2014_중소기업 기술로드맵_전략보고서_9.우주항공_총괄보고서_0205_페이지 설정_415.hwp

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5 C O N T E N T S 목차 1. 위성전략분야현황분석 1 2. 위성전략제품현황분석 41 1) 중소형위성 43 2) 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서) 78 3) 지상및위성관제계 우주발사체전략분야현황분석 우주발사체전략제품현황분석 195 1) 소형발사체 197 2) 유도항법시스템 항공시스템전략분야현황분석 항공시스템전략제품현황분석 307 1) 무인기시스템 309 2) 비행제어시스템 342 3) 항공기기체구조 378 중소기업기술로드맵

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7 위성 전략분야현황분석

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9 전략분야현황분석 위성 1. 개요 - 정의: 방송 통신, 지상관측, 기상관측, 해양관측, 항행, 우주탐사등의목적을위해지구주위를일정한 주기로돌게하거나우주를비행하는인공위성개발및제작에관련된기술및기기 - 범위: 인공위성을구성하는구조계, 전력계, 자세및궤도제어계, 열제어계, 추진계, 원격측정및 명령계, 탑재체, 지상장비등에관련된기기를포함 가. 정의및범위 (1) 정의 인공위성은임무에따라 실용위성과 과학위성으로 구분되며, 궤도에따라서는저궤도(LEO, Low Earth Orbit), 중궤도 (MEO, Medium Earth Orbit), 정지궤도 (GEO, Geostationary Earth Orbit) 위성등으로구분 특수궤도로서고위도지역의특성을고려하여극지역에서좋은시야를제공하는몰니야궤도 (Molniya Orbit) 도존재 저궤도는 160~2,000 km 사이를의미하며, 중궤도는저궤도와정지궤도사이(2,000~35,786km), 정지궤도는지상 35,786 km 궤도를의미 인공위성기기란일상생활및기업의생산활동에관련된방송 통신위성, 지구관측위성, 기상관측위성, 해양관측위성, 항행위성등의실용위성과과학적연구를목적으로지구및 우주환경측정, 태양계및우주관측등에이용되는과학위성의개발과이들의제작에관련된 기기, 그리고위성과통신을수행하는지상장비기기로정의 (2) 범위 인공위성기기는위성을이루고있는위성체( 위성본체와탑재체로구성) 와위성과통신을수행하는 지상장비( 안테나, 수신기, 지상통신장치등) 등으로구성 위성체중탑재체는통신, 기상, 지구관측 ( 카메라), 과학연구등과같은임무수행을위해필요한 관측센서와이와관련된기기등을포함 위성본체는탑재체를외부환경으로부터보호하고, 요구되는궤도및자세제어, 열제어, 추진, 기계적지지, 전력공급, 지상국과의명령및정보교환등이적절히수행되도록하여탑재체가 임무목표를성공적으로수행할수있도록지원하는역할과관련된기기등을포함 3

10 위성 본보고서에서는인공위성의체계 임무기술, 조립 시험기술, 제품보증기술등에관련된기기를 위성본체범위에포함 지상장비는인공위성과교신하여정보를주고받는역할을수행하는관제 운용에관련된기기등을포함 송수신안테나, 주파수필터및변환기, 증폭기, 자료처리및관제용소프트웨어등이포함 나. 주요제품 (1) 탑재체기기 탑재체는인공위성의목적에따라결정되기때문에그종류가매우다양하며일률적으로설명하기에는한계 이러한탑재체의종류에는광학카메라, 적외선또는자외선카메라, 분광기, 통신중계기, 이온 측정기, 자기장측정기등이있으며, 복합위성의경우두개이상의탑재체를인공위성에탑재 지구관측을목적으로하는우리나라의아리랑 2 호 3호의경우고해상도광학카메라를탑재 위성통신, 해양및기상관측, 임무를수행하기위한우리나라의천리안위성의경우통신탑재체 해양관측센서, 기상관측센서를탑재 (2) 체계임무, 조립시험 기술및기기 위성의궤적최적화및임무해석을수행하기위해궤도분석, 시험평가, 조립, 임무환경분석이필요 임무해석을위한기기는환경시험챔버, 열진공챔버, 전자파시험장치, 진동실험장치등을포함 (3) 구조계재료및기기 위성의구조는위성의뼈대로서탑재체와위성본체의부품을내부및외부에장착할수있도록 공간을제공하고, 특히발사체와접속하여발사하중을견디는역할을수행 주구조물, 브라켓, 태양전지판구조물, 접속구조물, 안테나구조물, 다기능구조체등으로구성 위성의구조에는다양한재질이사용되어왔지만, 현재는가볍고내구성이좋은탄소강화섬유 또는에폭시- 그레파이트복합재료와결합된알루미늄하니콤구조를일반적으로사용 미래위성체구조재질로서는탄소나노튜브가유력 (4) 전력계기기 대부분의위성에장착되는주전력원은태양전지와고성능배터리이며, 위한전력의제어, 전환, 분배등의장치를포함하여전력계구성 필요한전력을사용하기 4

11 전략분야현황분석 태양이가려진기간동안이나필요전력이태양전지판의용량을벗어나는경우에는배터리전력이 공급되며, 배터리는태양빛이입사되는동안태양전지판전력에의해충전 전력조절및분배, 전력생성, 전력저장, 전력및신호라인인터페이스등으로구성 (5) 자세및궤도제어계기기 자세및궤도제어계는궤도상에서위성체를원하는방향으로지향시키며안정화시키기위해 필요한부분으로반작용휠, 자이로스코프, 별센서, 별스캐너등과같은장치와이를통제하기 위한컴퓨터등이이에포함 (6) 열제어계기기 우주에서태양에의한고온조건과태양빛이보이지않는동안에발생하는저온조건에서위성에 탑재된장치들을보호하기위해필요한부품 열제어를위해서는능동열제어방식과수동열제어방식을사용하며, 능동열제어방식은 히터, 열파이프, 루버와, 같이전원을필요로하거나움직이는부품이있는기기로구성되며수동 열제어방식에는열차폐막, 열담요, 코팅/ 페인팅등이사용 (7) 추진계기기 큰폭의궤도수정이나위치유지 위성지향등과같은자세제어에필요한동력을발생시키는기기로 추진제탱크, 밸브, 추력기( 하이드라진추력기, 이원추진제추력기, 전기추력기등) 등과같은 기기로구성 (8) 원격측정및명령계기기 원격측정및명령계는위성의상태를모니터링하고지상국으로부터의원격명령또는위성체내의 컴퓨터를통해내부적인구성이나탑재체의운용을제어하는기능에관련된기술로탑재컴퓨터, 중계기, 안테나, 하니스등으로구성 (9) 지상장비기기 위성지상시스템관련기기는위성으로부터신호와자료를수신하고임무관련명령을송신하기 위한장치와관련된기기, 지상에서위성을운영 관제하기위하여필요한기술과관련된기기, 위성에서보내온광학, 전파, 기상, 환경, 해양등의자료를일반사용자가사용할수있는기본 영상자료등으로변환해주는기술과이와관련된기기등으로구성 5

12 위성 [ 주요제품분류표 ] 세부전략분야주요품목주요제품및기술 탑재체기기 광학카메라, 적외선또는자외선카메라, 분광기, 통신중계기, 이온측정기, 자기장측정기등 체계 임무, 조립 시험기술및기기 궤도분석, 시험평가, 조립, 임무환경분석, 환경시험챔버, 열진공챔버, 전자파시험장치, 진동실험장치등 구조계재료및기기 하니컴복합재료, 브라켓, 태양전지판구조물, 접속구조물, 안테나구조물, 다기능구조체등 전력계기기 태양전지, 배터리, 전력조절및분배장치등 위성 위성본체기기 자세및궤도제어계기기 반작용휠, 자이로스코프, 별센서, 별스캐너등 열제어계기기 히터, 열파이프, 루버, 열차폐막, 열담요, 코팅/ 페인팅등 추진계기기 추진제탱크, 밸브, 추력기( 하이드라진추력기, 이원추진제추력기, 전기추력기등) 등 원격측정및명령계기기 컴퓨터, 중계기, 안테나, 하니스등 지상장비기기 송수신장비( 안테나, 변복조시스템등), 궤도결정 예측기술, 위성운영장비, 자료처리기술및장비등 6

13 전략분야현황분석 2. 산업현황분석 - 인공위성은위치정보, 항법, 기상정보, 환경변화정보, 재해재난정보등을얻기위한도구로의현대사회에서 중요한역할을수행하고있으며그활용은다양한분야로더욱확장해나갈것으로전망 - 선진국은인공위성개발및활용분야를더욱확대하고있으며, 개발도상국은자국의위성을개발하고활용하기 위한노력을지속적으로추진하고있어, 향후인공위성수요는더욱증가할것으로예측 - 우리나라도다양한분야의임무수행을위한인공위성개발을추진하고있어, 국내인공위성산업은더욱 성장할것으로예측되며, 이를기반으로국제기술경쟁력을갖춰세계인공위성산업에서의경쟁기대 가. 환경분석 (1) 정책(Politics) 촉진요인 정부는경제부흥을위한 3대전략및 42개과제가운데국정과제 13 번으로 우주기술자립으로 우주강국실현 을제시하여인공위성개발등국가우주개발적극추진 정부는 2013년수립된 우주개발중장기계획 을통해 2040년까지의장기적인우주개발추진및 우주산업확대를위한기반확보 인공위성분야는지구관측용다목적실용위성, 표준형 수출전략형차세대중형위성, 우주과학 연구용 차세대소형위성개발과기상, 해양, 환경, 통신, 조기경보 보정항법, 전파탐지및항법등다양한 수요충족을위한중궤도및정지궤도위성개발추진예정 또한, 2013 년수립된 우주기술산업화전략 을통해인공위성개발에있어서산업체역할확대및 경쟁력강화진행 대형체계종합업체육성등을통해산업체주도로우주개발사업추진및우주분야전문벤처창업을 활성화하고우주기술개발 검증기회확대를통해산업체의기술력제고 저해요인 인공위성개발확대와산업활성화를위한정책이마련되어추진중에있지만, 위한방안및전략미흡 정부예산확보를 인공위성개발은장기적인사업이나하나의사업이종료되면다음사업이추진되기까지 기획- 예비타당성조사 - 예산확보 등의절차로인해새로운개발사업추진까지의공백이존재하며이에 대한해결방안또는지원정책부족 인공위성개발사업추진과정에서발생하는공백은기업이장기적으로인력과기술을유지하기 어려운요인으로작용 7

14 위성 (2) 경제(Economy) 촉진요인 공공및민간의인공위성정보활용( 국토관리, 위치정보, 기상, 환경, 방송 통신등) 증가와정보 품질향상요구로인해다양한성능의인공위성수요증가 위성개발능력자립화 가요구되는현시점에서기존해외기술및제품에의존하였던인공위성 부품에대한국내개발투자증가기대 저해요인 우리나라의인공위성개발은정부주도의공공수요인공위성이대부분을차지하고있으며, 민간 기업주도의국내투자는이루어지고있지않아, 국내인공위성산업성장의저해요인으로작용 국내민간위성으로는 위성들은해외에서개발 제작 KT 에서방송통신임무를목적으로개발한 무궁화위성 시리즈가있으며, 이 인공위성등우주관련시스템은발사환경을견디고우주환경에서안정적으로운용되기위해서매우높은신뢰성이요구되는분야로새로운기업이관련분야에진출하기매우어려우며, 국내기업의세계시장진출도제한적 (3) 사회(Society) 촉진요인 현대사회가보다스마트한시스템으로발전함에따라인공위성정보의필요성및활용은더욱 커질것이며, 이에대한시장수요확대전망 인공위성정보를활용한서비스시장 ( 위치정보를활용한내비게이션, 모바일위치정보서비스, 위성영상지도 서비스, 위성방송통신 서비스등) 이확대됨에따라, 보다정확하고안정적인인공위성정보에대한요구증가 자연재해, 환경오염, 대형산불, 선박사고에의한기름오염등의사회적문제에대한예방및 사후관리의중요성이증가하고있어, 이에대한인공위성정보수요증가기대 저해요인 사회전반분야를비롯해타과학분야와예산배분문제가상존하고있어추진예정인 인공위성개발에필요한재원확보의저해요인으로작용 8 사회적문제해결및생활서비스에필요한인공위성정보를해외선진국및기업에서구매를 통해확보가능

15 전략분야현황분석 (4) 기술요인 (Technology) 촉진요인 다목적실용위성시리즈개발로세계수준의지구관측위성기술을확보하고, 정지궤도위성기반기술확보 천리안위성개발로 아리랑 3 호( 12) 위성보유로우리나라는세계에서 4 번째로상용서브미터급 ( 카메라의해상도가 1m 미만) 광학영상제공 아리랑 5 호( 13) 위성보유로세계 5 번째로레이더영상 (SAR) 제공 천리안위성보유로세계최초정지궤도해양위성및세계 7번째기상위성보유국지위획득 우리별시리즈개발에서축적된소형위성기술을바탕으로국내우주전문기업이소형위성및 탑재체 부품을해외로수출하는데성공 말레이시아 ('09 년발사) 아랍에미레이트 (1 호: '09 년발사, 2 호: '13 년발사) 스페인 ( 개발중) 등 아리랑 3A호개발을통해다목적실용위성본체기술의산업체기술이전 저해요인 저궤도고해상도광학관측위성은자력개발할수있는능력을축적하였으나, 정지궤도위성기술은미흡 위성탑재체및 장기적관점에서인공위성개발등우주개발추진을위한기초 핵심연구역량, 전문인력, 국제협력 등기반은취약한실정 인공위성개발에필요한핵심기술은국제무기거래규정등선진국의기술이전통제정책에의해 해외협력을통한확보가어려운기술 9

16 위성 [ 위성분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 - 우주개발진흥법, 우주개발중장기계획, 우주기술산업화전략 등인공위성산업육성관련정책추진 - 중 장기계획의보다세부적인추진계획수립을위한매년 시행계획 을수립하여정부계획의실행력강화 - 정부는국정과제 13 번에 우주기술자립으로우주강국실현 을제시하여국가우주개발적극추진 - 새롭게추진하는인공위성개발을위한예산확보를위한방안및전략미흡 - 정부의기존인공위성개발사업이후차기사업착수까지의공백이존재하여기업의기술인력 유지어려운실정 경제 - 다양한인공위성정보활용증가로인공위성개발수요확대 - 인공위성기술자립화 가요구되는현시점에서인공위성관련부품및기술에대한국내개발비용증가기대 - 민간기업주도의인공위성개발에대한국내투자가이루어지고있지않아, 국내인공위성산업성장저해 - 시장진입이높은산업분야이기때문에, 국내기업의세계시장진출이어려운실정 사회 - 인공위성정보의필요성및활용성증가로, 다양한 인공위성수요확대전망 - 인공위성정보활용서비스분야가확대됨에따라, 보다정확하고안정적인정보획득을위한인공위성 수요증대 - 자연재해, 환경문제등사회문제해결에인공위성 활용확대 - 정부의복지예산지출확대및타과학분야와의예산배분문제로신규인공위성개발사업예산확보가어려운실정 - 필요한인공위성정보를해외선진국및기업에서확보가능 기술 - 다목적실용위성시리즈개발로세계수준의지구관측위성기술을확보 - 천리안위성개발로정지궤도위성기반기술확보 - 우리별시리즈개발에서축적된소형위성기술을바탕을국내우주전문기업이소형위성및탑재체부품을 해외수출 - 위성탑재체및정지궤도위성기술은미흡 - 기초핵심 연구역량, 전문인력, 국제협력등기반은취약 - 선진국의기술이전통제정책에의해해외협력을통한확보가어려운실정 수요확대 기술자립화 산업육성 국가경제성장동력 활용서비스다양화 세계시장진출 인공위성등우주개발에대한정부의장기적이고지속적인육성정책으로인공위성산업의성장기반조성 그동안개발된인공위성을통해확보한기술을기반으로부족한핵심기술에대한자립화촉진 국내인공위성수요와신흥개발도상국의자국인공위성개발증가로인공위성산업확대및세계시장진출전망 10

17 전략분야현황분석 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 인공위성기기산업은정부가주도하여수요창출, 예산확보, 기술개발등을추진해야하는 산업으로, 타산업과는달리민간자체적으로산업이활성화되거나육성되기어려운산업영역 인공위성기기산업은많은연구개발비용과고급연구인력및숙련된기술자가투입되어야하는 최첨단연구집약형산업 제품에대한수요자가한정되어있으며, 개발 생산제품도표준화되어있지못하고, 수요자의 요구조건에의존하는특성이있는산업 동일한제품을다량생산하는양산산업이아닌, 고객의특성에맞는제품을소량생산하는특성을 가진산업 인공위성기기산업등과같은우주산업은지구환경과다른우주환경에서운용되어야하는특성상, 새로운아이디어와신기술을발굴해낼수있는산업 선진국에서기술이전을통제하고있으며, 핵심기술개발에도많은연구비와시간이필요로하기때문에신규기업이참여하기에기술장벽이높은산업 융 복합기술산업으로기계, 재료, 전자, IT 등의결합은물론인공위성운용을통해확보되는 정보를바탕으로다양한서비스산업창출을가능케하는산업 (2) 산업구조 인공위성산업은인공위성제작에관련된기기산업과인공위성에의해얻게되는정보를 기반으로하는위성정보서비스산업으로크게구분 이중우리나라의제작산업의주체는정부로공공수요에대응하기위한인공위성개발에예산투자중 민간방송통신위성은민간기업의발주에의해해외에서개발되어왔으며, 외국에서수주를받아소형인공위성, 탑재체등을개발 판매 국내의일부산업체는 위성정보서비스산업은위성영상서비스, 위성방송 통신, 위성항법서비스등으로구성되며, 인공위성을 활용하여재화나용역을제공하는산업 세계주요선진국 ( 미국, 유럽등) 의경우인공위성개발은수요자 ( 정부, 위성정보서비스업체등) 가 주계약업체 (prime contractor) 를선정하여, 산업체중심으로필요한인공위성을개발 11

18 위성 주계약업체는인공위성시스템전체를설계 개발할수있는능력과경험을보유 주계약업체는인공위성제작에관련된기계, 전자등의하부부품개발을하도급업체(subcontractor) 를 통해확보 우리나라는 1,000kg 급및그이상의무게를가지는실용위성의전체적인시스템을설계 개발할 수있는기업이존재하지않고, 개발을총괄 국내의인공위성제작시장이작기때문에출연연이인공위성 정부는출연연의기술을기업에이전하여인공위성개발을총괄할수있는인공위성개발시스템 업체를육성할계획 인공위성기기제작산업분야에는국내의구조, 전자, 재료등에관련된다양한기업들이참여하고 있으며, 국내제작이어렵거나, 국내관련산업체가없는일부부품은해외기업을통해확보 2013 년우주산업실태조사 ( 미래창조과학부 ) 에의하면국내에는인공위성기기제작분야에 31 개, 위성정보서비스분야에 30개기업이참여 2012 년인공위성산업( 위성체제작, 위성및발사체지상장비, 위성정보서비스) 에관련된기업 매출은 1조 941 억원으로, 이중위성체제작은 8%, 위성및발사체지상장비분야는 8.4%, 위성정보활용서비스분야는 83.6% 를차지 [ 인공위성분야산업연관구조 ] 후방산업인공위성기기전방산업 기계, 전자, 재료, 컴퓨터, 부품등 탑재체기기구조계재료및기기전력계기기저세및궤도제어계기기열제어계기기원격측정및명령계기기지상장비기기 위성영상서비스위치정보 (GPS, 배게이션등) 서비스기상정보서비스환경오염및재해재난관측서비스등 12

