 필요한 인증, 운항기준 등을 개발 하며 미래부는 통신, 보안 등 핵심 요소기술, 해수부는 무인선 운용기술 개발 을 목표로 함 2014년 6월 다부처특위에 의해 사업이 인가되어 2015~2020년간 국고 300억원 의 규모로 과제 추진이 결정되었으며 현재 이 과제를 기반으로 미래부, 해수부 의 연구가 진행 중임 국토교통부는 비행시험 전용으로 국가비행시험장의 구축 사업을 구상중이며, 이 를 무인항공기의 비행 시험에 활용할 수 있을 것으로 예상됨. 국내 민간 무인기 개발 보급 과제 현황 우리나라 무인기 개발 사업은 1970년대 기만용 무인기 개발로 시작하여 국방과 학연구소 및 방위산업체 중심으로 군용 무인기가 다수 개발되어 왔으며 최근에 는 실전배치가 시작되고 있음 현재 실전배치, 운용된 무인기는 송골매가 유일한데, 사단급 무인기는 16년 부터, 송골매를 대체할 차기 군단급 무인기는 17년부터 실전 배치될 계획이 고, 이외에도 비공개 무인기 사업이 다수 존재. 민간 무인기 개발의 경우 2007년 당시 지식경제부의 항공산업부품개발 사업으 로 방제용 무인헬리콥터 사업을 추진한 바 있음 년 국토부의 틸트로터를 이용한 민간무인항공기 보급기반 구축 사업의 예비타당성 조사 신청이 부결된 후 무인기의 직접적인 개발은 하지 않는 것으 로 정책 방향을 설정하였으며, 대신 기 개발된 무인기를 활용하여 인증 및 운항 기술기준 개발 사업을 추진하는 것으로 정책을 결정하였음. 산업부는 무인기 플랫폼 및 핵심 부품개발을 담당하는 것으로 부처 소관업무 범위를 결정하였음 2002년 프론티어 사업으로 국고 970억 원을 10년간 투자, 12년 틸트로터기반

44 무인기를 세계에서 두 번째로 개발에 성공하였음. 산업엔진프로젝트의 일환으로 틸트로터 기반 무인항공기의 체계개발을 목적 으로 하는 고속수직이착륙무인기 사업을 3천억 원 규모로 기획, 예비타당성 조사 신청( 14)하여 현재 심사가 진행 중 최근에는 산업부의 지원으로 멀티로터 등 소형 무인항공기 개발 사업이 다수 진행 중임 고내풍성 드론 시스템 개발: 15-18년, 총66억원 (국고 48억/민간 18억원) 2014년 이래 미래부는 민간 무인기의 활용기술을 개발하는 창조경제비타민 사업을 추진 중 무인기를 이용한 산림 병충해 감시, 해안선 지리정보 구축 사업 등 (과제당 10 억 원/년 규모) 미래부는 본 기획과제의 모체인 무인이동체의 다부처사업의 승인 이후 항공우 주연구원 주도로 무인항공기, 자율주행자동차, 무인수상정 등 다양한 무인이동 체에 적용이 가능한 공통기술개발 사업을 기획, 예비타당성 조사를 신청한 바 있음( 15) 최근에는 지자체를 중심으로 무인기의 활용사업을 활발히 추진 중 대구시는 2020년까지 국비 180억 원등 250억 원을 투입해 스마트 드론 활용 기술기반 구축사업 을 추진 중이며 무인기 시범운용장 및 국가산업단지 육성 방안 추진 중 수원시는 우리나라 전자산업의 메카이고 완구용 무인기 업체가 입주한 등의 이점을 이용하여 드론산업특구를 조성할 계획 발표( 15) 부산시는 16년 380억 원을 투입, 드론 실용화 촉진 지원센터 설립 계획 을 추진 중이며 16년 1월 대규모 드론 쇼 개최를 추진 중 전북도는 도내 산업특성에 맞추어 농업용 드론 사업 육성에 노력 중 서울시는 드론을 이용한 국민안전향상 사업을 추진 중: 드론 이용한 구조, 화 재 진압 등 국내 시범운용 분야 2015년 8월 기준 국토부에 신고된 12kg 초과 무인기는 423대이며 사업등록 업 체 수는 415개사이고 한국모형항공협회에 따르면 신고 대상이 아닌 12kg 이하 드론은 국내에만 1만대 이상 보급된 것으로 파악되고 있음 15년 8월 기준으로 드론을 이용해 항공촬영 농약살포 등을 하는 사업자는 582곳이고 12kg을 초과하는 신고대상 드론도 2010년 144대에서 현재 716대로 증가