19 전략분야현황분석 3. 시장분석 년세계인공위성 (40kg 이상) 은 89 기가발사되었으며, 이에대한기기제작시장규모는 17,518 백만달러 년국내인공위성기기제작시장규모 ( 국내매출) 는약 1,612억원 - 향후 10 년( 13~ 22) 인공위성기기제작세계시장은 1,810 억달러로전기간( 03~ 12) 대비 27% 성장전망 가. 시장현황및전망 (1) 세계시장규모 1) 2012 년세계위성체제작시장은인공위성 (40kg 이상, 이하동일조건적용) 89기를발사하여 17,518 백만달러규모로, 전년대비약 2.5% 감소하였지만 2010년대비 18% 증가한수치 2011년도에는인공위성발사수가 100기로 2012년과비교해 11 기많이발사, 2010년은 85기의 인공위성이발사 2012년발사된상업위성은 28기로 4,478 백만달러(25.6%), 정부공공위성은 32기로 2,564 백만달러(14.6%), 정부군위성은 29기로 10,476 백만달러(59.8%) 의시장규모를형성 [ 위성체제작분야시장현황및전망 - 위성운용주체기준 ] 구분주요품목 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2012~2017) 상업위성 4,478 3,881 4,730 5,276 5,623 4, % 세계시장 정부공공위성 2,564 4,122 6,543 6,601 6,341 6, % 정부군위성 10,476 9,959 4,843 7,462 6,245 6, % 합계 17,518 17,962 16,116 19,339 18,209 18, % * 자료: Satellite to be built & launched by 2022, Euroconsult 2013 궤도별로살펴보면정지궤도 (GEO, Geostationary Orbit) 위성은 40기발사로 10,550 백만달러, 타원궤도 (HEO, Highly Elliptical Orbit) 위성은 3기발사로 429 백만달러, 저궤도(LEO, Low Earth Orbit) 위성은 39기발사로 5,934 백만달러, 중궤도(MEO, Medium Earth Orbit) 위성은 7기발사로 605백만달러의시장형성 2017 년까지세계인공위성위성체제작분야시장규모는연평균 0.59% 성장하여 18,042 백만 달러로추정, 특히정부공공위성은연평균 20% 이상성장할것으로예측되며, 상대적으로정부군 위성은연평균약 8% 감소할것으로전망 1) 인공위성기기중지상장비와관련된세계시장규모에대한정확한자료가없어본보고서에서는위성체제작시장만을대상으로, 시장현황및전망을분석하였음 13

20 위성 궤도별시장전망을살펴보면우주탐사등을위한지구탈출궤도위성이연평균약 26% 성장할 것으로전망되며, 중궤도위성이연평균약 12% 성장할것으로예측, 반면에정지궤도위성은 연평균약 6% 감소할것으로전망 [ 위성체제작분야시장현황및전망 - 위성궤도기준 ] 구분주요품목 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2012~2017) 지구탈출궤도 ( 우주탐사등) , , % 2) 정지궤도 10,550 7,562 7,710 7,680 8,967 7, % 세계시장 타원궤도 % 저궤도 5,934 8,437 5,953 8,409 6,717 6, % 중궤도 605 1,084 1,786 1,728 1,214 1, % 합계 17,518 17,962 16,116 19,339 18,210 18, % * 자료: Satellite to be built & launched by 2022, Euroconsult 년인공위성위성체제작분야세계시장에서북미지역이 7,853 백만달러로전체의 45% 를차지하였으며, 그뒤를이어유럽이 2,720 백만달러로 16% 차지 북미시장의 2017년까지의성장은연평균 1% 수준을일것으로예측되는데, 이는정부군위성 수요의감소에의한것으로추정, 반면에정부공공분야위성의수요는증가할것으로예측 [ 위성체제작분야시장현황및전망 북미 ] 구분주요품목 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2012~2017) 상업위성 1, ,614 2,527 2,195 11% 북미시장 정부공공위성 ,412 42% 정부군위성 6,106 8,065 2,337 4,182 4,232 3,583-10% 합계 7,853 9,600 3,973 6,767 7,205 8,190 1% * 자료: Satellite to be built & launched by 2022, Euroconsult 2013 위성체제작분야세계시장성장률이 0.59% 인데반해시장규모가 2위인유럽시장의연평균 성장률은 6% 로높은성장을기록할것으로예상 유럽도정부군위성시장규모는감소할것으로예측된반면, 것으로전망 정부공공위성시장규모는확대될 2) 지구탈출궤도는 2012년매출이없었기때문에 2013년부터 2017년사이의성장률을계산 14

21 전략분야현황분석 [ 위성체제작분야시장현황및전망 유럽 ] 구분주요품목 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2012~2017) 상업위성 1,108 2,252 1,719 1, ,338 4% 유럽시장 정부공공위성 ,725 1,977 1,378 1,741 16% 정부군위성 % 합계 2,719 3,164 4,801 3,087 2,602 3,710 6% * 자료: Satellite to be built & launched by 2022, Euroconsult 2013 (2) 국내시장규모 우리나라정부에서추진하는 2012년도우주개발시행계획예산은 2,910 억원이었으며, 2013년 우주개발예산은전년대비 1,285 억원증가한 3,475 억원 인공위성분야예산은 2012년 813 억원에서, 2013년 1,050 억원으로전년대비 237억원증가 2014년발사예정인다목적실용위성 3A호개발예산이위성개발완료로약 242억원감소 정지궤도복합위성개발예산은본격적인연구가진행되면서 413억원증가 2013 년도우주산업실태조사 ( 미래창조과학부 ) 에의하면 2012년도국내우주관련산업체의 인공위성기기분야국내매출액( 내수) 은 1,612 억원으로조사 인공위성기기중위성체제작분야국내매출은 711 억원, 지상장비국내매출은 901억원 발사체제작분야는 146 억원, 발사체지상장비분야는 508 억원, 위성정보활용서비스분야는 8,915 억원, 과학연구분야는 25억원으로국내매출조사 2013년수립된 우주개발중장기계획 에의하면 2040년까지총 115기의인공위성개발을 목표로하고있으며, 2020년까지는총 11 기의인공위성을개발 발사를추진할계획 이는, 현재연평균 0.6기의인공위성개발에서연평균 1.6기인공위성개발로인공위성기기제조 산업의확대를가져올것으로전망 우주산업실태조사자료에의하면 2008 년부터 2012 년까지인공위성기기중산업체의위성본체분야국내 매출의연평균증가율은 16%, 탑재체분야는 24%, 지상장비분야는 -10% 로분석 향후정부계획에의해지속적으로인공위성개발수요가증가할것이며, 인공위성기기분야가 현재의연평균증가율을유지할것으로가정하면, 2017 년인공위성기기분야시장규모 ( 내수) 는 2천 381억원에이를것으로예측 위성본체시장은연평균 16% 성장하여, 2017년 721억원의시장형성예상 탑재체시장은연평균 21% 성장하여, 2017년 1,118 억원의시장규모예상 15

22 위성 인공위성기기중지상장비분야는 2008년부터 2011년까지산업체의국내매출이지속적으로 감소하는특성을보이다가, 2012년도에는전년대비 236% 증가 즉현재트렌드상지상장비시장이감소하는것으로분석되었지만, 2012년도증가추세로돌아선 시장상황을반영하면, 2013년이후의지상장비시장규모는증가할가능성이높다고전망 지상장비시장은 2008 년~2012 년연평균 10% 감소, 이러한추세를반영하여 2017년관련 산업체의국내매출을추산하면 542억원의시장규모가예측 [ 인공위성기기분야산업체의국내시장현황및전망 ] 구분주요품목 ( 단위: 억원) 성장률 (%) (2012~2017) 위성본체 3) % 국내시장 탑재체 ,118 24% 지상장비 % 합계 1,612 1,672 1,771 1,917 2,117 2,381 8% * 자료: 우주산업실태조사자료참고하여 2008 년~2012 년연평균성장률을계산, 향후동일한비율의성장을가정하여전망치추정 우주산업실태조사를보면 2012년인공위성기기분야의수출액은약 187 억원으로조사되었으며, 수입액은약 17억원으로조사 2012년산업체의위성본체분야수출액은약 166 억원, 지상장비분야는약 21억원으로 조사되었으며, 탑재체분야의수출은발생하지않은것으로조사 2012년산업체의위성본체분야수입액은약 4 억원, 지상장비분야는약 13억원으로 조사되었으며, 탑재체분야의수입은발생하지않은것으로조사 나. 무역현황 인공위성수출현황 2008년 0 달러, 2013년 1억 4,644 만달러, 수입현황 2008년 1억 0 달러, 2013년 1억 4,644 만달러로수출입모두증가추이 인공위성에는인공위성부품, 시스템등이포함 한미 FTA 체결로수출관세하락으로인해특히미국으로의수입량급증추세 무역특화지수는 2008(0.00) 년부터 2013 년(1.00) 까지증가하였으며, 인공위성은수출특화제품 3) 우주산업실태조사에서는우주산업의대분류를위성체, 발사체, 지상장비, 위성활용, 과학연구로정의하고있으며, 이중위성체는시스템, 위성본체, 탑재체의중분류로구분, 본표에서는우주산업실태조사의시스템과위성본체분야를더하여위성본체로구분하였고, 탐재체는동일하게적용하였음 16

23 [ 인공위성관련품목별무역현황 ] 구분 전략분야현황분석 ( 단위: 천불(USD1,000), 톤(TON)) 성장률 (%) 수출중량 수출금액 0 27, , ,440 0 수입중량 수입금액 0 80, 무역수지 0-53, , ,440 0 무역특화지수 * (2008 ~2013) * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 다. 글로벌수출유망품목 글로벌수출유망품목조사는전략분야별수출유망품목발굴을통해기술경쟁력과수출성장 잠재력이우수한중소기업을지원하기위하여, 2015 년글로벌전략기술개발사업과연계하여수행 무역특화지수, 시장성장률등의종합적지표를기준으로수출유망품목군을도출 위성분야에서는수출유망품목으로선정된품목이없음 라. 업체동향분석 (1) 해외업체동향 세계항공우주및국방분야의가장큰기업중에하나인유럽의 EADS 담당하고있는곳은 Astrium 사로, 2012년 5,817 백만유로의매출기록 그룹의우주분야사업을 Astrium 사는 Airbus Defense & Space 로통합이결정되어 (2013 년여름), 현재는 Airbus 그룹 산하로운영 Astrium 사의 2012 년매출중에서인공위성분야는 2,090 백만유로로, 전체의 36% 를차지하고 있으며, 우주수송( 발사체, 국제우주정거장수송선등) 분야가 2,270 백만유로로 39% 차지 2012년 Astrium 사에서제작된 9기의인공위성이발사 UAE 육군은두기의고해상도광학위성 (Falcon Eye) 을 Astrium 과 Thales Alenia Space 팀에게 개발 제작(800 백만유로) 을의뢰하였으며, Astrium 사는인공위성의플랫폼제공 17

24 위성 OHB 사는독일의항공우주산업관련기업으로방송통신위성, 지구관측위성등의인공위성관련 사업과유럽발사체인 Ariane-5 및국제우주정거장물자수송선인 ATV의구성품관련사업등을 수행, 2012년 OHB 전체매출은 633 백만유로이며, 이중우주시스템분야매출은 409 백만 유로로약 65% 차지 독일의국방물품조달청에서는 2세대지구관측위성 3 기(SARah) 개발 제작을 OHB 와 816 백만 유로규모로체결하였으며, 이중 1기는 Astrium 사에서제공할계획 Astrium 사는 OHB 사와유럽의데이터전송위성시스템 (European Data Relay Satellite System, EDRS) 에사용될인공위성 1기제작에대한계약을 백만유로로체결 Boeing Network and Space System(N&SS) 은 Boeing Defense, Space & Security 의우주분야 사업부서로 2012년 76 억달러의매출기록( 이는 Boeing 사전체매출액의 9% 해당) 4기의 Epic 인공위성을 Intelsat 사로부터개발 제작을의뢰받음, 또한특정임무달성을위해빠른 시스템구성 제작구현을목표로 Phanton Phoenix 라는소형인공위성패밀리개발추진 Lockheed Martin Space System(LMSS) 은록히드마틴 (Lockheed Martin) 사의 5개의비즈니스 분야중하나로 2012년록히드마틴사전체매출중 18% 차지 LMSS 의 2012년매출은 8,347 백만달러이며, 이중인공위성분야매출은 5,660 백만달러 미국의오비털사이언스사(Orbital Sciences Corp.) 는소형위성, 소형발사체, 미사일등을 제조 서비스하는회사로, 2012 년 1,437 백만달러의매출기록, 이중인공위성관련매출은 백만달러 Thales Alenia Space 사는인공위성시스템, 궤도구조물등을제조하는기업으로 2012년 매출은 2,100 백만달러기록 브라질정부는 Thales Alenia Space 사와방송통신위성(SGDC-1) 의개발 제작을위한협상을추진 중이며, 이협상에는기술이전조항이포함 Thales Alenia Space 사가개발한레이더탑재체가실린우리나라의다목적실용위성 5호발사 미국정부의검토에의해일부부품에미국기술 제품이사용된것으로판명되어 Thales Alenia Space 사에서제공하는인공위성본체 Spacebus 4000' 는더이상 ITAR-free" 제품으로서시장에 공급하기어려울것으로추정 일본에서인공위성제조분야기업은미쓰비시전기(Mitsubishi Electric) 가대표적이며, 2013년 회계연도기준(2013 년 3 월기준) 매출액은 380 억달러규모, 이중우주분야매출은 2% 로추정 18

25 전략분야현황분석 (2) 국내업체동향 우주산업실태조사에의하면 2012년우주분야참여산업체는 91 개이며, 이중에서인공위성기기 분야에참여하고있는기업은 31개로조사 31 개기업중에서일부기업은인공위성기기제작뿐만아니라발사체, 위성활용분야의사업에도 참여하고있는것으로조사 31 개기업중에서대기업은한국항공우주산업, 삼성탈레스, 대한항공, 두원중공업, LIG 넥스원, SK C&C 6 개기업이며, 81% 인나머지 25개기업은중소기업 31 개기업의우주분야( 인공위성, 발사체등) 매출에있어서 6개대기업이차지하는비중이 65% 이였으며, 나머지중소기업들의매출은 35% 를차지하는것으로조사 6개10% 대기업의전채매출액, 1% 대비우주분야매출액이차지하는비중은모두미만이었으며 미만인기업도 3개존재 31개기업의전체매출액중에서우주분야매출액이차지하는비중이 80% 이상인기업은중소기업인 쎄트렉아이 (95% 이상), 에이피우주항공 (80~85%), 카스타 (100%) 로조사 한국항공우주산업은다목적실용위성 1 호, 2 호, 3 호, 5 호, 3A호에이르기까지인공위성본체개발 전부문에참여하여상용급위성개발을위한주요기술을확보, 특히 2010 년부터는다목적실용위성 3A호의위성본체주관업체로선정되어다목적실용위성 3A호개발에참여 삼성탈레스는우리나라방위산업전자통신/ 광학기기개발분야의대표기업으로군통신기반 망체계구축사업과데이터링크구축사업, 군위성통신사업의개발에참여하고있으며, 디지털 중계기등의연구개발, 설계, 조립등을수행 다목적실용위성개발에서적외선카메라시스템의연구개발, 설계, 조립등을수행 두원중공업은국내인공위성개발초장기부터위성열제어분야에서국산화개발을담당해오고 있는기업 현재다목적실용위성 3A 및정지궤도복합위성 2A, 2B 의열제어계부품인히트파이프, 다층박만단열재, 이차면경연구개발사업을수행 LIG 넥스원은위성통신및위성항법분야에집중투자하고있으며, 군위성통신체계지상장비 ( 단말), 차량용위성단말, 위성통신링크용모뎀등의기기제작 쎄트렉아이는소형지구관측위성을개발하여해외에수출하는기업으로, 위성시스템, 위성탐재체, 위성영상데이터수신처리시스템, 위성용부품등의제품및기기를제작 300kg 급소형지구관측위성 (1m 급고해상 ), 200kg 급소형지구관측위성 (2m 급해상도 ), 100kg 급 초소형지구관측위성 (10m 급) 의위성본체및탑재체기기를제작 19

26 위성 에이피우주항공은다목적실용위성개발사업에지속적으로참여하고있는기업으로고속영상자료처리장치, 차세대우주용고속처리장치, 위성시험장비, 위성부분체, 표준형위성탑재컴퓨터등의기기를제작 카스타는정지궤도, 저궤도위성에대한위성운영에서영상처리까지위성운영전반에대한토탈솔루션을 보유하고있는기업으로, 위성과의교신을위한안테나시스템의전반적인상태를감시및제어하는 소프트웨어, 광학위성검보정소프트웨어, 영상데이터처리소프트웨어등의개발및공급수행 [ 인공위성분야주요제품의국내업체현황 ] 중분류주요제품대기업중소기업 중소기업주요 참여영역 중소기업 참여정도 * 중소기업 점유율 * 체계및임무기술 설계종합, 조립 시험, 지상지원장비등 한국항공우주산업 도담시스템, 솔탐, 카스타, 에이알테크, 에이피우주항공등 지상시스템, 영상품질평가프로그램, 궤도및주파수등록, 발사지원장비, 위성기능시험등 탑재체기기 광학카메라, 적외선또는자외선카메라등 삼성탈레스 세트렉아이, 쏠리드등 광학카메라, 적외선센서등 구조계재료및기기 복합재료, 태양전지판, 기타지지구조물등 한국항공우주산업, 대한항공 신진등 구조계부품시제제작 검증등 전력계기기 태양전지, 배터리등 한국항공우주산업 한국써모테크, 이피에스텍등 배터리시험및장비, 전력변환장치등 자세및궤도제어계기기 반작용휠, 별센서, 자이로스코프등 한국항공우주산업세트렉아이태양센서등 열제어계기기 히트파이프, 열차폐막등 두원중공업 솔탑, 정우이엔지등 히트파이프해석프로그램, 극저온배관등 추진계기기 추진제탱크, 밸브, 추력기등 한화 이노템즈 이원추진계시스템성능시험 S/W 개발등 원격측정및명령계기기 컴퓨터, 중계기, 안테나등 한국항공우주산업 엠앤엠링스 초고주파신호분배기등 * 중소기업참여정도와 (, 점유율은 ) 주요제품시장에 5 참여하는중소기업의참여규모와정도업체수비율등를고려하여 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ) 높은단계: ) 단계로구분 20

27 전략분야현황분석 마. R&D 동향분석 (1) 해외 R&D 동향 국가안보및지역간분쟁등을위한영상획득을위해고해상도광학위성, 레이더및적외선관측위성 개발이활발 관측위성은고해상도화, 고기동성확보, 대형화추세이며, 신흥개발국을중심으로중저해상도 광역관측을위한소형인공위성수요도증가추세, 현재초고해상도( 민간용 0.5m, 군사용 0.1m) 지구관측위성의실용화단계 미국은민간업체주도로영상상업화를진행중에있으며, 디지털글로브사는 Geo-Eye1 과 Worldview-1&2 를 통해 0.5m 급영상을판매하고있으며, 보다고해상도의영상획득을위한관측위성개발추진 중국은 Yaogan 시리즈를개발 발사, 해상도 0.6m 광학영상, 해상도 5.0m급레이더영상공급 독일은 TerraSAR-X 위성을통해 1m급해상도레이더영상제공 일본은 ASNARO-1 위성을통해 0.5m급해상도광학영상제공 통신위성분야는인공위성의궤도진입및자세제어등에필요한동력을발생시키는추진시스템을 기존의화학추진시스템에서전기추진시스템으로전환하는추세이며이와관련된연구진행 미국은민간업체주도로 Galaxy, AMC, GE 등수많은위성시리즈를꾸준히개발 발사 유럽은 ESA를통해 ARTES 사업을중점추진하고있으며, 현재 10기이상의 ARTES 위성개발계획 중국은기존 DFH-4 통신위성플랫폼을개량하는데투자하고있으며, 이플랫폼은수출용으로활용 일본은 2006년과 2008년기술검증을위한 2 기의통신위성을발사하였지만, 추가적인개발계획은 없으며, 향후개발될위성들은민관협력으로추진예정 미국의 GPS 시스템을이용하던주요선진국들이독립적인항법시스템 4) 구축을위해많은 항법위성을개발하고있으며, 또한성능향상을위한연구추진 미국은 GPS 1세대의노후화로 GPS 2세대및 3세대구축을추진 러시아는 2012년항법위성 20 기로구성된 글로나스 시스템완성 유럽은 2014년까지 30 기로 갈릴레오 시스템운영을목표로하고있지만예산문제로지연 중국은 2020 년까지 북두항법시스템 ( 총 35 기인공위성 ) 완성목표 인도는총 5 기의위성으로인도및인도양대상지역항법시스템인 IRNSS' 서비스계획 4) 20 기이상의항법위성으로형성되는전지구항법시스템구축을 ( 위해서는장기간의많은예산을투자하는부담때문에참여국가미국, 러시아, 유럽, 중국) 는제한적임. 이러한이유로일본과인도는소규모의위성으로구성되는지역항법시스템을구축하고있음 21