45 국토부는 15년 9월 민간의 bottom-up 제안을 통해 무인비행장치의 시범사업 을 공모하여 다양한 무인기 이용 사업을 수행하는 사업을 추진 중. 본 사업을 통해 기존 항공촬영뿐만 아니라 물류 운송, 구조물 검사 등 다양한 활용처 뿐만 아니라 장거리/비가시권 운용, 악천후에서의 운용 등 민간 주도의 사업을 통해 무인비행장치의 활용성 및 안전수준 등을 파악할 것으로 기대 민간공역을 비행할 150kg이상의 무인항공기는 적절한 절차에 의해 인증을 받아 야하는데, 현재 전 세계적으로 확립된 인증체계는 전무하며, 국제기구를 중심으 로 세계 각국의 공조로 구축중임 2. 국외 정책 동향 국제 항공정책 관련 ICAO는 2005년부터 무인항공기 시스템 연구그룹(Unmanned Aircraft System Study Group, UASSG)를 결성, 무인항공기 관련 업무에 대한 국제적 상호협력, 무인항공기 관련규정 및 매뉴얼 개발, 기술적 세부사항과 SARPs(Standards and Recommended Practices)의 개정에 대한 연구를 진행하고 있으며, 2014년 11월 에는 이를 RPAS Panel로 승격, 가장 최근에는 2014년 3월에 이어 6월 말에 15 차 회의를 개최하였음 우리나라도 ICAO의 이사국으로서 UASSG에 이어 RPAS Panel에 계속 참여중이 며 본 기획과제를 통해 수행될 과제를 통해 ICAO의 무인기 관련 규정을 제정 하는데 실제 경험을 바탕으로 적극 참여함으로서 무인기 분야에 기여하고 국 제 항공 분야에서 국가 위상을 높일 수 있음. RPAS Panel은 2018년까지 Annex 1, PANS-TRG, RPAS Manual 개정하고 2020 년까지 Annex 2, 6, 7, 8, 10, 19개정하여 SAPRs 발간 예정인데, 이를 통해 ICAO 준수국들은 국가 간 계기비행에 한해 운용되는 민간 무인기 운용기준을 각국 상황에 맞추어 tailoring이 가능할 것으로 기대됨

46 <그림 2-6> ICAO 문서의 구성 미국의 민간무인항공기 사용을 전면 허용하는 2012 현대화 개정 법률 (Modernization and Reform Act of 2012) 이 2012년 2월에 통과됨. 이에 따라 미 연방항공청 (FAA)는 2015년까지 관련 규정의 개정 및 민간 무인기 가이드라 인을 마련할 예정이었으나 현재로서는 그 추세가 불확실함 FAA는 현재 미국 내 6개 시험 장소에서 민간 무인기 운용을 진행하면서 자료 축적 중. 미국 FAA는 민간공역에서 무인항공기의 활용허가범위를 점차 확대하는 추세임. 미국은 차세대 항공교통관리(ATM: Air Traffic Management) 시스템 연구 프로 젝트인 NextGen을 진행하고 있으며, 무인항공기를 NAS (National Airspace System)에 완전히 통합하여 운용할 계획을 2012년에 대통령령으로 시작, 무인 기 혼용운용을 위한 연구 및 법제화에 박차를 가하고 있음. ( ) FAA는 원래 군용 무인기로 개발된 Aerovironment사의 Puma와 Boeing사의 Scan Eagle의 민간공역(Alaska의 해상)에서 활용하는 것을 허용한 바 있음. ( ) FAA는 Aerovironment사의 Puma를 육상에서 공중촬영 등의 용도로 사용하는 것을 허용하였는데 이는 육상에서 무인기를 민간공역에서 운용이 공 식 허가된 첫 번째 사례임. 이 같은 조치에는 Puma무인기의 군용활용이 충분 한 안전성을 입증한 사례 때문인데 이는 반면 최근에 개발된 무인기들은 충분 한 사용전력이 없을 경우 비행허가를 얻기 어려울 것이라는 의미일 수 있음 전세계적으로 민간 무인기 기준은 군용 무인기를 우선 참조하는 경향이 있음 미국의 경우 민간 무인기의 중량 하한이 명시되어 있지 않으며, 25kg(55파운드) 를 기준으로 소형을 small UAS(sUAS)로 구분하는데, 15.2월 suas 경우 가시권 내 주간 500ft내로 별도의 인증절차 없이 운용이 가능하도록 절차개정을 추진중

47 <그림 2-7> 무인항공기 중량기반 구분 기준 미국에서 무인 연, 로켓, 열기구, 400ft이하에서 운용하는 모델 항공기 외의 무 인항공기 시스템에 대해서는 COA 형태로 비행허가를 해주고 있음. 관련하여 FAA는 현존하는 규정으로 관리하지 못하는 무인항공기 시스템의 운용에 대한 정책 결정하는데 도움을 받고자 COE(Center of Excellence)를 세우기로 하였으 며 이미 미국 전역 6개 지역에 대해 무인항공기의 국가공역 운용 관련시험을 허용하고 있음 <그림 2-8> 미국의 국가공역으로 민간무인기 통합 계획 2014년 FAA CoE(Center of Excellence) 프로그램 추진 무인항공기 국가공역 통합 운용 관련 현존 또는 예상되는 무인항공기 현 안에 대한 해결책을 찾기 위하여 미 정부부처, 민간기관, 학계 연합으로 세계 수준의 컨소시엄을 만들기 위한 목적으로 추진

48 FAA의 R&D Integration Division, ANG-C2에서 담당하며 FAA에서 10년간 예산 을 지원(협약은 5년 단위)하고 분기별/반기별 보고서, 반기별 미팅, 5년마다 심 포지움 개최를 요구함 FAA 요구 연구 분야는 항공교통관제 상호 운용성, 공항 지상 운용, 관제 및 통신, 충돌감지 및 회피, 인적요소, 스펙트럼 관리, 무인항공기 운용요원 훈련 및 인증임 '15.5월, FAA는 Mississippi State University주도 consortium을 민간 무인항공기 연구를 총괄할 CoE로 선정하였음. 무인항공기의 국가공역 통합 관련하여 장시간 비행, 다양한 센서기술과 더불어 개인 사생활 보호가 관심대상이 되고 있음. 이와 관련하여 FAA, 의회, 지방/주 정부 단위의 규정이 제정이 진행되고 있으며 AUVSI의 무인항공기 운용 안내지 침에서는 개인 사생활 침해를 금지하고 있음 세계전파통신화의(WRC) 의제에서 제안되었던 무인항공시스템 주파수 대역의 요구사항이 그동안의 ITU-R WP5B-2의 회의를 거쳐서 후보 주파수 대역이 5 ~ 5.15GHz와 15.4~15.7 GHz로 선정됨. 해당 대역에서 AM(R)S(Aeronautical Mobile (Routine) Service)의 사용 방법과 추가 선정은 논의 중에 있음. 유럽은 하나의 시장, 하나의 규칙을 목표로, 기존 항공 시스템의 안전/운용에 영향을 주지 않고 통합하며, 산업분야 투자 활성화 및 고용 창출을 위한 법ㆍ제 도 수립 민간 RPAS 비분리공역 초도 통합(~ 16), 운항관련 규정(UAS OPS & FCL) 수 립( 13~ 17) ASBU 단계와 동조하여 단계적 공역 통합 <그림 2-9> 유럽의 무인항공기 공역 통합 일정(안)

49 국외 인증체계 분야 미국 FAA의 무인항공기 인증체계 미국 행정부와 의회는 최근 급증하는 민간무인항공기에 대한 수요에 대응하고 관련 산업 육성을 위해 안전성이 중요한 걸림돌임을 인식하고 FAA에 조속한 인증체계의 수립을 종용하면서 2012년 FAA Revitalization Act를 통해 2015년 9 월까지 무인항공기의 공역 내 안전한 통합(safe integration)"을 요구하는 등 입법적, 예산적 지원을 하고 있음. 미국 FAA는 무인항공기 특별감항증명(Experimental Certificate 포함) 발급에 관한 업무규정을 발행하였음. 여기에는 Optionally Piloted Aircraft(원격조종유 인항공기)도 포함됨. 유럽과 그 외 국가에서도 무인항공기에 대해 특별감항증 명을 하거나 운항승인을 하고 있음. 대개는 수십 킬로그램 이하의 소형무인항 공기에 대한 운항승인임. 무인항공기에 대해 형식증명을 한 사례는 아직 없으며 모든 국가의 인증전문 가들은 감시회피를 위한 확고한 기술이 개발되고 무인항공기의 안전성이 유인 항공기 수준까지 획기적으로 높아지기 전에는 무인항공기에 대한 형식증명이 이루어지지 않을 것으로 전망함. 미국 FAA는 2013년 무인항공기 로드맵(Integration of Civil UAS in the National Airspace System Roadmap)에서 무인항공기 인증은 달성이 가능한 안 전성 수준에 맞추어 인증수준(Levels of Certitude)을 적용하는 접근방식을 제 안하고 궁극적으로는 형식증명과 표준감항증명을 발급할 수 있도록 인증체계 를 발전시켜 나갈 것을 천명한 바 있음. 각 인증수준의 구체적인 적용 시기는 무인항공기 기술(Enabling technology)의 발전에 따라 좌우되므로 당연히 제시 하지 않고 있음. 우리나라의 민간무인항공기 인증체계는 항공법에 수록되어 있 음. 유럽 EASA의 무인항공기 인증체계 유럽은 무인항공기 인증에 관한 2009년 방침문서(EASA Policy Statement, Airworthiness Certification of UAS)에서 무인항공기 인증에 있어 유인항공기에 적용되는 규정인 Part 21이 기본적으로는 그대로 같이 적용되고 무인항공기의 안전성이 확실히 확보되기 전까지는 제한형식증명과 제한감항증명이 적용될 것임을 밝히고 있음. 유럽의 EASA는 2014년 4월에 유럽의 민간용 무인항공기의 점진적 개발을 지 원하기 위한 전략( A New era for a aviation-opening the aviation market to the civil use of remotely piloted aircraft systems in a safe and sustainable manner )을 발표함. EASA는 현재 무인항공기 인증과 운항승인에 관련된 Rule-making 작업을 진행

50 중임. 유럽의 경우 군용 감항인증기준인 STANAG 4671, 4702, 4203, 4746등이 150kg을 무인기의 크기를 구분짓는 중요한 기준으로 삼고 있는데, 우리나라도 유사하게 항공법에 무인항공기와 무인비행장치의 기준으로 150kg을 적용하고 있음. <표 2-1 > NATO STANAG 무인항공기 감항인증 기술기준 STANAG Code 4671 (USAR) 4703 (USAR Light) 4702 (RW-USAR) 4746 (RW-USAR Light) 적용기준 - 고정익(150 kg< MTOW <20,000 kg) - 399개 감항 요구도 - 고정익(MTOW 150 kg) - 충돌에너지 66 J(49 ft-lb) 이상 - 69개 감항 요구도 및 8개 부속서 - 회전익(150 kg< MTOW <3,175 kg) - 297개 감항 요구도 및 5개 참고 - 회전익(MTOW 150 kg) - 69개 감항 요구도 및 10개 참고 비고 년 제정 년 3판 - Part 23 기준 Hybrid 접근방식 CS Code와 다른 방식 감항인증 기준의 최소화 년 초안 CS 27 기준 제정 중 <표 2-2 > 유럽의 원격조종항공기시스템 인증 규정 수립 현황 In place In preparation Austria < 150 kg VLOS Czech Rep. < 150 kg VLOS BLOS Denmark < 150 kg VLOS Finland < 150 kg VLOS France < 25 kg VLOS BLOS VLOS BLOS Germany < 25 kg VLOS Hungary < 150 kg VLOS Ireland < 20 kg VLOS Norway < 150 kg VLOS BLOS