28 위성 소형위성을활용한우주기술검증을통해산업체경쟁력강화및혁신적인우주기술개발 발굴추진 프랑스는 미국은 Myriad 위성을통한소형화, 표준화, 모듈화기술확립 XSS 위성을활용한랑데부, 근접비행등핵심기술검증 다양한임무에빠르게대응하며, 가격경쟁력을높일수있는인공위성본체의표준화모델개발 유럽의 Astrium 사는위성임무에따른표준본체개발(AS-100, AS-500, AS-1000) 미국의록히드마틴사는 500kg 급위성본체 LM-900 표준모델개발을통해저궤도위성제작 독일의 OHB 사는 500kg 급위성본체 LEOBUS-1000 모델개발 일본은차세대저궤도중형위성 ASNARO 를통해표준위성본체개발 (2) 국내 R&D동향 국가의전략적수요에의해초정밀관측위성인다목적실용위성의지속적인개발추진 공공안전을위한서브미터급 ( 해상도 1m 미만) 초정밀광학영상( 광학카메라 ) 과열감지영상( 적외선 카메라 ) 획득을위한다목적실용위성지속개발 밤과흐린날씨에도영상을획득할수있는레이더영상탑재체기술의자립화를추진하고있으며, 고해상도레이더영상위성지속개발 국토 자원관리, 재해재난감시 대응, 기상예측및환경 기후변화감시등공공분야인공위성활용 수요충족을위한저궤도차세대중형위성개발추진 산업체가위성제작총괄을담당함으로써산업경쟁력제고 다목적실용위성에서습득한저궤도위성기술을활용하여저가의표준위성플랫폼개발 대학및연구소의다양한우주과학임무수행과소형위성핵심기술을우주에서검증하기위한 위성플랫폼개발추진 이플랫폼은차세대소형위성에활용되며, 차세대소형위성 1 호는우주폭풍연구, 별탄생기원연구를 위한탑재체탑재예정 차세대소형위성 1 호는차세대우주용고속자료처리장치, 3 차원적층형대용량메모리, S대역 TCTM 디지털송수신기, 표준형탑재컴퓨터핵심모듈등을탑재하여기술시험예정 기상및해양관측, 통신서비스등국내정지궤도위성수요에대한해외기술종속탈피와자체공급 능력확보를위한정지궤도위성기술확보추진 현재정지궤도복합위성 2 기를개발중에있으며, 그중 1 기는기상관측전용위성이며, 다른 한기는해양 환경관측센서를탑재한위성 기상/ 해양/ 환경관측용정지궤도복합위성개발을통해정지궤도위성의국내주도개발능력을 확보하고핵심기술자립화추진 22

29 정부는 전략분야현황분석 2008 년부터추진중인 우주핵심기술개발사업 을통해자립기반이취약한우주기초기술의 개발역량확대 강화및독자우주개발능력확보에필수적인우주핵심기술자립화를추진 우주핵심기술개발사업은 우주기초연구분야 와 우주핵심기술분야 로나누어져추진 우주기초연구분야는과제당연 1 억원내외를지원하며, 연구기간은 5 년(3+2) 지원원칙 우주핵심연구분야는과제당연 10 억원내외를지원하며, 지원기간은 3년 [ 우주핵심기술개발사업추진현황 인공위성 ] 분야 구분 과제명 선정연도 위성용안테나기술 자동및지능형고장복구시스템기술 기초분야 지구관측및행성탐사를위한펨토초레이저기반정밀거리측정및분광기술기초연구 재활용우주비행체및행성탐사선의정확한표면삭마량예측을통한열차폐구조물최적설계 Smart actuator 를이용한비폭발식저충격분리장치개발 서브m급고해상도광학탑재체성능향상을위한모듈화된하이브리드형미세진동절연장치개발 위성 SAR 탑재체를위한고전력효율, 초경량기판집적능동위상배열시스템연구 위성모멘텀휠용핵심요소기술개발 NASA Sub-orbital 초장기체공기구를활용한반도체탑재체개발 차세대우주용 GNSS 수신기개발(S/W), 활용 고분해능 LIDAR 시스템의위성탑재를위한연구 범용플랫폼및임무에적용가능한위성 S/W 개발 위성탑재체용내방사선단위 MOSFET, ADC, SRAM 설계기반기술개발 인공위성근접운용을위한영상LIDAR 통합자율항법기술연구 인공위성 리튬이온 배터리의우주용셀제작방안연구및선별기법연구 팽창형태양돛기술연구 에너지재생형진동절연장치와결합된무전력형가변방사율열제어복합시스템개발 정지궤도위성용이원추진제로켓엔진의화학반응열유동해석및배기가스영향연구 액체금속기반 팽창형거대임펄스복사안테나핵심기술연구 인공위성다중영상의실시간영상위치결정, 오차보상및유지기술연구 우주용적외선센서개발 우주용전기전자부품보증기술개발 위성용 S대역 TCTM 디지털송수신기개발 차세대우주용고속자료처리장치개발 핵심분야 표준형위성탑재컴퓨터핵심모듈개발 우주급광학형자이로개발 2011 FM 급고속/ 고정밀별 추적기기술개발 QM 급차세대형히트파이프개발 2012 QM급제어모멘트자이로개발 QM급 PCM 열제어장치개발

30 위성 바. 기업니즈조사 위성분야중소기업의니즈분석을통한제품및기술개발현황을살펴보면다음과같은제품및기술개발 제품으로는고해상도관측위성, 위성탑재컴퓨터, 위성대용량저장장치, 위성전장품지상시험장치등이개발 기술로는고성능광학카메라, 관측위성에서획득한고신뢰성대용량 / 고속데이터저장장치설계및 제작기술, 위성탑재전자장비및시스템의기능/ 성능시험을지상에서지원하기위한시험장치 설계및제작기술, 위성의제어및관리를담당하는고신뢰성 On-Board Computer 설계및제작 기술등이개발 사. 중소기업분포분석 (1) 사업체수 위성분야의전체사업체수는 2013년 31개 위성분야사업체의규모별분포는소기업이 29개로전체사업체수의 82% 점유율을차지하며, 중기업은없으며대기업은 1개로기록 전체사업체수는연평균 19% 로증가 (2) 종사자수 종사자수에서는대기업이 3,034 명으로전체종사자 3,347 명중약 91% 비중차지 소기업은 280명으로 11% 를기록 전체종사자수는연평균 3% 로증가 소기업 37%, 대기업 1% 의종사자수증가율을보임 24

31 전략분야현황분석 [ 위성분야주요기업분포현황 ] ( 단위: 개, 명) 기준 품목 구분 ( 추정) CAGR 사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자 계 13 2, , , , , ,347 19% 3% 위성, 우주발사체 소기업 % 37% 중기업 % 0% 대기업 1 2, , , , , ,034 0% 1% 계 13 2, , , , , ,347 19% 3% 총계 소기업 % 37% 중기업 % 0% 대기업 1 2, , , , , ,034 0% 1% * 표준산업분류 항공기, 우주선및부품제조업 을대상으로주요기업분포현황분석진행 * 중소기업규모구분은상근종사자수를고려하여 3 단계로구분 ( 소기업 : 50 명미만 / 중기업 : 50명이상 300 명이하 / 대기업 : 300 명이상) 25

32 위성 4. 기술분석 윈텔립스 DB를활용하여최근 10 년(2003 년 1 월 ~ 2014 년 6 월) 출원된국내특허와해외특허 ( 미국, 일본, 유럽특허) 를분석하여위성분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 위성분야관련특허는전체 8,243 건으로조사되었고, 전세계적으로등락을반복하면서꾸준한 특허활동을보이고있으며, 미국이 47% 의점유율로가장많은특허보유 위성분야는산업특성상대부분이국가주도로이루어지는공공재산업이며, 기술개발장벽이다소높은분야임에따라선진국이해당분야를주도 첨단기술성요구로 유럽출원이영어가아닌자국어 ( 독일어, 프랑스어등) 로출원된경우본분석에포함되지않아 유럽의특허점유율이낮은것으로나타났으나, 세계우주분야산업은미국과유럽이기술을주도 [ 우주항공 - 위성분야의국가 연도별출원동향 ] 해외출원인의경우기업출원이다수를차지하며, The Boeing, QUALCOMM, MITSUBISHI ELECTRIC, Seiko Epson 등미국과일본기업에의한출원강세 글로벌항공우주기업과전자부품기업이위성제작부터위성통신서비스에걸쳐위성관련특허를출원 26

33 전략분야현황분석 [ 해외특허의주요출원인동향 ] 미국의경우, The Boeing(US) 은후반기에출원활동이주춤한반면 QUALCOMM(US), SeikoEpson(JP), ViaSat(US), Thales(FR), Global Locate(US) 가상대적으로특허출원이상승 한국전자통신연구원 (KR) 이출원강세를보이며, 한국항공우주연구원 (KR) 도특허점유율은낮으나 후반기에다소증가 일본은후반기에자국인에의한특허활동이감소한반면, Thales(FR) 의특허출원이소폭상승세 03~ 08 년 Thales(FR) 1% 점유, 09~ 13 년 Thales(FR) 6% 점유 유럽은기업에서는 Thales(FR), 엘지전자 (KR) 가, 연구기관에서는 CentreNat Etudes Spatiales(FR) 가 후반기에특허강세 다출원인 1위를차지한 Seiko Epson(JP) 은 03~ 08 년 8% 점유, 09~ 13 년 1% 점유율로후반기에하락세 27

34 위성 [ 미국특허주요출원인의구간별출원비율 ] [ 일본특허주요출원인의구간별출원비율 ] [ 유럽특허주요출원인의구간별출원비율 ] 28

35 전략분야현황분석 (2) 국내동향 출원증감을반복하며지속적출원을유지하고있으며, 대학/ 연구소/ 공공기관점유율 36% 차지 그외해외출원인 27%, 중소기업 25%, 대기업 13%, 개인 4% 점유 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 내국인의출원비율이전반기에는감소하다가후반기로갈수록 출원인의국내시장진입이주춤 95% 까지상승한것으로보아해외 국내특허의내외국인비율은내국인 78%, 외국인 22% 로내국인의특허출원비율이높음 해외출원인의경우 2010년이후출원점유율감소추세 29

36 위성 한국항공우주연구원의특허출원이 170건으로압도적으로기술개발진행 대학/ 연구소 / 공공기관에서한국항공우주연구원, 한국전자통신연구원이타출원인과큰격차를보이며 강세로나타나위성분야의연구개발활동이일부연구소에의해주도 중소기업에서는위성통신전문업체인인텔리안테크놀로지가 22건으로최대 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 구간별주요출원인은대기업의경우대학/ 연구소/ 공공기관및중소기업에비해연구활동미비하며, 2000 년후반삼성탈레스부상 국내방산전자시스템전문업체인삼성탈레스는 03~ 08 년 2 건의출원에그치고있으나, 09~ 14 년 7 건(18%) 출원으로소폭상승 삼성탈레스는삼성과탈레스의 Joint-Venture 로위성통신분야의연구개발을활발히진행 30

37 전략분야현황분석 중소기업의경우인텔리안테크놀로지가후반기에출원이대폭상승 위성안테나업체인위월드는후반기에주춤한반면, 분야에새롭게진입 위성시스템개발업체인쎄트렉아이는해당 [ 국내주요출원인의구간별출원현황 ] (3) 대표기술군선별 위성분야의전체유효특허대상출원건수를기준으로다출원국제특허분류 (IPC) 상위 10위를 도출하여대표기술군선별 중소기업만을대상으로 IPC 상위 10위를추가도출하여대표기술군에반영 대표기술군으로위성항법, 위성통신, 위치판정, 우주항공체, 송/ 수신기, 안테나시스템, 신호처리, 위성추적, 센서시스템, 안테나부재로 10개의대표기술군최종선별도출 31

38 위성 [ 대표기술군 ] No. 대표기술군세부내용 IPC코드 대표기술 (IPC) 건수 대표출원인 1. 위성항법시스템 1 위성항법 (GNSS, GPS/INS) 2. GPS 를이용한위치, 속도및자세결정 3. 위성항법보정 4. 궤도모델링 G01S SeikoEpson(JP), QUALCOMM(US), Broadcom(US), TrimbleNavigation(US) 1. 상향출력제어기 2 위성통신 2. 위성양방향통신시스템 3. 통신방성위성시뮬레이션시스템 4. 위성관제시스템 5. 위성다이버시티시스템 H04B 한국전자통신연구원 (KR), ViaSat(US), MITSUBISHIELECTRIC(JP), ATCTechnologies(US) 3 위치판정 1. 위성기반위치측정 2. 측위시스템 3. 위치판정기법 4. GPS수신기 G01S SeikoEpson(JP), MITSUBISHIELECTRIC(JP), GlobalLocate(US), 한국전자통신연구원 (KR) 4 우주항공체 인공위성태양전지판위성체복합재인공위성자세제어인공위성추진모듈인공위성궤도설계 B64G TheBoeing(US), MITSUBISHIELECTRIC(JP), HONEYWELL(US), 한국항공우주연구원 (KR) 5 송/ 수신기 1. RF수신기 2. 블록통신송수신기 3. 위성방송수신용안테나 4. 신호분배장치 5. 위상- 변조원격제어수신기 H04B SHARP(JP), SONY(JP), QUALCOMM(US), AlpsElectric(JP), Thales(FR) 6 안테나시스템 1. 위성안테나컨트롤러 2. 내장안테나시스템 3. DMB안테나시스템 4. 안테나부속품 H01Q MitsumiElectric(JP), DelphiTechnologies(US), 인텔리안테크놀로지스 (KR), Thales(FR) 7 신호처리 1. GPS수신감도표시장치 2. 위성신호파라미터 3. 위성추적데이터모니터링 4. 항법신호획득 G01S SeikoEpson(JP), GlobalLocate(US), SiRFTechnology(US), TrimbleNavigation(US) 8 위성추적 1. 위성방위각추적 2. 3축위성안테나 3. 앙각/ 방위각센싱장치 4. 위성안테나경사도조절 H01Q MitsumiElectric(JP), DelphiTechnologies(US), 인텔리안테크놀로지스 (KR), Thales(FR) 32

39 전략분야현황분석 No. 대표기술군세부내용 IPC코드 대표기술 (IPC) 건수 대표출원인 9 센서시스템 위치추적정보분배별센서인공위성자기센서 G01C GlobalLocate(US), MITSUBISHIELECTRIC(JP), SeikoEpson(JP), TheBoeing(US) 10 안테나부재 원편파수신용도파관전파렌즈안테나백미러반사경 H01Q SHARP(JP), LockheedMartin(US), AlpsElectric(JP), WistronNeWeb(TW), 위월드 (KR), 파트론 (KR) 나. 대표기술군분석 (1) 기술성장성분석 위성분야의기술별출원점유율 5) 및최신특허비율 6) 을살펴보면, 위성항법, 위성통신, 우주 항공체분야는출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수한분야로판단 위치판정분야의경우출원점유율은높으나, 최신특허비율은평균이하로최신특허측면의경쟁력이 낮은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 5) 출원점유율 : 전체특허중에서해당기술분야의점유율 출원점유율 = 해당기술분야의특허수전체특허수 6) 최신특허비율 : 전체특허중에서 2010 년~2014 년최근 5년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2010 년~2014년출원특허수전체특허수 33

40 위성 [ 기술성장성분석 ] 기술전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 위성항법 % 53.19% 上 위성통신 % 24.32% 上 위치판정 % 2.53% 中 우주항공체 % 29.52% 上 송/ 수신기 % 22.37% 下 안테나시스템 % 24.04% 下 신호처리 % 2.96% 下 위성추적 % 21.88% 下 센서시스템 % 24.47% 下 안테나부재 % 18.35% 下 분야평균 % 22.36% - (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 7) ) 및시장확보력지수 (PFS 8) ) 를이용하여 위성분야의기술별기술수준을살펴보면, 위성통신, 위치판정, 송/ 수신기, 신호처리, 센서 시스템분야는피인용지수및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 위성추적분야는피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균이하인것으로분석 위성항법분야는시장확보력은우수하나, 다소미흡한것으로분석 이에비해피인용지수는평균미만으로나타나기술력이 7) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 8) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 34

41 전략분야현황분석 [ 기술수준분석 ] 기술미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 위성항법 中 위성통신 上 위치판정 上 우주항공체 下 송/ 수신기 上 안테나시스템 下 신호처리 上 위성추적 中 센서시스템 上 안테나부재 下 분야평균 (3) 중소기업적합성분석 한국특허를대상으로분석하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에 따라국내중소기업의진출이용이한전략제품후보군선별 안테나부재및시스템, 위성추적분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이 상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한대표기술군으로판단 안테나시스템은국내특허건수(76 건) 중에서중소기업의출원건수 (39 건) 비율이 51% 를차지하여 타기술군보다중소기업의출원비율이높은것으로판단 위성추적분야는국내특허건수(24 건) 중에서중소기업의출원건수 (34 건) 비율이 60% 로나타나 상대적으로국내중소기업의진출이용이한분야로판단 35

42 위성 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허중소기업중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 출원비율 중소기업 출원인비율 종합평가 위성항법 % 18.18% 下 위성통신 % 14.66% 下 위치판정 % 28.69% 中 우주항공체 % 1.45% 下 송/ 수신기 % 27.66% 中 안테나시스템 % 35.71% 上 신호처리 % 0.00% 中 위성추적 % 32.73% 上 센서시스템 % 30.00% 中 안테나부재 % 50.00% 上 다. 종합결론 미국, 일본및유럽은 2000 년후반부터최근까지지속적으로감소세를나타낸반면, 한국의경우 2011년이후에소폭상승하는추세 이러한추세는한국의기술개발단계가초기를지나발전기에접어들가능성을보여주며, 기술은미래산업을이끌어갈첨단기술의집합체로서앞으로의전망이밝은것으로판단 우주 첨단기술성요구로기술개발장벽이다소높은분야임에따라선진국이해당분야를주도하며, 글로벌 항공우주기업과전자부품기업이위성제작부터위성통신서비스에걸쳐위성관련특허를출원 미국특허는 The Boeing(US), 일본특허는 MITSUBISHI ELECTRIC(JP), 한국특허는한국항공우주연구원 (KR) 의 활동이활발 각대표기술후보군의특허지수를종합분석한결과, 안테나부재및시스템, 활발한것으로평가되고, 중소기업적합성이높은수준으로평가된 위성추적관련기술군은상대적으로국내중소기업의출원활동이 기술성장성과기술수준이상대적으로낮게평가되어국내중소기업이 해당분야에서기술개발을고려해볼수있는후보군으로판단 위성항법, 위성통신및위치판정은기술성장성및기술수준분석결과높은수준으로나타나해당분야의 시장형성및기술개발이활발한기술군 36

43 전략분야현황분석 [ 특허분석종합평가표 ] 대표기술군 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 위성항법 % 53.19% 上 中 14.97% 18.18% 下 위성통신 % 24.32% 上 上 11.76% 14.66% 下 위치판정 % 2.53% 中 上 24.15% 28.69% 中 우주항공체 % 29.52% 上 下 2.70% 1.45% 下 송/ 수신기 % 22.37% 下 上 27.12% 27.66% 中 안테나시스템 % 24.04% 下 下 51.32% 35.71% 上 신호처리 % 2.96% 下 上 0.00% 0.00% 中 위성추적 % 21.88% 下 中 59.65% 32.73% 上 센서시스템 % 24.47% 下 上 18.75% 30.00% 中 안테나부재 % 18.35% 下 下 66.67% 50.00% 上 37

44 위성 5. 시사점및제언 세계적으로인공위성기기제작, 인공위성정보활용, 발사체제작 서비스등우주산업규모가 지속적으로커지고있어, 우주산업은미래성장산업으로가치높은것으로판단 국내인공위성기기제작산업은시장규모가작고타산업에비해시장성숙도가높지않은 산업이며, 일부대기업의점유율이높은산업이나중소기업의참여가반드시필요 우리나라정부는인공위성활용수요증가와더욱정확하고정밀한인공위성의성능요구증가에 대응하기위해장기적인계획을마련하여투자를늘리고, 국내시장규모확대를추진 또한, 정부는인공위성기기제작등우주산업육성을위해기업의역량강화및우주개발산업참여확대등의정책을추진중, 이에인공위성기기제작등우주산업에적용가능한기술을보유하고있는중소기업의참여기회존재 인공위성기기제작등과같은우주산업은기술진입장벽이높고, 제품을대량생산하는산업이 아니므로, 이에대한리스크도존재, 그러므로장기적인관점에서의시장접근필요 시장진입이어려운반면에한번시장에진입하면, 지속적으로참여할수있다는장점존재 38