51 ICAO의 무인항공기 인증체계 ICAO 6개 분과: 감항(Airworthiness), 관제(ATM), 운항(Operations), 명령/제어 (C2) 및 ATC Communications, 감시/회피 (Detect & Avoid), 자격(Licensing) 등. 인증체계와 기술기준은 감항분야에서 취급. ICAO Doc 10019(Manual on Remotely Piloted Aircraft Systems) 개발 (2015년3 월) 년 업데이트 및 Guidance 자료 개발 예정 2020년 완료 목표로 무인항공기 관련 국제표준(SARPs)개발 작업 진행 국외 운항기준 분야 미국 FAA의 무인항공기 운항기준체계 (ICAO) 민간무인항공기가 모든 국가에서 조화롭게, 유인항공기와 동등한 수준 의 안전성을 확보하며, 경제적이고 효율적인 운영 및 운항 목표 11년 Circular 328제정, `15년도 RPAS Guidance Manual 발표, 18년도 SARPs Annex 6 제정(예정) 비분리공역(Non-segregation)과 공항에서 통합 운영 모든 UAS 단체에 운항관련 지침(Guidance) 제공을 목적으로 함 기존 적용된 RPAS 기준 및 기존 수립된 항공 운항원칙과 부합 고려해야하는 새로운 RPAS 특정 부분 강조 살아있는 문서로 논의가 진행되며 개정 가능(Circular 328 대체) 안전 관련하여 운항과 관련된 6장(운영자 책임), 7장(안전관리), 9장(RPAS 운 항), 11장(C2), 13장(지상통제소) (주안점) RPAS 운영자 인증(ROC), 계약서비스-운영자 책임(C2 통신서비스 제공 자), 원격 기장(PIC) 책임, 피로관리(지루함 등), 안전관리, 운항(환경, 운항종류, 지상통제소 이양, 응급상황, 보안) (난점) C2 링크(구성, 승인/감독, 관리, 단절), 지상통제소(기능 개요, 다수 RPA 형식, 인간영향) 특별 인증 없이 민간 UAS를 국가공역시스템(NAS)에 통합 공공 UAS 운용(~ 15), 민간 UAS 운용(~ 20)

52 2절. 국내외 시장동향 및 전망 1. 국내 시장 동향 국내 시장동향 우리나라의 무인항공기 시장은 현재 군 수요 위주로 형성되어 있고 아직까지는 완제품 보다는 정부주도 R&D 시장이 주를 이루고 있는데, 최근 촬영용 드론 및 용역시장이 급속히 성장하고 있음 촬영용 드론은 국내 항공법상 무인항공기(>150kg)에 속하지는 않으나 당분간 민간 무인항공기 관련 시장을 주도할 것으로 예측됨 무인항공기는 원격탐사, 통신중계, 환경감시, 기상관측, 국경감시, 산불감시, 위 험지역 정찰, 재난구호 지원활동 등 군사적 목적 외에도 다양하게 적용되어 활 용 될 것으로 전망됨. 국내 무인항공기 시장은 연간 4000억 규모에 이를게 될 것이고 2차 시장으로 확장이 예상됨. Teal Group의 2012년 세계 무인기 시장예측자료에 의하면 2012 년부터 2021년까지 국내 무인기 수요를 보여줌. 앞으로 10년간 국내 무인기 시장은 군 수요에 의해 주도될 것으로 예상됨: 국방중기계획에 따르면 국방비 내 방위력개선비의 비중을 33.3%까지 확대할 예정에 있고 군단급 무인기 및 해군/해병대용 수직이착륙 무인기 획득사 업, 그리고 이외에 고고도 무인기, 무인전투기 등의 사업이 지속진행 중에 있음. 2025년까지 국내의 무인항공기 수요는 군수용으로 약 1300여대의 무인항공기와 민간용으로는 약 1700여대의 농업 및 산불 감시용 무인항공기의 수요가 있을 것으로 예측됨. <표 2-3> 전 세계 무인항공기 시장 규모 분류 억 원 합계 연구비 31,570 32,626 30,019 28,798 30,129 32,736 34,287 35,893 37,554 39, ,761 군용 매출액 35,756 34,601 26,708 41,932 41,536 44,616 39,699 50,171 57,673 59, ,761 합계 67,326 67,227 56,727 70,730 71,665 77,352 73,986 86,064 95,227 98, ,522 자료: Teal Group, World Unmanned Aerial Vehicle Systems, 2014 Market Profile and Forecast <표 2-4> 전 세계 무인항공기 생산량 및 시장 규모 분류 군용 민용 대수/ 억 원 합계 생산량 2,810 2,283 2,112 2,623 2,905 3,905 4,110 4,632 4,944 5,403 35,727 매출액 36,421 35,398 28,435 44,594 49,082 57,849 68,607 81,939 97,691 95, ,628 생산량 ,406 2,508 3,009 3,414 6,014 6,014 8,514 32,089 매출액 ,727 2,662 4,246 4,983 6,358 9,218 9,218 11,968 51,843 자료: Teal Group, World Unmanned Aerial Vehicle Systems, 2014 Market Profile and Forecast

53 <표 2-5> 한국 군용 무인항공기 시장 생산대수 예측 Total Mini UAV Tactical UAV Naval VTUAV MALE UAV HALE UAV 자료: Teal Group, World Unmanned Aerial Vehicle Systems, 2014 Market Profile and Forecast 국내 민간 무인기 시장은 2020년대 초부터 본격적으로 창출, 향후 15년간 1조6 천2백 억 원 규모로 추산됨. 무인기 기술이 성숙하고 무인기를 위한 제도적 정비 노력이 진행되는 동시에 공공/민간용 무인기의 활용을 원하는 수요가 지속적으로 제기되고 있기 때문에 공공/민간용 무인기 시장의 도약이 필요한 실정. 현재에는 무인 항공기의 적용 분야는 군용 뿐 아니라, 농업용 및 항공촬영용 위 주로 소규모 시장이 형성되어 있는데, 향후 해안/산불/환경 감시 등의 공공용 부터 시작하여 다양한 민간용으로 활동될 것으로 예측됨. 국내 민간 무인항공기 시장은 현재 소형 헬리캠을 중심으로 시장이 형성되고 있으나 (이는 본격적인 무인기로 구분하기에는 곤란함) 향후 운용 인프라가 구 축되면 앞으로 가장 크게 성장할 새로운 항공 산업시장의 한 분야일 것으로 예 상됨 국내의 경우 아직 해외 최고 수준 업체에 비근한 기술이나 시장을 확보한 업체 는 없으나 최근 기존 국방용 무인기 개발 업체나 조립업체들이 소형 민간 무인 기 시장에 진입하고 있음. 바이로봇사는 국내 최초로 완구용 무인기를 성공적으로 개발, 판매중임 DJI NAZA나 Pixhawk로 대표되는 외국제 제어기를 기반으로 임무성격에 따라 무인기를 조립하는 업체들이 등장하는 중 국내 잠재 수요 조사 결과 본 조사는 2014년 민간무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연구의 일환으로 항 공안전연구원(당시 ASTC)이 수행하였음 조사대상 : 민간무인항공기 활용 가능성이 있는 국내 공공 민간 기관 중에서 해 양경찰청, 산림청, 지자체, 민간업체 등 13개 기관을 선정 세계적으로 민간무인항공기 시장이 활성화되지 않은 상태로 상용사업자 등 민 간기관의 수요는 충분치 않을 것으로 판단되어, 공공기관도 포함하여 연구를 진행함

54 <표 2-6> 국내 공공 민간 기관 요구사항 조사 조사대상 기관 설문 조사 (수량) 인터뷰 조사 해양경찰청 O (202부) O 산림청 O (7부) O 농촌진흥청 O (1부) O 부산시 (소방안전본부) O (1부) O 강원도 (소방본부) O (1부) - 충청북도 (소방본부) O (11부) - 육군 교육사령부 - O 경찰청 - O 대한통운 O (1부) O 무성항공 - O 홍익항공 - O 한국전력 - O 한국수력원자력 - O 합 계 7개 기관 (224부) 11개 기관 <표 2-7> 우리나라의 민간용 무인항공기 시장 예측 용도 시기 예상 획득비 (억 원) 비고 해안 감시 ,200 26개 해경 2조 산불 감시 ,000 5개 산림청 4조 환경 감시 ,000 10개 지자체 1조 재해재난 모니터링 ,000 10개 지자체 2조 교통통제/사고수습 ,000 10개 지자체 1조 공중촬영 ,500 업체 60대 (대당 25억 원) 농업용 ,000 업체 1,000대 (대당 2억 원) 기타 ,500 소형 위주 계 16,200 - 해안/산불/환경감시 및 재해재난/교통상황 모니터링 : 1조당 100억 원 수준 - 10개 지자체: 서울/경기/강원/충남/충북/전남/전북/경남/경북/제주 자료: 상업용 민간무인항공기 보급 기반 구축 기획 최종보고서", 국토교통부, 한국과학기술원

55 1단계 설문 조사 무인항공기 도입 시 고려사항, 기술 및 성능 우선순위에 대해 7개 기관을 대상 으로 설문조사를 실시함. 설문조사 항목은 (A) 무인항공기 운용 현황 및 계획을 파악하는 부분과 (B) 민 간무인항공기 요구사항별 가중치 분석을 위한 우선순위를 파악하는 부분으로 구성됨. <표 2-8> 국내 공공 민간 기관 요구사항 조사 구분 (A) 무인항공기 운용 현황/계획 (B) 요구사항별 우선순위 질문 내용 유인항공기 운용 현황 및 관련 문제점 무인항공기 운용 현황 및 관련 문제점 무인항공기 도입 의향, 예정 시기 및 개략 예산규모 도입시 고려사항별 우선순위 (비용/도입시기/성능/기술) 기술요소별 우선순위 (자동비행/충돌회피/목표물 자동추적/복수무인기 동시운용) 성능요소별 우선순위 (임부반경/운용시간/탑재중량/ 최대속도) <표 2-9> 계층적 분석방법(AHP) 다수의 요구사항에 대한 계층적 구조 작성 각 요구사항들에 대한 상대비중 평가 * 설문조사 기초자료의 통계적 분석 상대비중 평가 결과치 산출 * 고유벡터법 (Eigen Vector Method) 활용 상대비중 결과치의 신뢰도(Consistency Rate) 체크 상대비중 결과치에 의한 가상 제품군의 상대적 선호도 평가 2단계 인터뷰 조사 설문조사 대상기관을 포함하여 11개 기관에 대해 인터뷰를 실시하여 잠재수요 기관별 운용임무에 대한 세부 요구사항을 파악함