45 전략분야현황분석 [ 인공위성기기분야주요제품 ] 분야제품설명출처 - 중소형위성은소형화추세로이전에중형위성이수행하던임무를대체하는 중소형위성 추세가빠르게증가하여우주산업화가진행되고있는영역으로대형위성과달리무게 100~500kg 급의위성을의미하며, 위성의임무에따라서지구관측, 전문가 통신, 기상감시, 우주과학등다양한용도로사용되는기술을포함 - 상정보를획득할수있는고해상도관측탑재체기술로서, SAR 센서는전자파를 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 이용하여영상정보를획득하는레이더센서, EO/IR 센서는가시광선, 적외선등광파이용한영상정보획득하는센서, 그외빛의속도로전달한정보를원거리에서신속하게탐지하는광학적수단을의미하며, 체계종합기술, 안테나부기술, 광학계기술, 검출소자기술, 신호처리기술, SAR 지상체및영상활용기술등을포함 시장/ 특허/ 타부처 지상및위성관제계 - 지상및위성관제계란우주공간상의위성과지상을연결시키는통로역할을수행하는것을의미하며, 정밀궤도결정및분석, 임무계획, 운영시스템기술을바탕으로위성을관제하고, 위성이수집한데이터를수신하는기술을포함 특허 / 타부처 인공위성 솔라셀및동력변환계 원격측정명령계 - 위성에장착되는주전력원은태양전지와고성능배터리이며, 전력조절및분배, 전력생성, 전력저장, 전력및신호라인인터페이스등을포함 - 위성의상태를모니터링하고지상국으로부터의원격명령또는위성체내의컴퓨터를통해내부적인구성이나탑재채의운용을제어하는기능에관련된기술로탑재컴퓨터, 중계기안테나, 하니스등으로구성 시장 / 타부처 전문가 위성항법 - 위성에서발사된전파를관측하거나위성을중계국으로이용해서자신의위치를확인또는유도에의해진로를결정하는항법을말함 특허 / 타부처 자세제어계 구조및원자재 - 궤도상에서위성체를원하는방향으로지향시키며안정화시키기위해필요한부분으로반작용휠, 자이로스코프, 별센서, 별스캐너등과같은장치와이를통제하기위한컴퓨터등이이에포함 - 하니컴복합재료, 브라켓, 태양전지판구조물, 접속구조물, 안테나구조물, 다기능구조체등을포함 시장 / 타부처 시장 / 타부처 열제어계 - 우주에서태양에의한고온조건과태양빛이보이지않는동안에발생하는저온조건에서위성에탑재된장치들을보호하기위해필요한부품을포함 시장 / 타부처 위성추진계 - 큰폭의궤도수정이나위치유지, 위성지향등과같은자세제어에필요한동력을발생시키는기기로추진제탱크, 밸브, 추력기( 하이드라진추력기, 이원추진계추력기, 전기추력기등) 등과같은기기로구성 시장/ 수요/ 타부처 39

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47 위성 전략제품현황분석 - 중소형위성 - 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) - 지상및위성관제계

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49 전략제품현황분석 중소형위성 1. 개요 - 정의: 중소형위성은소형화추세로이전에중형위성이수행하던임무를대체하는추세가빠르게증가하여 우주산업화가진행되고있는영역으로대형위성과달리무게 100~500kg 급의위성을의미하며, 위성의임무에따라서지구관측, 통신, 기상감시, 우주과학등다양한용도로사용되는기술을포함 - 범위: 중소형위성, 시스템기술분야는본체및탑재체개발을포함하는위성개발기술위성을운영하는 지상장비기술, 다양한탑재체별위성서비스기술등 가. 정의및필요성 100~500kg 급중소형위성플랫폼국내개발을통한핵심기술및고유모델확보 고가의대형위성수요만이아니라중저가의중소형위성수요를충족 전세계적으로증가하고있는위성시장에진출할수있는발판마련 국내외의다양한위성활용요구를충족시킬수있는다용도중소형위성필요 국내에서도농작물작황감시, 연안감시, 기상 기후감시, 우주과학연구등의다양한저궤도중형급 위성임무수요가활발히제기 국가우주핵심기술의우주검증수행필요 다목적실용위성및정지궤도복합위성시리즈등에활용할우주핵심기술의우주환경검증을위한 중소형위성플랫폼필요 전세계적으로광범위해지고다양해진위성활용수요는위성개발투자확대견인 지난 10 년간( ) 전세계적으로총 756 기의위성이개발발사되었으며, 위성제작에총 910 억불투자 전체위성중정부투자 67%, 민간투자는 33% 차지 우주개발선진국은기술시험, 자료전송, 항법, 통신, 지구관측, 지구과학, 기상, 우주과학및탐사 위성및정보수집위성, 조기경보위성등에광범위하게투자하는반면, 우주개발신진국은기술시험, 지구관측, 기상, 통신위성개발에주로투자 향후 10년간전세계적위성개발투자는증가할것으로예상 향후 10 년간( ) 총 1,145 기의위성이개발발사될 것으로예상되어과거 10년대비위성 수는 51%, 개발투자는 56% 증가예측 43

50 위성 - 중소형위성 상용위성시장은아직까지는주로정지궤도통신방송위성으로현재성숙기에접어들고있고, 저궤도의지구관측위성분야는계속적인수요증대및투자로인해성장기에속하는것으로판단 우주개발중 후진국에서저비용 다양한용도의실용급위성수요가급증하고있어이에따른개발투자 증대( 예, 독일 OHB 사의중소형위성, 영국의 SSTL 플랫폼, 일본 JAXA 및 NEC 사의 NEXTAR 플랫폼등) 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 중소형위성시스템은개발측면에서는위성체, 탑재체, 지상장비등으로분류가능하나, 위성개발이후에실제사용되는영역의차원에서는지구관측, 항법, 통신, 재해재난등의활용기술로구분 위성체분야에서는자세제어, 통신, 전력, 열구조등의세부분야가존재하며, 탑재체분야에서는 광학, 레이더, 근적외선, 항법, 통신중계기등의세부분야가존재함. 특히, 지상장비는안테나, 데이터베이스등의분야뿐아니라, 최근에는위성정보의활용에포털및플랫폼개념이적용되어 장비개발이이루어지는중 위성서비스분야는탑재체자료를직접활용하거나부가가치물을만드는기술분야임. 항법서비스 분야는항법위성의자료를이용하여위치와시간만을만들어낼뿐아니라길찾기, 미아탐지, 물류 파악등부가가치물을끊임없이만들어내고있음. 특히, 지구관측분야는발전가능성이매우높은 분야로써세계적으로산업육성이활발한분야 ( 공급망관점 ) 중소형위성시스템은위성체, 탑재체및지상장비설계, 개발, 시험, 발사의과정으로시장에 공급되며, 발사되는위성탑재체의임무에따라서지구관측, 재해재난, 통신, 항법등의위성서비스를 제공하는기술로구분 위성시스템엔지니어링은위성개발에있어서가장중요한기술임. 위성체, 탑재체, 지상시스템의 수요자요구를파악하여, 개발요구사항과최상위스펙을만듬. 또한, 개발및시험과정기간동안 관리, 검증및평가의역할을담당 우리나라는저궤도위성의시스템엔지니어링기술및위성체기술분야에서는세계수준의경쟁력을 갖추고있으나정지궤도위성등많은분야에서우주개발선진국과의기술격차가존재함. 특히, 탑재체분야는많은격차가존재하며, 국내탑재체개발산업체의숫적질적구조도취약한상태 지상장비분야는우리나라가세계와경쟁할수있는수준의기술력을갖추고있으며, 특히대기업 위주가아닌중소기업위주의산업체구성이두드러지고있음. 그러나, 고출력증폭기등최고수준의 기술이필요한일부분야의경우에는아직큰기술적격차 위성서비스분야는세계시장에서가장큰매출을담당하는분야이나, 자본과기술을많이가진 해외와달리우리나라는중소업체가진출하여있는구조로자본과기술이취약한상태이며, 세계적 수준과큰격차를보임. 단, 위성서비스분야는우리나라의강점인 IT 등을융합할수있는분야이기 때문에추후발전가능성이큰분야 44

51 전략제품현황분석 [ 중소형위성분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 위성체 자세제어, 통신, 전력, 열구조등의세부분야 중소형위성 위성서비스 탑재체 지상장비 항법서비스 지구관측 광학, 레이더, 근적외선, 항법, 통신중계기등의세부분야 안테나, 데이터베이스등의세부분야위성정보의활용에포털및플랫폼개념이적용되어장비개발 항법위성의자료를이용하여위치와시간생성길찾기, 미아탐지, 물류파악등부가가치물생성 물과에너지의순환, 대양의변화, 대기의화학반응, 지표면, 극지역얼음관측 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 중소형위성 위성체 탑재체 지상장비 시스템버짓분석툴, 임무성능분석툴, 위험도및일정관리툴, 궤도및임무해석툴, 리액션휠, 자이로스코프, 별센서, 태양센서, 마그네토미터, 트랜스폰더, 안테나, 탑재컴퓨터, 태양전지판, 배터리, 전력분배기, 히트파이프, 하니스, 구조체 광학탑재체 설계 소프트웨어, CCD, 미러, 광구조체, 레이더탑재체 설계 소프트웨어, 레이더 안테나, 레이더 구조체, 근적외선탑재체 설계 소프트웨어, 항법탑재체설계소프트웨어, 주파수분석소프트웨어, 항법코드분석소프트웨어, 통신중계기설계소프트웨어 지상안테나, RF & IF 장비, 고속대용량저장장치, 안테나망관리장비, 실시간운영장비, 궤도분석장비, 임무계획장비, 네트워크장비, 보안장비, 데이터베이스, 표준영상처리장비, 영상활용장비, 포털및플랫폼장비 위성서비스 항법서비스 지구관측 위치및시간서비스, 정밀측위서비스, 길찾기서비스, 미아탐지서비스, 노약자케어서비스, 물류파악서비스, 재해재난정보서비스, 항공교통서비스, 해운항만서비스, 환경보호서비스 영상관측서비스, 고고학발굴서비스, 자원탐사서비스, 대기환경관측서비스, 재해재난서비스, 환경오염관리서비스, 온난화관측서비스, 물관리서비스, 농작물관리서비스, 국가기간망관리서비스, 화산활동및지진관측서비스, 임업관리서비스, 건설토목관리서비스 45

52 위성 - 중소형위성 2. 산업및시장분석 - 지난 10 년간(2001 년~2010 년) 총 755 기의인공위성이발사되었으며, 연평균 76 기의인공위성이발사되었음. 컨설팅전문업체인 Euroconsult 사는향후 10 년간(2011 년~2020 년) 총 1,145 기의인공위성이발사될 것으로전망하고있어지난 10년대비 389기의위성이더발사되어 51% 의위성수증가예측 - 우주개발선진국과효과적인우주개발경쟁을하기위해서, 우리나라는세계수요를파악하여선택과집중을 통한우주개발수행필요 - 과거 10년및향후 10 년의시장분석을통한선택과집중은다음과같음. 500kg 이하의위성개발을통한세계 시장진입, 저궤도및중궤도용위성개발, 지구관측 / 항법/ 통신위성개발, 정부민수수요의위성개발필요 가. 니즈분석 향후발사위성의질량분포 시장니즈 1 : 500kg 이하위성개발을통한세계시장진입 2012 년 ~ 2020년간발사될 500kg 미만위성은 206기로전체의 29% 2012 년 ~ 2020년간발사될위성은총 702 기임. 702기의위성중 500kg 미만위성은 206기로 전체의 29%, 500kg 이상 1,000kg 미만위성은 141기로전체의 22%, 1,000kg 이상의위성은 345기로 49% 차지 위성수 위성무게 [ 2012 년~2020 년발사될정부위성의질량분포 ] 46

53 전략제품현황분석 500kg 이하위성개발을통한기술축적을통해서추후 1,000kg 이상의위성시장의신규 진입을추구 1,000kg 이상의위성은 345기로 49% 로큰비중을차지하나, 대형위성의경우고가인개발비를 고려하여검증된업체와기술을추구하는바신규진입이쉽지않은상태 향후 10 년간기상, 항행항법, 지구관측, 기술, 과학, 전자정보위성의평균질량은이전 10 년간( 01~ 10) 평균보다감소할것으로예측 주로지구저궤도에발사되는지구관측, 기술, 과학, 기상위성은소형화되는추세 반면, 통신, 탐사, 조기경보위성의향후 10 년간( 11~ 20) 평균질량은이전 10 년간( 01~ 10) 평균보다증가할것으로예측 지구정지궤도나지구탈출궤도에발사되는위성은발사비용이많이드는점을감안하여한위성에 여러개의채널이나탑재체를탑재하는추세이므로위성의질량이증가하는경향 향후발사위성의궤도별분포 시장니즈 2 : 저궤도및중궤도용위성개발 과거 10년간발사된정부위성 510기중 60% 는지구저궤도에발사되었고, 향후 10년간발사될 정부의위성 777기중저궤도위성은 57%(443 기) 를차지 저궤도이외에서위성분포로는중궤도, 정지궤도, 지구탈출궤도 ( 우주탐사선 ) 등의순서 앞장에서기술된중소형위성의질량특성을고려하여, 중궤도가타당 중소형위성의주요궤도는저궤도및 향후발사위성의임무별분포 시장니즈 3 : 지구관측, 항법및통신위성개발에집중 향후 10 년간발사될정부의위성을임무별로보면, 지구관측 (Observation) 위성이 264기로 전체(777 기) 의 34% 로가장큰부분차지하며, 항법위성 150 기(19%), 통신위성 109 기(14%), 과학위성 74 기(10%), 기상위성 51 기(7%), 기술위성 47 기(6%), 탐사위성 41 기(5%), 조기경보 위성 28 기(4%), 전자정보 13 기(2%) 를차지 궤도에따라위성임무는다르게특징지어지며, 지구저궤도는지구관측위성이제일많이 발사되며, 그다음으로는과학, 기술, 기상, 통신, 전자정보, 항법, 조기경보임무를위해발사됨. 지구중궤도위성은주로항법위성이대부분을차지하고있으며, 통신, 조기경보, 기술시현을 위해정부의위성이중궤도로발사 47

54 위성 - 중소형위성 향후정부및상업용위성의발사동향 시장니즈 4 : 정부민수수요의중소형위성개발 과거 10 년간(2001 년~2010 년) 발사된전체위성 755기중 2/3(67%) 에해당하는 510기는세계 각국정부의위성이며, 나머지 1/3(33%) 인 245기는상업용위성 향후 10 년간(2011 년~2020 년) 발사될위성총 1,145 기중정부위성은 777 기(67%) 이며, 상업용위성은 368 기(31%) 과거 10년및향후 10 년의비중변화는거의없음. 향후에도상업적위성활용이많이활성화 되겠지만군사및공익증진을위한국가위성의수요가상용수요보다지배적 정부위성은공익을위한민수용과군사활용을위한군수용으로나눌수있는데, 과거 10년간 발사된위성의 55% 는민수용이며, 나머지 45% 는군수용으로군수용위성의대부분을주로 미국과러시아의위성이차지 반면향후 10년간발사될정부위성총 777기중공공민수위성이 531기로전체위성의 68%, 군수위성이 246기로 32% 를차지하여, 향후 10년간발사될군수위성수는 7% 증가한반면 공공민수위성수는 89% 로대폭증가할것으로예상 즉향후 10년간국민생활질향상을위한정부의위성발사가향후 10년간의위성개발의큰 축으로부상할것이예측 48

55 전략제품현황분석 [ 중소형위성분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 - 우주개발에대한지속적인정부의지와이를뒷받침하는국가우주개발중장기계획의시행 - 과학기술, 기상, 환경, 국토활용, 재해, 재난, 농업등다양한분야의정부서비스제공필요성증대 - 우주기술중국내미진한분야확보와인류공영의우주개발을국제사회와공동으로수행하기위한정부의국제협력의지및실천 - 다수의정부부처가우주개발에참여함으로인한정부정책의일관성결여가능성과자원의집중필요 - 여러정부부처의우주개발정책과진행을총괄할수있는우주개발컨트롤타워에대한제도화부재 경제 - 세계우주산업수요에서중소형위성을이용한활용분야증가 - 중소형위성분야의세계시장진입후대형위성및탐사위성분야로의진입 - 국내우주산업체의기술수준이해외와비교하여낮음 - 우주산업수행에필수적인전문인력, 기술및수요에대한국내창출열악 사회 - 우주개발및활용에대한국민들의관심과이해도증가 - 자동차내비게이션및지구관측영상등우주개발에따르는활용성용이 - 주변국가들의우주개발에따르는우리나라우주개발필요성인식 - 중소형위성등우주개발에대한국민적관심을고취시키고증대시킬수있는제도적장치미비 - 중소형위성개발을수행할고급인력의양산및이를수용할국내생태계조성이미흡 기술 - 지구관측위성분야등발달된국내우주개발기술 - 항우연등전문화된연구계의일부기술력은세계적수준 - 지상장비등의분야에서는우리나라의 IT 산업능력 등을고려하여발전가능성이큰분야 - 탑재체등일부개발기술은세계적수준과차이가있음 - 위성서비스분야의수요창출능력이부족하며, 세계적위성서비스기업이전무한상황 정부정책확고 우주개발컨트롤타워생성 지상장비분야의국내 IT 기술접목 탑재체등일부핵심위성기술확보 위성서비스분야촉진 산학연연계등체계화 중소형위성시스템및서비스산업육성을통한국제우주산업시장진출 중소형위성을이용한국내수요충족과이를수행할지상장비와위성서비스산업창출 중소형위성등우주개발을수행할정부의지의지속및이를수행할컨트롤타워가동 49

56 위성 - 중소형위성 나. 산업특징및구조 미국, 유럽, 1970 등은국가및상업용의안정적이며규모있는위성수요를바탕으로년대부터 축적하여온기술및인력체계를공고히해오고있고, 연구, 개발, 시험, 운영및위성서비스등의 일관체계가구축 우리나라는우주개발시작이상대적으로늦었으며, 우주개발을수행할기술및인력의완성도가 낮은편임. 이로인하여, 연구, 개발, 시험, 운영및위성서비스등의우주개발체계가취약 우리나라가개발하는위성의대부분은국내정부민수수요를담당하고있으며, 해외시장진출 정도는매우미약함. 또한, 우리나가개발하는위성의수요가작기때문에산업체인력및기술의 유지발전이어려운상황 우리별위성개발성과 1992년발사된우리별 1 호는우리나라최초의인공위성으로기록됨. 1993년발사된우리별 2호는 습득한기술을바탕으로국내에서제작된최초의위성으로서, 지구관측과우주실험을수행함으로써 위성개발경험을축적하는계기 우리별 1호및 2호의성공을계기로독자적인고유위성모델우리별 3 호의개발에성공하였으며, 소형위성본체핵심기술과지구관측카메라기술및위성운용기술을독자적으로확보 특히, 우리별 3호개발을통해축적한기술은과학기술위성시리즈는물론국내물론국내산업체 ( 주) 쎄트렉아이가개발한라자샛및두바이샛의기술적토대 과학기술위성개발성과 1998 년 10월부터시작된과학기술위성개발사업은지난 10 여년간국내소형위성개발을견인하며, 우주과학 / 지구과학임무와더불어국내독자적인소형위성플랫폼개발, 핵심기술의개발및전문인력 양성에기여 국내주도과학임무프로그램을통해우수한우주과학연구성과달성. 과학기술위성 1호우주관측성과를 국제저명학술지에특집호로발간 (The Astrophysical Journal, Letters 특별호발간 (Vol. 644, )) 과학기술위성 1 호탑재체 원자외선분광기 개발은한-미간국제공동연구의대표적사례로인식 (MOST-NASA MOU, 2003) 저비용으로소형위성의기술향상및핵심위성기술자립화에기여 국내산업체와협력을통한태양전지판국산화 ( 과학기술위성 2 호) 독자적으로개발한핵심기술 ( 이중머리별감지기, 디지털태양센서, X 대역송신기, 고성능탑재컴퓨터, 대용량메모리, 별센서, 홀추력기, 리튬- 이온배터리, 태양전력조절기등) 의개발을통해위성기술 자립화에기여 50

57 전략제품현황분석 산업체의소형위성개발성과 ( 주) 쎄트렉아이가말레이시아와 UAE 로부터각각수주를받아, 해상도 2.5m급지구관측영상획득을 목표로 200kg 급소형지구관측위성 Razaksat 과Dubaisat-1 을개발하였으며, 2009년에발사되어 현재운용중 라작샛의개발은우리나라최초로상업적목적의위성시스템을수출하였다는점이큰성과이며, 소형위성을이용한중해상도지구관측위성의세계적인추세를선도하였다는기술적의미 차세대소형위성개발 핵심기술우주검증및우주과학임무를효과적으로수행할 목표로설정 KAIST 인공위성연구센터를주관기관으로하여 2012년 2017년까지개발 100Kg 급차세대소형위성개발을사업 차세대중형위성개발 공공 민간분야위성수요에기반한 목표로설정 500Kg 급중형위성표준플랫폼및탑재체국내독자개발을사업 한국항공우주연구원을주관기관으로하여 2015년부터차세대중형위성 12기의개발이예정되어 있으며, 우선차세대중형위성 1호및 2호는지구관측임무용으로개발예정 [ 중소형위성시스템중심의연관산업구조 ] 후방산업중소형위성시스템전방산업 항법서비스, 물류파악서비스, 재해재난서비스, 기상서비스, 지구관측서비스 위성체, 탑재체, 지상장비및지상서비스기술 시스템, 위성체, 탑재체및지상장비설계개발 [ 중소형위성시스템중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 국내우주산업관련중소형위성시스템개발의지 - 저궤도지구관측위성시스템개발을통하여확보한위성체, 탑재체및지상장비설계개발기술 - 항법서비스및영상판매서비스등위성서비스분야에국내경험확보 - 국내 IT 기술등접목가능한기술을상당부분보유 기회요인 (Opportunity) - 세계시장에서중소형위성개발필요성증대 - 중소형위성을운영한대국민서비스개발필요성확대 - 중소형위성분야에는세계적인강자가존재하지않는상황 약점 (Weakness) - 위성체관련기술은세계수준을확보하고있으나, 탑재체관련기술은상대적으로취약 - 전문인력, 기술및위성개발수요등에일관체계비형성 - 대기업참여가제한되어있기때문에세계시장진출시규모의산업시현이제한 위협요인 (Threat) - 국내중소형위성개발업체에대한세계인지도낮음 - 국내업체가중소형위성을수출하기위해서는정책적인재정지원과신용도확보가필요함 - 국내업체의초기기술개발과인력확보를위한정책적인지원필요 51

58 위성 - 중소형위성 다. 시장현황/ 전망분석 우리나라의우주예산은대부분정부예산으로서 2012 년기준으로 2,190 억원임. 이중미래창조과학부가 1,114 억원의우주개발예산을집행 우리나라의위성개발현황은과학기술위성 3 호등과학위성계열, 다목적실용위성 5호등다목적 실용위성계열, 천리안위성등정지궤도위성과무궁화위성 5호등민간위성계열이존재 [ 위성의세계시장전망 ] 2011 년기준, 미국의우주예산은 42,471 백만불규모이며, 이는국민일인당 135 달러를 의미함. 독일은 1,988 백만불규모이며, 국민일인당 25 달러임. 일본은 3,546 백만불규모이며, 국민일인당 28 달러임. 우리나라는 208 백만불규모이며, 국민일인당 4달러 2011년기준세계우주산업의매출은 1,733 억불이며, 위성서비스산업이 1,077 억불로가장 많으며, 그다음으로는지상장비 529 억불, 인공위성제조 119 억불, 발사체제조 48억불순 2011 년기준국가별우주산업인력은미국 212,100 명, 독일 6,680 명, 일본 6,865 명, 한국 3,035 명 2011년기준국내산업체의우주산업매출은 886,557 백만원이며, 인력은 1,845 명 2000 년이후, 200kg 급소형위성을통해 2.5m급해상도지구관측영상을획득할수있을정도로 위성기술의소형화, 차세대화가진행 ESA의 Proba 위성시리즈는유럽의대표적인소형위성프로그램으로서, 우주기술검증과지구관측 및과학임무를함께수행하는 100kg 급소형위성으로서, 핵심우주기술검증을선도 52

59 전략제품현황분석 프랑스의 Myriad 위성시리즈는 100~130kg 급표준플랫폼을이용한핵심우주기술검증및 과학관측을수행하는프로그램으로서, 소형화, 표준화, 모듈화소형위성기술을확립하여, 현재 Myriad 표준위성플랫폼을적용하여다양한과학관측임무를수행 미국의경우, 기존의위성개발산업체, 대학, 연구소등을중심으로소형위성의활용을활발히시도하고 있으며, 특히에임스 (AMES) 연구센터에서는소형위성을활용한저비용달탐사임무실현의연구를수행 2011 년발사예정인 130kg 급달궤도선 LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environmental Explorer) 은달환경과학을목적으로에임스연구센터주도로개발 또한, NASA 가주도하는 ILN (International Lunar Network) 프로그램의경우, MSFC (Marshall Space Flight Center) 와 JHU/APL(Johns Hopkins University/Applied Physics Lab.) 의주도로 착륙중량 150kg 의달착륙선을개발하고있으며, 2017 년까지 3~4 기의소형달착륙선을실현할계획 미국을중심으로소형화된달궤도선, 달착륙선의개발이활발 [ 중소형위성시스템시장현황및전망 ] ( 단위: 억원/billion 달러) 구분 년도 시장규모 성장률 CAGR(%) 위성( 위성체+ 탑재체) , , , , % 국내시장 지상장비 1,429 1, , , , , % 위성서비스 9,142 9, , , , , % 위성 % 세계시장 지상장비 % 위성서비스 % * 자료: 2013 년우주산업실태조사, Global satellite manufacturing and launch markets, 2nd edition, Government space markets world prospects to th edition * 참조: 국내시장과세계시장의성장률은위성, 지상장비, 위성서비스의평균을적용하여향후동일한비율의성장을가정한전망치 이며, 중소형위성분야의시장규모에대한정확한산정근거가없어전체위성의시장규모로기술하였음 라. 공급망( 분류) 에따른분석 위성체기술중 Formation flying 을위한통신기술, 레이저통신기술, 추진계부품, Formation Flying 을위한궤도및자세제어기술, 도킹용 H/W 개발등의분야에서해외와의기술협력이필요 탑재체기술중광학탑재체검출기(CCD), 기상관측센서의스캔구동장치, 반사기및수신기 서브시스템, 영상레이더의접이식팽창형안테나및신호처리 S/W, 초분광영상기의분광부및 2 차원검출기접속기술은해외기술협력이필요한분야 53

60 위성 - 중소형위성 [ 국내업체별국가위성개발사업 ] 주요업체 AP우주항공 KAI 대한항공두원중공업 사업명 KOMPSAT-3, (`06 ~ `12) 주요실적 개발품목 1) XDM EGSE 개발 2) IDHU FM 국산화및 TVM 개발 KOMPSAT-3/5, ( 06 ~ 12) 1) 위성 AIT 서비스 KOMPSAT-3A ( 10 ~ 14) 우주핵심과제 ( 09 ~ 14) KOMPSAT-2 ( 99 ~ 06) KOMPSAT-3/5 ( 05 ~ 12) KOMPSAT-3A ( 10 ~ 14) 통신방송탑재체 ( 00 ~ 03) 검증위성 ( 03 ~ 05) 무궁화5 호/ 천리안위성 ( 03 ~ 09) 무궁화위성 ('92 ~ '98) 통신해양기상위성 ( 04 ~ 10) KOMPSAT11/2 ( 94 ~ 05) KOMPSAT-3/5 ( 05 ~ 10) KOMPSAT-3A ( 10 ~ 13) 과학기술위성 2호 ( 06 ~ 08) KOMPSAT ( 09 ~ 12) 궤도선, 착륙선 ( 10 ~ 12) KOMPSAT -1, 2, 3 KOREASAT-3 1) 위성본체주관개발/AIT/PA 2) IDHU FM 국산화/XDM EGSE 개발 1) 차세대우주용고속자료처리장치개발 2) 표준형위성탑재컴퓨터핵심모듈개발 1) 위성본체주관연구개발 -. 전서브시스템관리및구매관리 -. EGSE, PCU, SAR, DDC, OBC, -. BIRB, 트랜스폰더 1) 본체공동설계및조립 2) IBMU, PCDU, 하니스, 트랜스폰더 1) 위성본체주관개발/AIT/PA 2) IBMU, PCDU, 하니스, 트랜스폰더 1) Ku/Ka 밴드중계기설계및조립/ 시험 2) EGSE, 하니스제작 1) 위성독자개발 1) 하니스, 탑재체시험 1) 본체구조, 태양전지판구조제작 2) Heat Pipe Panel 제작 1) 본체구조제작및통신용안테나제작 2) AIT 인력지원 1) 본체구조물제작 2) MGSE 제작 1) 본체및태양전지판구조물제작 2) 3호태양전지판전개장치개발 3) 5호모사구조체제작 4) MGSE 설계/ 제작 1) 본체및태양전지판구조 2) 태양전지판전개장치 1) 태양전지판구조및태양전지부착 1) 광학탑재체용광구조체제작 1) 궤도선, 착륙선기술개발모델설계 2) 이착륙시험모델설계및제작 1) Heat Pipe (H/P) 2) Multi-Layer Insulation (MLI) 3) Second Surface Mirror (SSM) (KARI / Lockheed Martin) COMS(`06~`09) 1) Multi-Layer Insulation, (MLI/EADS Astrium) KOMPSAT-5 (`05 ~ `12) KOMPSAT-3A 1) Multi-Layer Insulation (MLI) 2) Second Surface Mirror (SSM / KARI) 1) Multi-Layer Insulation (MLI) 54

61 전략제품현황분석 세트렉아이 한화 (`10~`13) 2) Second Surface Mirror (SSM) 3) Cooling Unit for Payload KOMPSAT-3/3A 1) FM 태양센서 (CSSA) 제작 KOMPSAT-5 1) 이동형지상국수주 ( 전문연) ( 06.) KOMPSAT-1 ( 94 ~ 00) 1) 1 lbf 급하이드라진추력기 ( 이중추력기모듈) KOMPSAT-2 ( 99 ~ 06) KOMPSAT-5 ( 05 ~ 10) KOMPSAT-3 ( 04 ~ 11) KOMPSAT-3A ( 06 ~ 13) 1) 하이드라진추진시스템 1) 하이드라진추진시스템 1) 하이드라진추진시스템, 추력기용국산화촉매 1) 하이드라진추진시스템, 추력기용국산화촉매 협력업체참여분야비고 우레아텍 1) 다목적실용위성 3호및 5호 MGSE ( 07 ~ 10) 캠틱 1) 다목적실용위성 3호및 5호 MGSE ( 07 ~ 10) [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 중소형위성 주요내용위성체탑재체지상장비위성서비스 주요제품/ 기술시스템설계, 위성체개발, 탑재체개발, 시험, 지상장비개발운영 기술및위성서비스기술 해외기업 탈레스알레니아 ( 이탈리아 ), 아스트리움 ( 독일), 일롭( 이스라엘 ), 록히드마틴 ( 미국), 미쯔비시 ( 일본) 탈레스알레니아 ( 이탈리아 ), 아스트리움 ( 독일), 일롭( 이스라엘 ), 록히드마틴 ( 미국), 미쯔비시 ( 일본) 알텍( 이탈리아 ), Viasat( 미국), DaTron( 미국), In-Snec( 프랑스), 콩스버그 ( 스웨덴), 위벨( 스웨덴) 디지털글로브 ( 미국), SPOT Image( 프랑스), EUSI( 독일), KSAT( 스웨덴) KAI, 대한항공, 두원중공업, 한화 삼성탈레스, LIG 넥스원 KAI KAI 국내기업 AP 우주항공, 세트렉아이세트렉아이 AP 우주항공, 세트렉아이, 우레아텍, 캠틱, 인스페이스, 솔탑, SRT, MTG, 하이게인 세트렉아이, 카스타, 인스페이스, KTSAT 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 55

62 위성 - 중소형위성 3. 기업니즈조사 중소형위성시스템분야개발을수행할수있는국내기업의가장큰어려움은기술과인력을 지속적으로유지하기가어려운실정 개발위성의수가적은문제로매출구조가열악 세계위성시장진출을위한전단계로국내개발위성수요를적절히증가시켜서, 우주산업의기틀마련이필요 국내 중소형위성시스템을다수개발하여국내기업의인력과기술확보를추진 특히, 핵심기술의경우국내연구계가선도하여확보한후이를국내기업에이관할수있는제도적장치마련필요 핵심기술개발과이전시연구계와산업계모두에게다양한종류의인센티브가돌아갈수있는장치마련이필요 56

63 전략제품현황분석 4. 기술분석9) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 중소형위성의대상특허 794 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지 꾸준한출원이이루어지면서증감을반복하는양상을보이고있으며, 미국이가장많은특허를보유 출원규모에있어서는미국이 344(43%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서유럽이 197(25%), 일본 170(21%), 한국 83(11%) 의특허점유율을나타내는것으로분석 2008 년이후미국, 유럽, 일본, 한국모두증감을반복하고있는것으로분석 [ 중소형위성의국가 연도별출원동향 ] 9) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임. 57

64 위성 - 중소형위성 중소형위성의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로미국특허의비중이높고 미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 미국의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, AIRBUS OPERATIONS(DE) 이최상위 출원인으로나타났고, 일본의경우 MITSUBISHI ELECTRIC(JP) 이최상위출원인으로도출 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 58

65 전략제품현황분석 (2) 국내동향 중소형위성의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2012년까지증감을반복하다가 2012년 이후감소추세 10) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는 2008 년에는 47% 로다소적은 비중을차지하고있었으나, 이후에는매년 60% 이상으로높은비중을차지 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 73%, 외국인 27% 로한국인의특허출원비율이높아 기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관의특허비율이 57% 로가장높았고, 해외출원인이 27% 로 그뒤를이었으며, 중소기업 11) 이 23% 그리고개인과대기업이각각 7%, 2% 로분석되어중소형 위성분야는대학/ 연구소 / 공공기관에의한특허출원이많은분야로진출하기위한기술기반을 마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 10) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 11) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 59

66 위성 - 중소형위성 중소형위성의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학/ 연구소/ 공공기관이대기업과중소기업보다 활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학/ 연구소/ 공공기관에서는 한국항공우주연구원 (KR) 이 10건으로최다출원을기록 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 60

67 전략제품현황분석 나. 기술군도출 중소형위성전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 또한중소형위성전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해데이터 마이닝으로누락될수있는요소기술후보군을추가도출 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 중소형위성의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 후보군을도출 15개의요소기술 제품별 dataset 구축 : 중소형위성관련특허/ 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 12) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 13) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의 연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 12) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 13) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 61

68 위성 - 중소형위성 [ 중소형위성에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 small satellite mission, platform, program 3 1. Integrated approach to optimizing small spacecraft vehicles and operations 2. New opportunities for small satellite launch vehicles 3. CASSIOPE enhanced polar outflow probe (e-pop) small satellite mission: Space plasma observations and international collaborations 4. A small satellite mission demonstrating multi-angular hyperspectral applications over a period of eight years 클러스터 02 earth observation, potential, low cost 3 1. Small SAR satellite technology promotes dissemination of a comprehensive space utilization system 2. Satellites as a tool for capacity building leading to sustainable development 3. FPGA-based operational concept and payload data processing for the Flying Laptop satellite 4. Natural disaster reduction applications of the Chinese small satellite constellation for environment and disaster monitoring and forecasting 62

69 전략제품현황분석 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 03 클러스터 04 클러스터 05 클러스터 06 클러스터 07 클러스터 08 클러스터 09 클러스터 10 satellite galaxy, star test, vehicle, ground, student, small starcraft sun sensor, solar panel, trajectory structural component, ouet skin flexible space-craft, stability equation,esatim ation, parameter,pertur bation, influence, theory magnetic torquers,reactio n wheel, orbit control, actuator ground, SPS, constellation, program ~4 5 3~4 1. A link between feedback outflows and satellite galaxy suppression 2. Substructure lensing: Effects of galaxies, globular clusters and satellite streams 3. Constraining satellite galaxy stellar mass loss and predicting intrahalo light. I. 4. Framework and results at low redshift 4. Satellite galaxy number density profiles in the Sloan Digital Sky Survey 1. Spacecraft engineering and research at saint louis university 2. Proceedings of the 4S Symposium Small Satellites Systems and Services 3. Probabilistic analysis of space shuttle body flap actuator ball bearings 4. Mission outline of selenodesy by Kaguya (Selene) and developments and on-orbit properties of sub-satellites: Okina and Ouna (Rstar and Vstar) 1. Three-dimensional sun vector determination utilizing low-cost solar cells 2. METHOD FOR CONTROLLING SATELLITE ATTITUDE, AND ATTITUDE-CONTROLLED SATELLITE 3. Thermal and mechanical optimisation of the first Israeli nano-satellite 4. Conceptual design and assessment of an electrostatic discharge and flashover detector on spacecraft solar panels 1. STRUCTURAL COMPONENT FOR AN AIRCRAFT OR SPACECRAFT 2. Structural component and method for producing a structural component 3. Method for joining cured stringers to at least one structural component of an aircraft or spacecraft 4. METHOD FOR CONNECTING A FIBRE COMPOSITE COMPONENT TO A STRUCTURAL COMPONENT OF AN AIRCRAFT AND SPACECRAFT AND A CORRESPONDING ARRANGEMENT 1. Adaptive sliding mode control for attitude tracking of flexible spacecraft with bounded inputs 2. Flexible spacecraft attitude stabilization control based on direct adaptive algorithm 3. Heteroclinic bifurcations in attitude maneuver of slosh-coupled spacecraft with flexible appendage 4. Robust adaptive sliding-mode fault-tolerant control with L2-gain performance for flexible spacecraft using redundant reaction wheels 1. Indirect spacecraft trajectory optimization using modified equinoctial elements 2. Spacecraft Formation Flying for Tropical Resources and Environmental Monitoring: A parametric study 3. Spacecraft formation maneuvering control using line-of-sight measurements 4. Formation flying of small satellites using suboptimal MPSP guidance 1. Networked control of distributed pico-satellite systems 2. Periodic H 2 synthesis for spacecraft attitude control with magnetorquers and reaction wheels 3. Jitter reduction of a reaction wheel by management of angular momentum using magnetic torquers in nano- and micro-satellites 4. Attitude tracking control of a small satellite in low earth orbit 1. Small optical transponder for small satellites 2. Integrated approach to optimizing small spacecraft vehicles and operations 3. Spacecraft Formation Flying for Tropical Resources and Environmental Monitoring: A parametric study 4. Mission design and operations of a constellation of small satellites for remote sensing 63

70 위성 - 중소형위성 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 11 pilot signal, structure,groun d 4 1. Orbiter demonstration for Solar Power Satellite of Sandwich type 2. Orbiter demonstration plan for solar power satellite of sandwich type 3. METHOD AND APPARATUS FOR SATELLITE POSITIONING SYSTEM TIME RESOLUTION 4. Conceptual design on the Sandwich Solar power Satellite 클러스터 12 mobile station, real-time orbit data 4 1. Method and apparatus for position determination with hybrid SPS orbit data 2. Method and apparatus for position determination with hybrid SPS orbit data 3. Method and apparatus for position determination with hybrid SPS orbit data 4. A method for efficient delivery of assisting data 클러스터 13 low cost, antenna, femoto-satallite 3~4 1. New concepts of TeleMetry subsystem architecture for small satellites 2. PROBA spacecraft family: Small mission solutions for emerging applications 3. Small satellite attitude control for tracking resident space objects 4. Proba spacecraft family small mission solutions for emerging applications 클러스터 14 tool, operation, image 3~4 1. Satellites as a tool for capacity building leading to sustainable development 2. A system-based design methodology and architecture for highlyadaptive small satellites 3. A system engineering analysis of highly adaptive small satellites 4. Small satellites and earth observation systems for small countries and regions 클러스터 15 solarcell array, circuit board, relibility 3~5 1. A multicriteria optimisation design of SPSE for adaptive LEO satellites missions using the PSI method 2. Rollable and accordian foldable refractive concentrator space solar array panel 3. Solar sails may propel spacecraft 4. An agent based optimization method for micro-satellite power system design with distributed power balancing constraints (2) 특허분류체계를이용한기술트리 중소형위성의유효데이터의 IPC 14) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 20위에 대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는 추가적인요소기술후보군을도출 14) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975년 10월에제정한기술분야별분류기호 64