56 인터뷰 조사 항목은 각 기관별 민간무인항공기를 활용할 수 있는 예상 운용임 무, 운용에 필요한 주요 성능요건 및 적용 기술요소, 비행체 형상에 대한 선호 도 등으로 구성됨. 인터뷰 조사를 통해 보다 세부적으로 파악된 고객니즈는 시범운용 시나리오 도출시 활용됨. 1단계 설문조사에서는 7개 기관에서 224부의 설문 응답지가 접수되어 통계분석 기초자료로 활용됨. 설문응답에서 민간무인항공기 도입 의향이 상대적으로 긍정적으로 나타난 해양 경찰청과 산림청을 대상으로, AHP 분석을 통해 기관별 고객니즈 우선순위를 평 가한 결과는 아래와 같음. <그림 2-10> 해양경찰청 1단계 설문조사 수행내용 <그림 2-11> 산림청 1단계 설문조사 수행내용 2단계 인터뷰 조사에서는 11개 기관을 대상으로 직접방문(불가시에만 유선연락 으로 대체) 방법을 통해 인터뷰를 진행함. 민간무인항공기 도입 의향과 관련한 인터뷰 응답내용은 아래와 같음

57 <표 2-10> 인터뷰 응답 내용 구 분 인터뷰 응답 내용 해양경찰청 -경비함에서 운용 중인 유인항공기의 일부 임무를 대체하기 위한 무인항공기 도입 필요 -함상이착륙, 실시간 영상전송 등 능력 요구 -산불감시/진화, 인명수색/구조에 무인항공기 활용 가능 산림청 -열화상 획득, 방역장비 운용, 산불진압용 소방용수 투하 등 능력 요구 -산불진압을 위해 600L 용량의 소방용수 투하 가능한 비행체 요구 (총 이륙중량 1,500kg 이상) 소방방재청 -화재감시 및 인명수색/구조에 무인항공기 활용 가능 -실시간영상전송, 열화상획득 등 능력 요구 경찰청 -구체적인 무인항공기 도입 계획은 없는 상태 농촌진흥청 -구체적인 무인항공기 도입 계획은 없는 상태 -총 이륙중량 150kg 이하의 소형 비행체 선호 기상청 - 시장조사 항목에 미 응답 지방자치단체 -재난 시 인명수색/구조 임무는 유인항공기 활용 중 -총 이륙중량 150kg 이하의 소형 비행체 선호 방송기관 -시장조사 항목에는 미 응답하였으나, 총 이륙중량 150kg 이하의 소형 비행체 선호하는 것으로 밝힘 항공방제업체/ 화물운송업체 -총 이륙중량 150kg 이하의 소형 비행체 선호 -화물운송 경로 최적화 기술 요구 시장조사 항목에 미 응답하거나 무인항공기 도입 계획이 없는 기관을 제외하 고, 6개 기관에 대해 세부적인 운용임무 요구사항을 파악함

58 <표 2-11> 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항 구분 해양경찰청 산림청 소방방재청 지방자치단체 항공방제업체 화물운송업체 임무 불법어로감시, 인명구조/수색 산불감시/화재진화, 인명구조/수색 재해재난감시, 교통통제 등 항공방제, 작황상태감시 소형고가품등 운송 임무 반경 약 100km 약 100km - 2~5km - 10km 이내 탑재 장비 실시간영상 열화상영상, 실시간영상, 소방용수투하 (600L 이상) 열화상영상, 실시간영상 실시간영상, 구명튜브투하 (약 2kg) 농약살포 장기이식용 보관함(25kg) 충돌 회피 항공기간 충돌회피 항공기간 충돌회피 항공기간 충돌회피 건물/전신주 충돌회피 수목/전신주 충돌회피 건물/전신주 충돌회피 기타 함상이착륙 - - 필요시 복수기체 운용 필요시 복수기체 운용 - 기종 선호 대형 기종 선호 수직이착륙 형태 선호 소형 기종 선호 인터뷰 조사내용을 토대로 잠재수요기관의 운용임무 요구사항을 아래와 같이 정리함. 공공기관의 경우 감시 정찰 임무에 기초하여 운용할 것이므로 공통적으로 실 시간 영상전송 능력을 요구함. 대부분의 기관은 별도의 활주로 없이 이착륙 가능한 수직이착륙기 형태를 선 호함. 민간무인항공기 운용이 아직 활성화되지 않은 상황이므로 가시거리 또는 근거 리 내에서 운용되고 신규 인프라 투자소요가 적은 소형 기종을 선호하는 기관 이 다수이며, 해양경찰청과 산림청은 운용임무 특성상 대형 기종을 선호함. 해양경찰청은 함상이착륙 능력을 요구하였으며, 산림청은 산불발견 즉시 진화 가능하도록 소방용수(600L 이상) 투하 능력을 요구함. 시험운용 시나리오 도출 수행내용 설문/인터뷰 조사를 통해 파악된 기관별 운용임무 특성 및 도입 의지를 고려하