71 전략제품현황분석 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B) 처리조작 ; 운수 (B29) 플라스틱의가공; 가소상태물질의가공일반 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (B29C) 플라스틱의성형또는접합; 가소상태에있는물질의성형일반; 성형품의후처리 (B64C) 비행기; 헬리콥터 (B64G) 우주비행 ; 우주항공체또는그장비 (B29C-070) 성형기술의복합물즉보강재, 충진재또는예비성형품, 예삽입물을함유하는플라스틱재 (B64C-001) 동체 ; 동체, 날개, 안정판또는그것들과같은구성요소의공통구조 (B64G-001) 우주항공체 (F) 기계공학 ; 조명; 가열; 무기; 폭파 (F02) 연소기관 ( 열가스또는연소생성물을이용하는기관설비 ) (F16) 기계요소또는단위; 기계또는장치의효과적기능을발휘하고유지하기위한일반적인수단; 단열일반 (F02K) 제트추진장비 (F16F) 스프링; 완충장치 ; 진동감쇠수단 (F02K-009) 로켓엔진, 즉연료와그산화제의양쪽을탑재한설비그의제어 ( 추진제의역학적조성 ) (F16F-015) 시스템의진동억제불균형억제력, 예. 운동의결과로서생기는힘을회피또는감소시키는방법또는장치 (G01C) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전-감응장치 ; 운동질량이없는 (G01C-019) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전- 감응장치 ; 운동질량이없는회전- 감응장치 회전- 감응장치; 자이로스코프효과를이용한각속도의측정 (G01C-021) 항법 (G01S-001) 비지향성수신기에의해탐지되며 한편비콘송신기에관련하여정해지는방향, 위치또는위치선을측정할수있는 1 또는 (G) 물리학 (G01) 측정 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 ; 무선전파의사용에의한거리또는속도의결정 ; 무선전파의반사또는재방사의사용에의한위치또는유무의탐지; 기타의파류를사용하는유사한방식 복수의특성을가진신호를송신하는비콘, 또는비콘방식그것과협동하는수신기 (G01S-005) 2이상의방향선또는위치선의조정(co-ordinating) 에의한위치결정; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 ( G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 (G01W) 기상학 ( 레이다, 라이다(lidar), 소나(sonar) 또는아나로그시스템, 기상용도의것) (G01W-001) 기상학 (G02) 광학 (G02B) 광학요소, 광학계또는광학장치 (G02B-023) 망원경, 예. 쌍안경 ; 잠망경 ; 중공체의내부를관찰하는장치; 뷰파인더 (G05) 제어; 조정 (G05D) 비전기적변량의제어또는조정계 육용수용공중용우주용운행체의 (G05D-001),,, 위치진로고도또는자세의제어예자동조종,,,. ( 무선항행시스템또는다른파를사용하는유사한시스템 ) 65

72 위성 - 중소형위성 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (G06) 산술논리연산 ; 계산; 계수 (G06F) 전기에의한디지털데이터처리 ( 계산의일부가액체력또는기체력을사용하여행하여지는계산기 ; 광학적 ; 특정계산모델방식의컴퓨터시스템 ) (G06F-017) 디지털컴퓨팅또는데이터프로세싱장비, 방법으로서특정기능을위해특히적합한형태의것 (G06K) 데이터의인식; 데이터의표시; 기록매체 ; 기록매체의취급 (G06K-009) 인쇄문자, 손으로쓴문자를독취하거나인식또는패턴을인식하기위한방법또는장치 (H01L) 반도체장치; 다른곳에속하지않는전기적고체장치 (H01L-031) 적외선복사, 가시광, 단파장의전자기파, 또는입자복사에감응하는반도체장치로, 이들복사에의한에너지를전기적에너지로변환하거나이들복사에의해전기적에너지를제어하는것에특별히적용되는것; 그들장치또는그부품의제조또는처리에특별히적용되는방법또는장치 (H) 섹션전기 (H01) 기본적전기소자 (H01Q) 공중선 (H01Q-001) 관련하는구성 공중선의세부또는공중선에 (H01Q-003) 공중선또는공중선계로부터방사되는전파의지향특성의방향또는형을바꾸기위한구성 (H01Q-019) 공중선에소망하는지향특정을부여하기위하여 1차복사기와 2 차장치, 예를들면광학유사장치가있는단위의조합 (H04) 전기통신기술 (H04B) 전송 (H04B-007) 무선전송시스템, 즉, 방사전자계를 이용한것 (3) 전문가기반의요소기술도출 중소형위성의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출 IPC 분류로도출된기술트리를 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 요소기술 02 hyperspectral 관측기술, plasma 관측기술중소형위성용수동형 SAR 기술 키워드클러스터링 키워드클러스터링 요소기술 03 중소형위성자세제어기술키워드클러스터링 small satellite mission, observation satellite, SAR, low cost equation, esatimation, parameter, perturbation, influence flexible spacecraft, stability, contol, adaptive (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어, 예. 자동조종 ( 무선항행시스템또는다른파를사용하는유사한시스템 ) 66

73 전략제품현황분석 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 04 solar panel 소형화기술키워드클러스터링 solar, pilot signal, structure, ground 요소기술 05 감거나접을수있는 solar panel 기술 키워드클러스터링 solarcell array, circuit board, relibility 요소기술 06 위성구조물경량화기술 키워드클러스터링 IPC 기술트리 structural component, ouet skin (B64G-001) 우주항공체 요소기술 07 중소형위성용자이로스코프기술 IPC 기술트리 (G01C-019) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전- 감응장치 ; 운동질량이없는회전-감응장치 (G01S-001) 비지향성수신기에의해탐지되며한편비콘 송신기에관련하여정해지는방향, 위치또는위치선을측정할 수있는 1 또는복수의특성을가진신호를송신하는비콘, 또는비콘방식그것과협동하는수신기 (G01S-005) 2이상의방향선또는위치선의조정 요소기술 08 전파를이용한위성위치탐지기술 IPC 기술트리 (co-ordinating) 에의한위치결정; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템 ; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 요소기술 09 관측탑재체소형화, 관측센서소형화기술 IPC 기술트리 (G01W-001) 기상학 (G02B-023) 망원경, 예. 쌍안경; 잠망경; 중공체의내부를관찰하는장치; 뷰파인더 요소기술 10 진동저감기술 IPC 기술트리 (F16F-015) 시스템의진동억제불균형억제력, 예. 운동의결과로서생기는힘을회피또는감소시키는방법또는장치 요소기술 11 데이터처리장치소형화기술 IPC 기술트리 (G06F-017) 디지털컴퓨팅또는데이터프로세싱장비, 방법으로서특정기능을위해특히적합한형태의것 요소기술 12 센서용반도체소형화기술( 적외선, 가시광, 전자기파 ) IPC 기술트리 (H01L-031) 적외선복사, 가시광, 단파장의전자기파, 또는입자복사에감응하는반도체장치로, 이들복사에의한에너지를전기적에너지로변환하거나이들복사에의해전기적에너지를제어하는것에특별히적용되는것; 그들장치또는그부품의제조또는처리에특별히적용되는방법또는장치 요소기술 13 중소형위성용안테나기술 IPC 기술트리 (H01Q-003) 공중선또는공중선계로부터방사되는전파의지향특성의방향또는형을바꾸기위한구성 요소기술 14 중소형위성용무선통신및데이터전송기술 IPC 기술트리 (H04B-007) 무선전송시스템, 즉, 방사전자계를이용한것 67

74 위성 - 중소형위성 다. 기술수준분석 (1) 기술성장성분석 중소형위성의기술별출원점유율 15) 및최신특허비율 16) 을살펴보면, 요소기술 06, 요소기술 09, 요소기술 12, 요소기술 13 의경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의 성장성이우수한분야로판단 요소기술 02, 요소기술 05, 요소기술 10, 요소기술 11 의경우출원점유율은낮으나, 최신특허비율은 평균이상으로최신특허측면의경쟁력은높은것으로분석 요소기술 08, 요소기술 14 의경우최신특허비율은낮으나, 출원점유율은평균이상으로출원점유율 측면의경쟁력은높은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술 01 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 hyperspectral 관측기술, plasma 관측기술 % 28.57% 下 요소기술 02 중소형위성용수동형 SAR 기술 % 57.14% 中 요소기술 03 중소형위성자세제어기술 % 35.29% 下 요소기술 04 solar panel 소형화기술 % 37.04% 下 요소기술 05 감거나접을수있는 solar panel 기술 % 60.00% 中 요소기술 06 위성구조물경량화기술 % 54.72% 上 요소기술 07 중소형위성용자이로스코프기술 % 16.67% 下 요소기술 08 전파를이용한위성위치탐지기술 % 43.15% 中 요소기술 09 관측탑재체소형화, 관측센서소형화기술 % 49.09% 上 요소기술 10 진동저감기술 % 53.33% 中 15) 출원점유율 : 전체특허중에서해당요소기술의점유율 출원점유율 = 해당요소기술의특허건수전략제품전체특허건수 16) 최신특허비율 : 해당요소기술의특허중에서 2011 년~2014 년최근 4년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 해당요소기술의 2011 년~2014년특허건수해당요소기술의전체특허건수 68

75 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 11 데이터처리장치소형화기술 % 63.16% 中 요소기술 12 센서용반도체소형화기술( 적외선, 가시광, 전자기파 ) % 50.94% 上 요소기술 13 중소형위성용안테나기술 % 43.90% 中 요소기술 14 중소형위성용무선통신및데이터전송기술 % 34.07% 中 분야평균 % 44.96% - (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 17) ) 및시장확보력지수 (PFS 18) ) 를이용하여 중소형위성의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 06, 요소기술 08, 요소기술 12, 요소기술 13은 피인용지수및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로판단 요소기술 03, 요소기술 07, 요소기술 11 은피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는 것으로분석 요소기술 14 는시장확보력은우수하나, 이에비해피인용지수는평균미만으로나타나기술력이다소 미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술 01 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 hyperspectral 관측기술, plasma 관측기술 下 요소기술 02 중소형위성용수동형 SAR 기술 下 요소기술 03 중소형위성자세제어기술 中 요소기술 04 solar panel 소형화기술 下 요소기술 05 감거나접을수있는 solar panel 기술 下 17) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 18) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 69

76 위성 - 중소형위성 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 06 위성구조물경량화기술 上 요소기술 07 중소형위성용자이로스코프기술 中 요소기술 08 요소기술 09 전파를이용한위성위치탐지기술 관측탑재체소형화, 관측센서소형화기술 上 下 요소기술 10 진동저감기술 下 요소기술 11 데이터처리장치소형화기술 中 요소기술 12 센서용반도체소형화기술 ( 적외선, 가시광, 전자기파 ) 上 요소기술 13 중소형위성용안테나기술 上 요소기술 14 중소형위성용무선통신및데이터전송기술 中 분야평균 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 14는 27% 로중소기업출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로 나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단 중소기업출원인비율역시요소기술 14가 29% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로 중소기업의참여도가높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 14 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로 높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 19) 중소기업 출원인비율 20) 종합평가 요소기술 01 hyperspectral 관측기술, plasma 관측기술 % 0.00% 下 요소기술 02 중소형위성용수동형 SAR 기술 % 0.00% 下 요소기술 03 중소형위성자세제어기술 % 0.00% 下 70

77 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 19) 중소기업 출원인비율 20) 종합평가 요소기술 04 solar panel 소형화기술 % 0.00% 下 요소기술 05 감거나접을수있는 solar panel 기술 % 0.00% 下 요소기술 06 위성구조물경량화기술 % 0.00% 下 요소기술 07 요소기술 08 요소기술 09 중소형위성용자이로스코프기술 전파를이용한위성위치탐지기술 관측탑재체소형화, 관측센서소형화기술 % 0.00% 下 % 0.00% 下 % 0.00% 下 요소기술 10 진동저감기술 % 0.00% 下 요소기술 11 요소기술 12 데이터처리장치소형화기술 센서용반도체소형화기술( 적외선, 가시광, 전자기파 ) % 0.00% 下 % 0.00% 下 요소기술 13 중소형위성용안테나기술 % 0.00% 下 요소기술 14 중소형위성용무선통신및데이터전송기술 % 28.57% 上 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 기술성장성, 기술수준, 중소기업적합성의종합평가가 모두우수한요소기술은도출되지않는것으로판단 요소기술 06, 요소기술 12, 요소기술 13은기술성장성및기술수준이우수한것으로판단 19) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 20) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 71

78 위성 - 중소형위성 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 [ 요소기술별종합평가표 ] 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 28.57% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 57.14% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 35.29% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 37.04% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 60.00% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 54.72% 上 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 16.67% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 43.15% 中 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 49.09% 上 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 53.33% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 63.16% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 50.94% 上 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 43.90% 中 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 34.07% 中 中 26.67% 28.57% 上 72

79 전략제품현황분석 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 flexible spacecraft 제어기술 특허분석 샌드위치형태의 solar power 원격측정명령기술위치결정기술 adaptive satellite 기술 기술 특허분석, 전문가, 타부처 특허분석, 글로벌유망, 타부처 특허분석 특허분석 감거나접을수있는 solar panel 기술 특허분석, 전문가, 타부처 위성본체 위성구조물경량화기술 특허분석, 전문가, 타부처 소형위성제어기술, 소형위성군집비행기술특허분석, 전문가, 타부처 전파를이용한위치탐지기술진동저감기술소형위성용안테나기술고용량배터리기술열제어기술 특허분석, 글로벌유망 특허분석 특허분석, 글로벌유망 전문가 타부처 hyperspectral 관측기술, plasma 관측기술특허분석, 기업니즈 소형위성용수동형 SAR 기술 특허분석, 글로벌유망 탑재체 소형위성용자이로스코프기술 관측탑재체소형화, 관측센서소형화기술 특허분석, 타부처 특허분석, 전문가, 기업니즈, 타부처 광학탑재체소형화, 광학계소형화기술특허분석, 전문가, 타부처 센서용반도체소형화기술( 적외선, 가시광, 전자기파 ) 특허분석, 전문가, 기업니즈 위성탑재전자장비및시스템의기능/ 성능시험기술기업니즈 데이터처리장치소형화기술 특허분석, 기업니즈, 타부처 통신위성 소형위성용무선통신, 소형위성용데이터링크기술특허분석, 기업니즈, 타부처 시스템 심우주통신기술임무해석기술시스템접속기술체계종합기술 전문가, 타부처 타부처 타부처 타부처 On-Board Computer 설계/ 제작기술기업니즈 73

80 위성 - 중소형위성 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 중소형위성자세제어기술 특허분석 Solar Panel 소형화기술 특허분석, 전문가, 타부처 감거나접을수있는 solar panel 위성구조물경량화기술 기술 특허분석, 전문가, 타부처 특허분석, 전문가, 타부처 위성본체 소형위성관제기술, 소형위성군집비행기술특허분석, 전문가, 타부처 전파를이용한위성위치탐지기술 중소형위성용안테나기술 고용량배터리기술 특허분석, 글로벌유망 특허분석, 글로벌유망 전문가 On-Board Computer 소형화기술 기업니즈 중소형위성용수동형 SAR 기술중소형위성용자이로스코프기술 특허분석, 글로벌유망 특허분석, 타부처 탑재체 관측탑재체소형화, 관측센서소형화기술특허분석, 전문가, 기업니즈 센서용반도체소형화기술( 적외선, 가시광, 전자기파 ) 특허분석, 전문가, 기업니즈 통신 위성전자장비소형화기술데이터처리장치소형화기술중소형위성용무선통신및데이터전송기술심우주통신기술 기업니즈 특허분석, 기업니즈, 타부처 특허분석, 기업니즈, 타부처 전문가, 타부처 74

81 전략제품현황분석 핵심기술선정 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 요소기술 중소형위성자세제어기술 감거나접을수있는 solar panel 기술 위성본체 위성구조물경량화기술 중소형위성용안테나기술 On-Board Computer 소형화기술 탑재체 중소형위성용자이로스코프기술 위성전자장비소형화기술 통신 데이터처리장치소형화기술 중소형위성용무선통신및데이터전송기술 75

82 위성 - 중소형위성 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 위성본체 탑재체 통신 중소형위성자세제어기술 감거나접을수있는 solar panel 기술 위성구조물경량화기술 중소형위성용안테나기술 On-Board Computer 소형화기술 중소형위성용자이로스코프기술 위성전자장비소형화기술 데이터처리장치소형화기술 중소형위성용무선통신및데이터전송기술 - 토크, 기동각, 자세안정화시간 - 감거나접을수있는태양전지판 - 하니컴샌드위치패널, 복합재료 - 기계식지향안테나, 위상배열안테나 - 동작제어, 대용량내부메모리, 시간동기 - 크기, 무게, 토크 - 무게, 부피 - 무게, 부피, 속도, 저장량 - 통신방식, 주파수활용 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 - 급속기동요구사항분석 - 개념설계 - 설계요구조건 - 구조물최적설계 - 경량복합재료특성파악 - 요구사항분석 - 신뢰성높고신속정확한안테나빔지향 - 요구사항분석 - 고성능처리능력, 저전력소모, 개발비용절감, 소형경량화 - 요구사항도출 - 중소형위성자세제어기술 - 고출력구동기 - 높은정밀도및안정성 - 개념설계 - 위성탑재컴퓨터, 전력분배장치 - 요구사항분석 - 고속데이터처리장치의소형화 - 요구사항분석 - 고속데이터전송기술 - 급속기동시뮬레이터분석 - 초정밀자세제어시뮬레이터시스템개발 - QM 제작 - CIGS 태양전지의흡수층제작 - 경량화복합재료전자장비제작 - 탄소섬유 / 폭시등의복합재료샌드위치구조물 - 시뮬레이터분석 - 장애원인분석및상태예측 - QM 제작 - 상용소프트 - 웨어개발 - 우주용저전력소모부품개발 - 기능별모듈화설계 - 해외기술협력실시 - 국내독자기술개발 - QM 제작 - 경량화복합재료전자장비제작 - 개발 - 모듈화설계 - 개발 - 고속데이터전송을위한최적의변조및코딩기술개발 - 급속기동상세요구사항확정 - 자세결정알고리즘설계 - QM 시험 - 기능시험및환경시험 - 인공위성의구조적강건성확보 - 기계적및동적안정성파악 - 유한요소모델구현 - QM 제작 - 위상배열안테나제작 - QM 시험 - 기능시험및환경시험 - QM 제작 - 위성자이로스코프의국산화개발 - 기능시험및환경시험 - QM 시험 - 기능시험및환경시험 - 시험 - 기능시험및환경시험 - 시험 - 데이터통신시험 최종목표 - 촬영횟수 15 회/2분 - 감거나접을수있는태양전지판 - 고유진동수, - 안전여유, - 연성하중해석 - 정밀지향및통신 - 소형 OBC - 중소형위성용자이로스코프 - 소형화전자장비 - 2 Mbps 소형화기술 Mbps 76

83 전략제품현황분석 나. 로드맵기획 77

84 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 1. 개요 - 정의: 영상정보를획득할수있는고해상도관측탑재체기술로서, SAR 센서는전자파를이용하여영상정보를 획득하는레이더센서, EO/IR 센서는가시광선, 적외선등광파이용한영상정보획득하는센서, 그외 빛의속도로전달한정보를원거리에서신속하게탐지하는광학적수단을의미하며, 체계종합기술, 안테나부기술, 광학계기술, 검출소자기술, 신호처리기술, SAR 지상체및영상활용기술등을포함 - 범위: SAR 기술은체계종합기술, 안테나부기술, 송수신부기술, 신호처리기술, SAR 지상체및영상활용기술 등으로구성됨. 전자광학과, 적외선, 영상센서의세부구성기술로는각각체계종합기술광학계기술 검출소자기술, 신호처리기술등으로구분 가. 정의및필요성 SAR 는표적에대한영상정보를획득하는레이더센서로서, 같은영상정보수집체계인 EO/IR ( 가시광/ 적외선, ElectroOptics/InfraRed) 과는달리주야간날씨상태에거의무관하게운용가능 EO/IR( 가시광 / 적외선, ElectroOptics/InfraRed) 체계는가시광선, 적외선등광파를이용하여주간및 야간에표적을탐지, 인지, 식별할수있도록영상정보를획득하고, 획득된영상을적절한장치를 통하여신호변환하며변환된영상을전시(display) 혹은표적에대한정보를제공하는체계 EO/IR 이물체에반사된빛이나물체스스로가발산하는적외선신호를감지하는수동형센서인 반면, SAR는스스로가투과성이있는전자기파를발산하여물체에반사되어오는신호를수신 하여감지하는능동형센서 전자광학센서를구성하는주요센서인레이저는적군에대한정보를안전하고신속하게확보 하거나전달해야하는정보전자전환경에서빛의속도로전달한정보를원거리에서신속정확하게 탐지할수있는광학적수단 레이저는적군에대한정보를안전하고신속하게확보하거나전달해야하는정보전자전환경에서 빛의속도로전달한정보를원거리에서신속정확하게탐지할수있는광학적수단 78

85 전략제품현황분석 영상정보수집체계 SAR EO IR 신호원전자기파가시광적외선 관측조건 ( 주야 / 기상) 주야간 / 전천후주간 / 맑은기상주야간/ 맑은기상 영상획득모드 광역, 표준, 고해상흑백, 컬러모노, 바이 해상도수십cm급수십cm급수m 급 해상도결정요인 감시거리 감시거리결정요인 [ SAR와 EO/IR 의특징비교 ] 안테나크기, 펄스대역폭렌즈크기, 초점거리 우수( 기상상황의영향경미) 보통( 기상상황에따라편차존재) RF 출력및안테나크기 대기투과감쇄율 최적성능지역수평선근처직하방향 픽셀당연산량많음적음 영상판독보통용이 가격고가저가 장비무게무거움가벼움 ( 국방활용) 현대전장에서는꾸준한감시정찰활동을통하여적국의상황을보다면밀히파악할 수있는영상정보수집이필수적으로요구되고있으며, 군사작전에있어서 SAR를통해서 전장상황을영상으로직접인식할수있을뿐만아니라, 전자파산란특성또는투과특성에따라 군사표적에대한식별능력을통해비대칭/ 비정규전에효과적으로대응 EO/IR 의국방적용분야는수중/ 수상, 육상, 해상, 공중, 우주, 급조폭발물등광범위하게적용되며, 특히최근에는센서의경량화/ 초소형화로급진적기술발달에따라각종유도무기, 유/ 무인기, 위성분야등첨단기술이요구되는분야에탑재체형태로설치되어고해상도의영상을실시간으로 제공함으로써미래전략무기의핵심장비로의역할이한층중요시되고있는실정 현재정보의원격탐지및전달을위한다양한군용레이저장비들이개발되어전차, 장갑차, 함정, 전투기및헬기등여러무기체계에장착되고광범위하게사용 ( 민간활용) 민수용 SAR 가활용되는극지방빙하탐지및해양감시, 지질구조와암반분포의분석, 광범위한자연재해와긴급시요청되는재난/ 재해의정보제공등지구환경변화감시를목적으로도 SAR 에대한활용성향상 정찰위성또는정찰항공기와같이고고도에서운영하는레이더에서고해상도를얻기위하여좁은 빔폭을구현할수있는매우큰안테나가필요하지만이는물리적으로구현이불가능 이러한난제를극복하고고해상도영상을획득하기위하여 SAR 는관심영역에전자기에너지를 송신하여반사되어돌아오는에너지를감지하고기록장치에에너지의크기를시간단위로누적하여 저장한후, 신호를방위방향으로다시한번처리함으로써가상의큰안테나를사용한것과같은효과 79

86 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 나. 범위및분류 ( 제품분류관점) SAR는크게탑재되는플랫폼에따라서위성용 SAR와항공용 SAR로분류 위성용 SAR은지구를저궤도로회전하면서영상을획득할수있으므로전지구에대한영상을 획득할수있고, 직접적으로노출되거나, 요격당할확률이항공용에비하여낮기때문에상대적으로 은밀한정보수집이가능하고, 지형에의한차폐가없다는것이장점 반면, 열악한, 우주환경과정보전달과정에서정보기밀성문제를극복해야하고항공기에비하여 상대적으로목표지점 / 촬영각도의제약과위성의궤도에따른관측시간의제약이따름. 또한, 상대적으로운용유지비가비싸고, 수명( 통상적으로 5 년) 이짧은것이단점 항공용 SAR 은시간/ 장소/ 목표선정 / 영상/ 촬영각도의선정이유연하여위험상황에즉각대처가가능하고, 정보전달및수집정보의기밀성 / 근실시간정보전달이가능하며, 운용유지비가위성에비하여 상대적으로저렴하지만, 정찰활동이적에노출되기쉽고, 산/ 지형에의한차폐가발생하며, 대기권에 의한요동이많이발생하여정밀한위상오차보상을통한극복필요 복합 EO/IR 체계, 가시광센서, 적외선센서, 안정화및구동체, 레이저거리측정기가있고, 각장치가 단독또는융합형태로개발및운용 가시광센서체계는가시광광학계와검출센서를이용하여물체를탐지, 추적하며획득된영상정보를 분석하여표적을식별하고자동추적하며가시화하여제공하는감시체계 적외선센서체계는적외선검출센서를이용하여물체를탐지하여획득된영상정보를가시화하여 제공하며, 영상신호정보를분석하여표적을식별하거나필요시자동추적할수있는장비 레이저센서체계는레이저는적군에대한정보를안전하고신속하게확보하거나전달해야하는 정보전자전환경에서빛의속도로전달한정보를원거리에서신속정확하게탐지할수있는광학적 수단임. 현재정보의원격, 탐지및전달을위한다양한군용레이저장비들이개발되어전차 장갑차, 함정, 전투기및헬기등여러무기체계에장착되고광범위하게사용 ( 공급망관점) SAR 체계의구성은크게전자기파를방사하는안테나, 광대역파형을발생하는송수신기, 영상을합성하는신호처리기등으로이루어짐. 체계구성과유사하게, SAR 체계의구성기술은체계종합, 안테나부, 송수신부, 신호처리, SAR 지상체및영상활용등 5개대분류기술로분류 체계종합기술은 SAR 를개발하기위해체계공학을적용하여체계요구조건분석, 체계설계및 통합을하고, 체계최적화설계및검증을위한 M&S(Modeling and Simulation) 를수행하며, 체계요구조건을만족하는지확인및검증하기위한체계시험평가를하는기술 안테나부기술은등가회로모델링에의한복사소자해석및소자간상호간섭해석을통해안테나를 최적설계하는 RF기술 송수신부기술은고출력 SAR 펄스를만들어증폭기가요구하는주파수대역의상향주파수로 변환한후초고주파신호를안테나로공급하는송신기술과수신안테나복사소자로부터전달된 초고주파대역의수신신호에서원하는반향신호만을추출하여하향주파수로변환한후신호처리가 가능한정도로증폭하는수신기술 80

87 전략제품현황분석 SAR 신호처리기술은 SAR 원시신호를이용하여인지가능한표준영상을생성하는신호처리기술과 이를위해필요한다양한보상기술및영상검보정기술 SAR 지상체운용및영상활용기술은다양한표적의전자파반사특성을측정하는기술및 데이터베이스화하여표적인식등에적용하는기술 전자광학과적외선영상센서의세부구성기술로는각각체계종합기술, 광학계기술, 검출소자 기술, 신호처리기술등으로구분 체계종합기술은전자광학센서, 적외선센서및레이저장비를통합적으로항공기, 차량등에탑재하기 위한요구조건분석, 성능/ 운용설계, 기능분석할당, 체계환경/ 성능예측모의등의기술 EO/IR 광학계기술은,, 고해상도카메라와고성능의광학계를사용해물체를관측추적하며획득된 영상정보를분석하여표적을식별하고신뢰성있는정보를생산하여실시간으로제공하기위한 고해상도광학검출기설계, 고분해능광학계설계, 소형경량화및안정화기술 EO/IR 신호검출 / 측정기술은 EO/IR 검출센서를이용하여빛에너지를전기적신호로변환하고 미약한신호를저잡음영상정보로가공하는기술 EO/IR 신호수신/ 분석/ 처리기술은위성및항공기에장착된 EO/IR 센서로부터수집된데이터를 지상으로전송, 수신자료처리/ 저장, 판독/ 분석하여정보를제공하는기술 EO/IR 방해/ 기만기술은위협체를추적하고기만신호를발생시키거나위협별대응기법개발및 시험에관련된기술 레이저기술은거리측정및미사일이나포탄등을지시하여유도타격하기고반복레이저를 송/ 수광및검출하거나, 유도미사일의적외선탐지기를무력화시키기위한지향성이우수한 고효율레이저를생성하여추적/ 조준하는레이저기술 [ 관측센서계분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 SAR 위성용 SAR 항공용 SAR 지구를저궤도로회전하면서전지구에대한영상을획득는장비, 원격탐사용장비 기계적빔조향방식의장비, 고주파 RF 부품기술, 고속신호처리기기술 관측센서계 전자광학 / 적외선영상센서 가시광센서체계 적외선센서체계 가시광광학계와검출센서를이용하여물체를탐지, 추적하며획득된영상정보를분석하여표적을식별하고자동추적하며가시화는장비, 전자광학추적시스템 (EOTS : Electro Optical Tracking System) 적외선검출센서를이용하여물체를탐지하여획득된영상정보를가시화하여제공하며, 영상신호정보를분석하여표적을식별하거나필요시자동추적할수있는장비, 열상조준경, 전방관측적외선장비 (FLIR : Forward Looking InfraRed), 열상장비 (TOD : Thermal Observation Device), 적외선탐색및추적 (IRST : Infrared Search and Track) 레이저 레이저센서체계 정보의원격탐지및전달을위한다양한군용레이저장비들이개발되어전차, 장갑차함정전투기및헬기등여러무기체계에장착되고광범위하게사용,,, 레이저거리측정기레이저유도표적지시기지향성적외선, (laser guidance), 대응체계 (DIRCM : Directional Infrared CounterMeasure) 81

88 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 체계종합기술 체계요구조건분석, 체계성능분석기술, 체계설계및통합, 체계최적화설계및검증을위한 M&S(Modeling and Simulation) 를수행, 체계시험평가 안테나를최적설계하는 RF 기술, 배열안테나기술 ( 안테나를설계/ 제작기술), 빔형성기술, 기계적조향방법과전기적조향( 위상및진폭제어) 을통해요구되는빔패턴에대한설계, 방향제어기술, 구조설계 / 제작기술, 열해석, 방열, 온도/ 습도조절등의환경제어기술 안테나부기술 SAR 송수신부기술 반도체송수신모듈(TRM : Transmit Receive Module) 등을설계및제작하는기술, 시스템이요구하는첨두전력의초고주파신호를안테나로공급하는신호발생기술, 수신처리기술 신호처리기술 표준영상생성, 실시간신호처리, 고해상도모드신호처리기술, High Squint 모드 신호처리기술, Autofocus 기술, 항공용요동보상, 위성용자세보상기술, CALVAL 관련기술및영상분석기술 지상체및영상활용기술 획득한신호정보를데이터링크를통해지상체수신하여후처리하는기술, 가공된정보를타체계와연동하여운용하는기술, 표적자동식별, POLSAR 관련기술, INSAR 관련기술, Change Detection 기술, 영상 Display 및데이터베이스관리기술 관측센서계 전자광학 / 적외선영상센서 체계종합기술 광학계기술 검출소자기술 신호처리기술 전자광학센서, 적외선센서및레이저장비를통합적으로항공기, 차량등에탑재하기위한요구조건분석, 성능/ 운용설계, 기능분석할당, 체계환경/ 성능예측모의등의기술, 탑재구조기술, 안정화기술, 센서헤드구동기술 고해상도카메라와고성능의광학계를사용해물체를관측, 추적하며, 획득된영상정보를분석하여표적을식별하고신뢰성있는정보를생산하여실시간으로제공하기위한고해상도광학검출기설계, 고분해능광학계설계, 소형경량화및안정화기술, 가시광광학계기술, 적외선광학계기술 EO/IR 검출센서를이용하여빛에너지를전기적신호로변환하고미약한신호를저잡음영상정보로가공하는기술, 가시광검출/ 신호처리기술, 적외선검출/ 신호처리기술, 미광증폭기술, 영상정보송/ 수신기술, 지능형표적신호측정/ 분석기술 위성 및 항공기에 장착된 EO/IR 센서로부터 수집된 데이터를 지상으로 전송, 수신자료처리/ 저장, 판독/ 분석하여정보를제공하는기술, 가시광영상/ 표적처리기술, 적외선영상/ 표적처리기술, 가시광수신/ 분석기술, 적외선수신/ 분석기술, 영상정보 데이터융합기술 방해기만 / 기술 위협체를추적하고기만신호를발생시키거나위협별대응기법개발및시험에관련된기술, 기만광원기술, 방해/ 기만효과분석기술, 고속광학계기술, 분산개구소형광학계기술 레이저 거리측정및미사일이나포탄등을지시하여유도타격하기고반복레이저를송/ 수광및검출하거나, 유도미사일의적외선탐지기를무력화시키기위한지향성이우수한고효율레이저를생성하여추적/ 조준하는레이저기술, 레이저탐지기술, 레이저발생기술 82

89 전략제품현황분석 2. 산업및시장분석 - 시장환경측면에서는향후 10년간항공탑재전자광학장비시장규모는약 203 억달러로전망되며, 18,513 개의 - - 장비가생산될전망 전자광학장비시장은열투시장비와같이비교적저렴한장치에서부터매우정교한항공탑재용전자광학 추적체계, 현재연구개발중인수억달러상당의고에너지레이저무기에이르기까지매우광범위한분야 정밀도가다소떨어지는전자광학장비를생산할수있는기업은전세계적으로무수히많으며국가의경제력 범위내에서전자광학관련장비의기술자원, 즉설계지식, 생산시설, 공정제어를거의모두충분히감당할 수있는나라도많이있음. 또한탐지기조립체와같은핵심요소의상당수를상업시장에서조달가능 - 전자광학장비시장은, 많은국가에서참여하고있고갈수록시장경쟁이치열해지고있으나복잡해지는자동 표적획득, 식별, 추적, 무기투하체계및레이저무기까지포함하는첨단전자광학기술은세계적으로일부 선두기업만이보유하고있을뿐임. 아울러, 국가마다이러한첨단기술의수출을제한하고있으므로, 첨단기술에 대한통제, 고도로진화된체계를개발, 배치하는데드는순수한비용으로인해소수의국가만이고급 전자광학장비획득가능 가. 니즈분석 낮은영상품질만족도로인한상업용사용자의높은영상품질요구증대 시장니즈 1 : 고해상도 SAR 개발필요 SAR 해상도는 10cm급의고해상도 SAR 가등장하기시작할만큼지속적으로향상되어가고있음. 이를위하여고선형성, 고동적범위의디지털수신기, 저위상잡음의광대역파형발생, 고속의 AD 변환처리기법등디지털 아날로그영역을복합화하고, 소형/ 경량화를위한제작기법들이 활발히개발 운용주파수의선택에있어서, 파장이짧을수록고해상도영상획득과소형화구현이쉽기때문에 현재 X(8~ 12 GHz) 및 Ku(12 ~ 18 GHz) 밴드가주로활용되고있고, 향후 Ka(26.5 ~ 40 GHz) 밴드로 주파수가상향화되는추세 향후에는 230GHz이상의대역에서수Hz Frame Rate를갖는 SAR를이용한동영상개념도등장할 것으로예측되나, 주파수가상향화될수록상대적으로넓은대역폭으로인한 NESZ(Noise Equivalent Sigma Zero) 특성이취약하고, 전력을증가와같이단점들을극복할수있는방안필요 대기손실은커서탐지거리가짧아지기때문에송신 83

90 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) [ 주파수상향화를통한고해상도소형 SAR ] 체계 MISAR I-Master Mini SAR StacSAR SWORD 형상 탐지거리 중심주파수 5km 이하 Ka밴드 27km 이하 Ku밴드 20km 이하 Ku밴드 10km 이하 J밴드 10km 이하 J밴드 최고해상도 0.5m 0.3m 0.3m 0.3m 1.4m 중량 4kg 이하 30kg 이하 13kg 이하 30kg 이하 30kg 이하 운용모드 SAR/GMTI SAR/GMTI SAR(Spot) SAR/GMTI SAR/GMTI 전력소모 100W 이하 600W 이하 60W 이하 300W 이하 220W 이하 제작사 Astrium( 독) Thales( 영) Sandia Lab( 미) Lockheed Maritne( 미) Astrium( 독) 단일위성에대한단일임무요구에따른소형위성에대한기술개발증대 시장니즈 2 : 소형/ 경량/ 모듈화설계기술필요 위성 SAR 는다중임무를수행하는대형의단일위성에서, 단일임무를수행하는소형의다중 위성군으로발전하고있음. 이는위성체자체를저가로단기간에개발가능할뿐만아니라, 소형/ 경량화를통하여더욱고비용이발생하는발사체의부담을경감시킬수있기때문 이를위하여소형위성에탑재가가능하도록 SAR탑재체안테나와신호처리부의경량화가진행되고 있음. 항공용 SAR에있어 Ka/Ku밴드의소형 SAR 장비들이전력화되고있으며, NanoSAR 와같이 초경량화개발로초소형무인기에장착하여개인이소지하여다양한작전이가능 이와더불어, SAR 구성품의모듈화를통하여하드웨어 / 소프트웨어가확장/ 변경이용이한구조로 발전하고있는데, 이는여러형태의플랫폼에별도의재설계없이탑재가능하여다양한 요구사항에효율적대처가가능 다양한응용분야요구에따른연동기술요구증대 시장니즈 3 : SAR-GMTI 연동기술필요 최근의레이더들은능동위상배열 (AESA : Active Electronically Scanned Array) 하면서다기능성, 신속성, 탐지거리, 분해능, 신뢰성등이꾸준히향상 구조로발전 다목적전투기의경우, 공대공임무중에도공대지 SAR 모드운용이가능하고, 전천후영상정보를 획득하기위한 SAR 생존능력이크게향상 공대지임무수행중에도공대공위협대처가가능하게됨에따라작전능력및 84

91 전략제품현황분석 뿐만아니라, 다중채널에의한 STAP(Space Time Adaptive Processing) 을활용하여이동표적 탐지를위한 GMTI 모드의표적추출의정확성도점차향상되어가고있음. 향후에는, 능동위상배열기술을바탕으로 SAR-GMTI 모드를동시에수행하는형태가일반화 지표분류나인식등의활용을위해다중편파요구증대 시장니즈 4 : 다중위성군운용기술필요 복수의 SAR 위성체또는단일위성체의복수의안테나가군을이루게됨으로써활용할수있는 간섭계와다중주파수 / 다중편파를통하여표적에대한다양한정보를표현하는영상처리기법도발전 Interferometry SAR 의경우, 서로다른 2개의고도관측각에서촬영한 2개의 SAR 영상의 위상차를이용하여고도정보를획득할수있게됨. Polarimetic SAR 는수직/ 수평/ 원형등의다중 편파를통하여표적으로부터산란되는전파를보다다양하게분석할수있는기반을마련하여 표적식별율을더욱높이는것이가능 최근에는이를더욱발전시켜 3차원산란점의공간분포를정확히표시하기위해 3차원 SAR 기법도연구 21) 대부분의 SAR 위성이모노스태틱방식을기반으로하고있지만, 실제표적에서반사된레이더 신호는전범위로퍼지기때문에위성으로되돌아오는신호는일부분이며나머지방향으로퍼지는 레이더신호에담긴정보들을획득하지못하는것이단점 이러한단점을극복하기위하여송신용 수신용레이더를분리하여서로다른지역에서송 수신을 하는레이더시스템을바이스태틱레이더라고함멀티스태틱은바이스태틱방식을좀더확장한 개념으로, 하나의송신용레이더와여러개의수신용레이더를이용하여하나의표적또는지역에 대한여러개의영상을확보하는방식이필요 그러나이러한방식은일반적인 SAR 영상왜곡을일으키는요소들( 위성및항공기궤적오차, 안테나지향각동기화, 송수신오실레이터동기화등) 이송수신레이더이개별적으로발생하므로 보다좀더정밀한영상처리가필요 표적식별기술은더작은표적을, 더복잡한환경에서, 더정확하게식별하는추세로발전 시장니즈 5 : 표적자동식별기술필요 단순히표적을탐지하는것에서표적을분류하고, 인지하는것에서분석을통해서표적을정확히 식별해내는것을요구하고있으며, 표적의종류도공중표적에서지상표적으로, 지상표적내에서도 차량뿐만아니라, 일반보병수준까지도식별해낼수있는능력을추구 21) 정호령외, 외국 SAR 위성의기술개발동향, 항공우주산업기술동향,