59 여 민간무인항공기 시범운용에 적합한 기관을 대상으로 시범운용 시나리오를 도출함. 운용임무 특성이 유사한 2개 그룹으로 묶어서 아래와 같이 시범운용 시나리오 를 검토함. 산림청/소방방재청 : 산불감시, 화재진화, 수색 및 인명구조 해양경찰청/경찰청 : 불법어로 감시, 수색 및 인명구조 국내 항공법에 따른 무인항공기 이용 가능한 사업은 소형항공운송사업, 항공기 사용사업, 상업서류송달사업 등이 있으나, 본 연구의 조사 결과에 따라 국내 잠재수요 창출 가능성이 높은 것으로 평가되는 '항공기 사용사업'을 중심으로 시범운용 시나리오를 제안함. 위 설문에서 화재 방제용 헬리콥터를 요구하는 소방청을 제외하고는 거의 모든 기관이 150kg미만 무인기를 고려하고 있다고 답하고 있음. 이는 민간 업체도 유 사하여 항공 촬영, 물품 이송등을 고려하는 업체들은 대부분 멀티로터 타입의 소형 기체를 고려하고 있음. 이같은 결과를 바탕으로 바탕으로 본 연구에서는 150kg 이상 기체를 민간이 활용하는 사례는 당장은 찾아보기 어려울 것으로 판 단함. 2. 국외 시장 현황 국외 시장 현황 현재 전 세계적으로 다양한 형태의 무인자율이동시스템이 활발히 개발 중이며, 2016년 기준으로 무인항공기의 경우 72억 달러에 달하며, 2025년에는 125억 달 러에 달할 것으로 예상됨. 위의 수치는 최근 급속히 성장하는 사용자용 무인기 시장은 포함하지 않았음 세계적으로 무인기는 1990년대에 이미 이스라엘 IAI사의 Pioneer나 General Atomics사의 Predator등이 선보여 실전에 시험적으로 투입되어 성능을 검증이 검증되고 특히 9/11 테러 이후 발발한 대테러 전쟁으로 미국의 무인기 수요가 증가하면서 무인기 시장은 군사용을 중심으로 급격히 팽창 2010년 기준 미국의 무인기는 전체 군용기의 41%를 차지하기에 이르렀는데, 2005년에는 이 비율이 5%였으며 단지 5년 만에 미군은 7,494 기의 무인기를 보 유함.(군용 유인기수는 10,767 기) 전 세계 무인항공기 시장의 성장률은 매년 5%로 최근 32개국에서 약 250여종의 무인항공기를 개발, 생산하고 있으며 약 41개국에서 80여종의 무인항공기를 운 용 중. 최근 무인기 시장은 미국에 의해 주도되고 있으나 유럽 국가들과 이스라엘 등

60 의 선진 국가들이 개발 경쟁에 본격 가세하고 있고 향후 아시아-태평양 지역 시장의 성장률이 크게 높아질 것으로 예상됨. <그림 2-12> 전 세계 무인기 생산량 예상 그래프 자료: Teal Group, World Unmanned Aerial Vehicle Systems, 2015 Market Profile and Forecast <그림 2-13> 2013년 발표된 Teal Group의 무인기 시장 규모 예측 년간 민간용 무인기(Civil UAV)의 시장규모는 56억불로서 민간용 시장은 전체 무인기 시장의 5%에도 미치지 못하고 2012년 현재 총액기준으로 세계 무 인기 시장에서 3.7%내외에 불과하나, 2021년에는 6.5%까지 성장할 것으로 예상 됨. 하지만 이들 수치는 최근 급격한 성장세를 보이고 있는 소형 무인기 시장의 성장을 고려하지 않는 것으로서 현 추세를 감안하면 민간 무인항공기의 시장은 상당히 빠르게 성장할 것으로 예상됨 무인항공기 시장은 공공/상업용 분야에서도 급격한 성장을 이룰 것이 예상되며, 2020년 까지 민 군 포함하여 3,800여기의 무인항공기가 제작되어 시장규모는

61 약88억불에 달할 것으로 예측됨. 미국 내 민간 드론 수는 2009년 146대로 시작해 2013년에는 545대가 등록되었 으며 미 연방항공국(FAA)는 2018년에는 7500대 이상 민간 무인항공기가 승인을 받을 것으로 예상됨 앞으로도 군용 무인기 시장은 팽창할 것으로 예상되며, 공공/민간용 무인기의 활용을 원하는 수요가 지속적으로 제기되고 있기 때문에 이를 위한 제도적 정 비 및 인프라 구축이 요구되고 있음 <그림 2-14> 2015년 발표된 Teal Group의 전세계 군용 무인기 시장 규모 <그림 2-15> Teal Group의 전세계 무인기 시장 규모 (군용-민간용 구분)

62 <그림 2-16> 미국내 무인기 산업을 통한 경제영향 (Business Insider) <그림 2-17> 세계 무인기 시장 성장률과 우리나라의 비중 무인항공기는 원격탐사, 통신중계, 환경감시, 기상관측, 국경감시, 산불감시, 위 험지역 정찰, 재난구호 지원활동 등 군사적 목적 외에도 다양하게 활용될 것으 로 전망됨 미국에서 구글과 페이스북이 무인항공기 회사인 타이탄 에어로스페이스 인수를 놓고 경합을 벌여 페이스북이 6000만 달러를 제시했음에도 불구하고 구글이 최 종적으로 타이탄 에어로스페이스를 인수하는데 성공함. 타이탄의 주력 제품 솔 라리는 태양광 패널에 의해 충전되는 배터리를 사용하며 운항 항로가 일반 무 인기보다 두 배 가량 높고 특수 통신장비를 이용하여 최대 1Gbps의 속도로 데

63 이터를 전송할 수 있다고 알려짐. 페이스북의 경우 타이탄 대신 2000만 달러를 투자하여 영국의 어센타를 인수함. 두 회사의 경우 낙후된 지역에 인터넷을 보 급하는데 무인항공기를 이용한 기술을 사용할 것으로 예측되어 앞으로 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 전망됨. 최근에는 취미용, 공중촬영용 소형 무인항공기 시장이 전 세계적으로 크게 성장 중임. 직경 수십cm ~ 1m정도의 멀티로터는 항공촬영용으로 엄청난 인기를 구 가하고 있으며, 취미용 소형 무인기는 비교적 저가이나 일반인을 대상으로 하여 예상 밖의 큰 규모의 시장이 형상되고 있음 중국 DJI사는 최근 소형 촬영용 및 취미용 멀티로터 시장을 석권하여 현재 전 세계 시장의 70%정도를 점유하고 있으며 2014년 매출이 5천억 원에 달하고 2015년에는 1조원을 달성할 것으로 알려짐. 우수한 성능 및 편의성을 앞세운 Phantom 시리즈 및 전문가용 고사양 Inspire를 출시하여 전 세계 촬영용 소형 드론 시장을 석권하였음. 프랑스의 Parrot사는 2010년 스마트폰으로 조종하는 취미용 드론 AR Drone을 발매, 2013년 4000만유로(약 556억 원)의 매출을 기록하였음. AR Drone은 직관 적 스마트폰 인터페이스, 영상/초음파 센서 기반 위치보정 기능을 내장하여 기 존 취미용 무인기보다 우수한 성능을 구현하였으며 이를 기반으로 완구용 Rolling Spider 및 좀 더 고사양인 Bebop을 출시하였음 <그림 2-18> 중국 DJI사의 촬영용 드론 Phantom 3(왼쪽), 전문가용 Inspire(오른쪽) <그림 2-19> 프랑스 Parrot사의 AR Drone 2.0(왼쪽), 완구용 Rolling Spider(중간), 촬영용 드론 Bebop (오른쪽)

64 3절. 국내외 기술개발 동향 및 전망 1. 국외 기술동향 및 전망 전 세계적으로 조작자가 탑승하지 않고 원격 통제되면서 임무를 수행하는 무인 항공기, 무인선박, 무인차량 등 다양한 무인이동체계가 활발히 개발 중 무인항공기는 조종사가 탑승하지 않고 원격으로 통제되는 항공기로서 군용으로 이미 널리 사용되고 있으며, 국제민간항공기구(ICAO)는 무인항공기의 통합운용 방안을 이미 활발히 논의하고 있고 법제화를 추진 중 무인항공기는 지상의 조종사가 항공기의 통제권을 확보하기 위한 통신체계가 새롭게 구축되어야 하며, 기존 유인기가 운용되는 공역에서 활용하려면 자체적 인 충돌회피 능력의 구현이 필수적임 국제 전기 통신 연합(ITU)에서는 무인항공기 이용의 수요가 늘어남에 따라 장거 리 무인항공기의 안전 운항을 목적으로 무인항공기의 통신 기술 및 주파수 대 역에 관한 연구를 진행하여 현재 민간 무인기용 주파수로 5.030~5.091GHz를 할 당한 상태임 무인항공기의 경우 현재 주로 군에서 정찰용으로 활용하고 있으며, 민간부문에 서는 국경감시, 해상정찰, 기상관측 등으로 활용이 시작되어 2020년 이후부터는 자원 탐사, 농작물 재배 등 민간영역에서 활용될 것으로 예상하고 있음 군사용 무인항공기 미국의 9.11 테러 이전 서서히 증가하던 무인항공기 시장이 9.11 테러 이후에 미국의 대테러 전략으로 시작된 아프간 및 이라크 전쟁에서 무인항공기의 효용 성이 입증됨으로써 급격히 증가함. 아프간과 이라크 전장에서 미국의 글로벌호크(RQ-4 Global Hawk)와 프레데터 (MQ-1 Predator)를 필두로 한 무인항공기들이 연합군의 작전승리에 기여하면서 무인항공기의 역할과 위력이 세상에 널리 알려지게 되었으며 이에 따라 각국은 무인항공기의 가치와 필요성에 대한 인식을 새로이 하게 되었고 이제는 거의 모든 나라들이 무인항공기를 개발하거나 운용할 준비를 하고 있음. 민간무인항공기 미국 미국은 1960년대 군용 표적기인 Firebee의 성공적인 운용 후 지속적으로 무인 항공기를 개발해왔으며, 1980년대 Amber 무인기의 기술에 기반을 둔 General Atomics사의 Predator가 1990년대 말 코소보 분쟁에서 훌륭한 성과를 거두면서 본격적인 무인항공기의 장을 열음: 전 세계에서 가장 많은 무인항공기를 보유, 운용 중 차세대 항공교통관리(ATM: Air Traffic Management) 시스템 연구 프로젝트인