92 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 멀티코어프로세서활용을통해더욱고속화하여실시간표적식별이가능하도록요구하고있음. SAR영상장비의발달로인한해상도증가와더불어미국 MIT Lincon Lab. 과 Sandia Lab. 등의 연구소를주축으로 1990년대초부터 SAR-ATR(Automatic Target Recognition, 자동표적인식 ) 연구가활발하게진행되어현재는모델기반의근실시간처리가가능한수준으로발전 향후, 표적식별이무인및자동화운영환경으로더욱발전하기위해서는지상의복잡한전자파환경에서의산란특성을연구하고, 표적의특성DB 를구축하는것이관건 [ 관측센서계분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 년대이후위성개발후발국가참여확대 - 우주개발진흥법, 우주개발중장기계획, 우주기술산업화전략 등관련정책추진 - 위성 SAR 기술의성숙, 활용기능의다변화 - SAR 기술개발투자에긍정적인환경변화 - 후발기술개발국가들심각한도전에직면 - 기술진입의장벽, 상용시장의제한과미성숙 - 국가주도의장기적기술개발지원의지부족 경제 - 위성 SAR 기술은여러활용분야에걸쳐널리사용되는기술이기때문에우주, 국방, 과학, 감시, 환경등여러분야에가밀접하게연결되어있음 - 인공위성등우주관련시스템은발사환경을견디고우주환경에서안정적으로운용되기위해서매우높은신뢰성이요구되는분야로새로운기업이관련분야에진출하기매우어려우며, 국내기업의세계시장진출도제한적 사회 - 관측센서를통해얻은정보를활용한서비스시장이확대됨에따라, 보다정확하고안정적인정보에대한요구증가 - 사회적문제해결및생활서비스에필요한인공위성정보를해외선진국및기업에서구매를통해확보가능 기술 - 기술성숙에따른시스템개발/ 운영비용절감 - 해외상용 SAR 획득용이에따른자체적기술개발 의지약화 - 우리나라의위성 SAR 기술의발전방향에대한고찰필요 - SAR 영상활용인프라구축및유지부담 수요층확대 기술자립화 다양한활용분야 산업육성 다양한응용 국제경제성장동력 인공위성산업의발달과더불어관측센서게의활용분야도더욱다양해질것으로전망 그동안개발된기술을기반으로부족한핵심기술에대한자립화촉진 인공위성및관측센서탑재체에대한정부의장기적이고지속적인기술개발지원을통해성장기반조성 86

93 전략제품현황분석 나. 산업특징및구조 위성용 SAR 는대기환경에영향을받지않고고해상도지상영상획득이가능한전천후기능을 제공함. 수동형, 관측시스템은기상조건및일조현상에의해관측이제한되는반면고해상도 SAR 는상당한무게와전력을요구하여시스템통합관점에서위성에적용가능한수준의경량화와 저전력화기술개발이라는어려운과제를해결할필요 1951년 Carl Wiley가초기 SAR 개념인 DBS(Doppler Beam Sharpening) 기법을처음선보인 이후 50 여년동안많은기술발전이이루어짐. 초기의군사목적에서벗어나이제는자연재해및 환경감시, 지구탐사및자원탐사에이르기까지그활용범위가증대 특히한반도는삼면이바다로둘러싸여비, 구름, 안개등기상변화가많기때문에고해상도영상 획득측면에서다른센서에비해 SAR 역할이더욱중요해지는추세임. 특히위성 SAR는위성 자체의중요도나능력에더하여그영향력이더욱큼. 우리나라도이러한추세에발맞춰 SAR를 탑재하는최초의레이다관측위성, 다목적실용위성 5호를개발 위성 SAR 는현재여러활용분야에걸쳐널리사용되는기술이기때문에우주, 국방, 과학, 감시, 환경등여러분야에가밀접하게연결되어있으며, 이러한분야는대체적으로굉장히민감한영역임. 또한이들분야 있는실정 R&D 역시각국의정부, 국가기관, 공공기관, 국방기관에서매우큰관심을가지고 [ 관측센서계중심의연관산업구조 ] 후방산업관측센서계전방산업 기계, 전자, 재료, 컴퓨터, 부품등 광학탑재체, 레이더(SAR), IR, 기상탑재체, 통신탑재체, 탑재체관련 SW산업 위성영상판매, 위성영상처리, 위치정보 (GPS, 네비게이션등) 서비스, 기상정보서비스, 환경오염및재해재난관측서비스등 [ 관측센서계중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) 약점 (Weakness) - 시스템개발/ 운영비용절감 - 시스템임무신뢰성증가 - 민군기술격차감소 - 새로운융합제품 / 응용분야확대 기회요인 (Opportunity) 기술개발투가비용대비낮은시장성데이터고비용낮은영상품질만족도데이터접근성부족핵심기술확보미흡위협요인 (Threat) 국가별독자적지구관측역량요구증대민군겸용모델출현민관파트너십모델출현우주분야민간부문산업생태계성숙위성분야시장의지속적인확대전망 - 높은기술적진입장벽 / 기술통제 - 부족한상업용투자자금 - SAR영상활용인프라구축및유지부담 - 군의영향력과기술접근제한 - 중국의우주기술개발역량의비약적인성장 87

94 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 다. 시장현황/ 전망분석 Transparence MarketResearch 시장조사기관이예측에따르면, 전세계군용레이더시장규모가 2019년에 84억 4,000 만달러에이른다고예측22) 동기간중군용레이더시장이연평균 군용레이더시장- 세계업체분석( 규모 점유율 성장 추세 예측)) 2.9% 비율로성장할것이라고전망 ( 예측보고서 : 2013~2019 보고서는군용레이더시장을형태와지리적지역에기준을두고분류 지리적으로북아메리카, 유럽, 아시아태평양그리고나머지지역등으로분류 형태별로는공중 해상 우주기반 지상기반레이더로분류 세계군용레이더시장성장요인으로안보및경제적우려증가, 증가하는정부의국방투자, 경량 레이더및표적인식에대한수요, 전략적동맹및국경방호등을지적 가장규모가큰군용레이더시장은북아메리카이며, 그다음으로아시아태평양지역이해당 군용레이더를가장많이구매할것으로예상되는국가는미국 인도 중국 일본 한국순 최근레이더시스템들은기존기계구동식에서위상배열전자빔조향식으로기술이크게 발전하여확대된탐지거리를통하여포착하기어려운목표에대한지속적인감시와추적이 가능하며, 다표적에대한동시교전능력이크게향상 또한기존안테나사이즈를증가시키지않고서도근접촬영된이미지같은해상도구현이가능한합성개구레이더 (SAR) 시장은더욱증가할전망 향후 2023년까지예상되는군용레이더시장규모는 2014년가격기준으로약 621억달러로 예상되며, 향후 10년간 30,600대가생산될전망 생산수량측면에서 2014년에는약 3,400 대가량이생산될전망이지만이후 2,700 대수준까지 낮아질전망임. 최근개발되는레이더체계는단일장비로기존의여러가지시스템을대체할수 있기때문임. 또한성능개선프로그램이활발히진행중인점도한가지원인으로판단 시장규모는 2019 년까지 69억달러까지서서히증가하다 59 억달러까지감소할전망임. 전투기를 포함하여다른항공탑재레이더는디지털업그레이드및최근의능동전자주사배열(AESA) 안테나 개조사업급증에도불구하고이미시장축소경향을보이고있으며, 향후 10년간이러한경향은 지속될것. 유일하게 F-35 전투기생산이시작되면전투기레이더부문을호전시킬것으로예측 22) Global military radar market to grow 2.9 percent each year and reach $8.44 billion in 2019, militaryaerospace.com,

95 레이더는전체정보감시정찰체계시장의 전략제품현황분석 50% 이상을점유하며시장을선도할전망. 더욱이향후 5년간 AESA 레이더시장점유율은 26% 수준에서 60% 수준까지지속상승할전망. 플랫폼별로 살펴보면, 항공탑재용 (Airborne) 레이더장비가전체의 62% 를점유하고있으며, 지상용(Land) 25%, 함정용(Sea) 13% 수준이될전망 향후레이더시장의선도장비는미국의 영국의 Euroradar 에서생산하는모델이될전망 Northrop Grumman, Raytheon, 러시아의 Tikhomirov, Northrop Grumman 은향후 10년간전체시장의약 17% 를점유하며시장 1위를굳건히유지할 전망이며, F35 합동전투기용 APG-81 AESA 레이더가선두를유지할전망. Raytheon 은향후 10년간전체시장의약 16% 를점유할전망 APG-63, APG-79, APG-82 등다수의항공용레이더를생산중 전세계생산되는항공용레이더의 67% 는미국에서생산될전망으로, 향후수출시장의큰 각축전이될전망. 다음으로이스라엘 11%, 영국 9%, 러시아 5%, 프랑스 4% 수준으로전망 항공용레이더운용국가측면에서분석해보면현재까지구매국이결정되지않은시장이 50% 이상을차지하고있음. 미국이 33% 를점유할전망이며, 그다음으로인도 3.3%, 사우디가 2.9% 를점유할전망. 기타는전세계 40여개국가들이포진 * 자료 : 2014 세계방산시장연감, 국방기술품질원. 2014~2023 전망 [ 항공용레이더생산국가별시장점유율전망( 좌) 및항공용레이더운용국가전망( 우) ] 향후 EO/IR 시장은소형화, 고감도, 고해상도등크기는축소되고다중대역을공통적으로사용할 수있도록공통광학기술기반으로발전할전망임. 항공기나유도무기탐색기에장착되는 전자광학시스템의경우안정도향상을위한기술이지속적으로연구 향후예상되는전자광학장비시장규모는 2014 년기준약 219 억달러, 생산수량은 325,040 대로 전망. 생산량은현재 37,000 여대에서 2023년 29,247 대수준으로감소할전망. 생산장비의 90% 는지상용광학장비가차지할전망. 시장매출규모역시서서히감소하여 2023년경현재 시장규모의 65% 수준인 16억달러에그칠전망 89

96 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) EO/IR 장비시장을운용, 플랫폼에따라항공탑재용과지상및해상용시장으로구분하였으며 플랫폼별시장전망치는다음과같음. 전자광학전체시장전망에서생산되는장비의 94% 는지상 및해상광학용임. 하지만시장규모면에서는항공용장비가 73% 인 156억달러규모의생산이 전망. 단, 여기에서항공용장비는위성장비를포함 또한타입별생산수량측면에서는레이저 (Laser) 장비가 38%, 외선탐지시스템 (Infrared System) 이 29%, 고글형야간관측경 (Night Vision Goggle) 이약 25% 를차지함으로서 3가지장비가전체 생산량의약 92% 를점유할전망 반면에시장규모측면에서는연구개발자금이 29%, 적외선시스템이 20% 를점유하고. 뒤를 이어 Targeting Pod가 15%, Laser가약 10% 를차지할전망 향후예상되는항공탑재 EO/IR 세계시장은 2014년기준으로향후 10년간 156억달러규모로 19,303 대가생산될전망. 생산수량측면에서는 2016 년을정점으로완만한감소세가예상되며, 시장규모도완만하게감소할것으로추정 전세계 EO/IR 장비시장점유율는주변국의위협수준, 국방예산규모와서방국가로부터의 구매가능여부에따라결정됨. 전자광학적외선장비시장은시장점유율측면에서는항공용 EO/IR 이약 73%, 지상및해상용 EO/IR이약 27% 를점유할전망 2014 년~2023 년에생산되는 EO/IR 장비의 72% 는미국을포함한미주지역에서운용될것으로 예상. 다음으로아시아와오세아니아가 11%, 중동 9%, 유럽 7% 수준으로전망 세계주요 EO/IR 장비생산업체는 Lockheed Martin, Northrop Grumman, BAE Systems 순으로, 향후 10년간각각 79 억달러, 28 억달러, 17 억달러규모의매출을달성할전망. 주요 모델별시장점유율은 EOTS 가 26억달러로 10%, AAQ-33 과 AAQ-28 이약 23억달러로 9% 를 점유할전망이며, 그뒤를이어 EFCS 가 16억달러로 6% 를점유할전망 향후 10년간전세계에서생산되는항공용 EO/IR 장비의 90.4% 는미국에서생산될전망이며, 그다음으로이탈리아 2.7%, 인도 2.5%, 프랑스 1.3%, 러시아 0.9% 수준으로전망 90

97 전략제품현황분석 * 자료 : 2014 세계방산시장연감, 국방기술품질원. 2014~2023 전망 [ 지역별 EO/IR 운용비율전망( 좌) 및항공용 EO/IR 생산국가별시장점유율전망( 우) ] 항공용 EO/IR 운용국가측면에서분석해보면미국은단일국가로는최대시장을형성함으로써 43% 를점유해압도적인우위를보이고있음. 그외에사우디 6.4%, 인도 2.5%, 대만이 2.3% 를점유할전망. 기타는세계여러나라들이포진 향후 10년간전세계항공용 EO/IR 생산업체의시장점유율은 Lockheed Martin 이약 79억 달러로 50.6% 를점유하여가장큰업체임을알수있음. 그뒤를이어 Northrop Grumman 이 16%, BAE Systems 이 11% 를점유할것으로예상 * 자료 : 2014 세계방산시장연감, 국방기술품질원. 2014~2023 전망 [ 항공용 EO/IR 운용국가전망( 좌) 및항공용 EO/IR 제작업체별시장점유율전망( 우) ] 미국의이라크병력철수와아프가니스탄주둔병력감축에도불구하고야간투시경, 열상장비, 조준경과레이저거리측정기등과같은필수장비들은향후 10년동안꾸준한속도록생산될 것이며, 예를들어, 미국의 2013 회계연도국방예산안에따르면, 2017년까지 ITT Exelis의 PVS-7/14 를포함한야간투시경획득에 12억달러가반영 반면, 향후수년간차세대기술개발에대한자금지출이크게증가될전망. 뉴멕시코주 White Sands 미사일시험장에있는 High Energy Laser Systems Test Facility(HELSTF) 는국방관련 연구, 개발, 시험및레이저에대한평가를지원함. 또한이프로그램은 2013 회계연도국방 예산안에따르면, 향후 10년간약 32억달러가투자될예정 91

98 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) [ 관측센서계시장현황및전망 ] ( 단위: 억원/ 백만달러) 구분 국내시장 세계시장 년도 시장규모성장률 (%) (2012~2017) 탑재체 ,118 24% 레이더 ( 지상/ 해상/ 항공포함) 5,191 5,387 5,590 5,987 5,461 6,222 4% 전자광학장비 2,519 2,487 2,456 2,400 2,408 2,363-1% 항공탑재 EO/IR 1,647 1,659 1,671 1,691 1,633 1,707 1% * 자료: ( 국내) 우주산업실태조사자료를참고하여 2008 년~2012 년연평균성장률을계산하였으며, 향후동일한비율의성장을가정하여전망치추정, ( 세계) 2014 세계방산시장연감, 국방품질기술원 라. 공급망( 분류) 에따른분석 현재운용중인위성 SAR체계는대부분원격탐사를주목적으로개발된위성으로서 ERS-1/2, RadarSat-1/2, Envisat/esa, Cosmo-Skymed, TecSar- X, SAR-Lupe 등이운용중이며, 선진국을 중심으로 방식과 Terra SAR-X 와같은전자식능동위상배열 (AESA : Active Electronically Scanned Array) SAR-Lupe 와같은기계적빔조향방식의안테나를개발하여적용중 SAR 위성의, 발전추세를살펴보면크기면에서는대형위성에서소형위성으로임무측면에서는 다중임무에서단일임무로, 개발에소요되는비용/ 기간측면에서는고가격/ 장기간에서저가격/ 단기간으로, 성능/ 무게측면에서는저성능/ 고중량에서고성능/ 저중량으로의변화추이를볼수있음. 즉종합적으로살펴볼때소형및경량화의형태로발전하는추세 또한다중주파수영역에서다중센서를활용한멀티센서융합기술, 소형감시정찰용위성개발의증가에따른개발비용절감, 국가간의상호협력을통한정보공유및위성제원의향상에따른활용분야의다양성제공등을기대 국내에서현재국방분야에선정된관련핵심기술로는고속수신및근실시간영상처리 / 판독 기술( 응용/ 시험), 공통 ( 개구면 ), 다기능위상배열안테나용실시간지연위상변위기연구기초 광역고해상도영상형성기술 ( 응용), 실시간 3 차원정밀표적추출및매칭기술 ( 시험), 영상 레이더용표적자동식별기술( 응용/ 시험), 위성용경량화 SAR 안테나기술( 응용/ 시험), 표적및 환경신호특성분석및생성연구( 기초), 항공용고출력경량 SAR 안테나기술( 시험), 해상감시용 ISAR 기술(( 시험), FOPEN SAR 기술개발( 응용), SAR 탐색기용표적탐지 / 추적기술 ( 응용), SAR 의잠수함탐지를위한항적모델링기술( 응용), 무인정찰기SAR 기술( 시험), 수중감시용 LIDAR 기술( 응용) 등이존재 92

99 전략제품현황분석 세계업체및제품현황 미국의경우세계방산시장의선도기업인 FLIR, Raytheon, Lockheed Martin, Northrop Grumman 등에서다양한모델의전자광학체계장비를개발/ 양산단계에있으며, 센서간의융합기술의분야에 지속적인체계개발이진행중 캐나다의경우유럽최고수준의전자광학체계개발능력을보유하고있다. 전자광학분야의 EO-IR 분야에대한핵심기술을전반적으로보유하고있으며, Sagem D&S, France EADS Astrium, Thales Optronique, SurveyCopter 에개발하여공군, 해군, 육군에서운용중인 Recco NG, EUROFLIR family, T130 series EO/IR 센서를개발하여운용중임. E2V와같은군용 EO검출기 업체, Sofradir 와같은군용 IR 검출기업체에서고성능의검출기를생산하고있으며, Sagem 등의 Gyro 업체, Faulhaber 등의 EO/IR 장비 Actuator 업체등다양한부품생산중 독일은 Carl Zeiss Optronics, EADS Def, Electr, Rheinmentall Defence, Z/I imaging GmbH 등의전문업체가있으며, VOS, BAS 2000, DMC 센서등대부분의주요부품및무기체계개발에 필요한기술을보유하여, 개발무기체계를자국에활용하고해외에도수출하고있다. Carl Zeiss Optronics 사는경량화된보병용텔리스코프시스템인 BLTIS 를개발 이스라엘은주변아랍국가들의영향( 분쟁등) 에따라 1960년대이후꾸준한연구개발을통하여 현재전자광학분야최선진권수준으로기술을선도하고있다. Rafael, IAI/TAMAM Heron, Elbit Hermes, Elop, Precision Technologies Controp 등의전문업체에서 ReccLite, Condor II, MOSP, AMPS 등 EO/IR 센서에소요되는핵심부품, 기술개발을선도 영국은 EO/IR 분야에세계최고기술수준의국가로, 기술개발을선도하는 Selex-Galileo, Thales UK, Thermoteknix 등의전문업체에서 Titan 385 MultiSensor, Type 8010, 110K IR sensor 등을개발 일본의경우, Mitsubishi Electronics 사의 IR-M70, Fuji 사의 TACOM 등을자체적인기술로개발하고, CCD를이용한 EO 카메라등핵심기술은 Sony 등에서보유하여무기체계에적용 국내업체및제품현황 LIG 넥스원은레이더와미사일등정밀무기를생산하는업체로, 고해상도광학카메라와적외선을 이용해지상표적을촬영하는동시에본부로전송해주는장비, 위성용특수레이더 (SAR) 와장거리 레이더, 공군용 3차원저고도레이더등을개발 쎄트렉아이는국내외많은기관을대상으로지구관측뿐아니라다양한우주기술분야에있어 신기술을개발및적용할수있는 Total Solution 을제공하고있는기업으로, 위성시스템, 위성탑재체, 위성영상데이터수신처리시스템, 위성용부품, 위성영상처리소등의제품을취급 아이쓰리시스템은적외선센서및관련시스템분야의연구를진행하는기업으로, 탑재되어한반도열영상을촬영한적외선센서를제공 나로과학위성에 에이피우주항공은수년간국가우주개발사업에참여하여위성본체체계개발, 위성탑재체국산화 개발, 위성시험용 EGSE 국산화개발, 위성 AIT 등다양한우주기술의국산화를위해많은노력을 기울여왔으며, 고속영상자료처리장치, 차세대우주용고속처리장치, 위성시험장비, 위성부분체, 표준형위성탑재컴퓨터등의제품을취급 93

100 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 솔탑은우주항공전문기업으로서위성종합시험시스템, 위성관제시스템, 위성전파감시시스템, 기상위성영상처리시스템등을취급 인디웨어는위성영상활용및처리솔루션분야의전문업체로서원격탐사데이터의처리및 응용소프트웨어및관련제품을공급하고있음. 세계적인원격탐사소프트웨어및솔루션개발사인 캐나다 PCI Geomatics 사를비롯하여, 객체기반영상분석전문기술업체인독일의 Definiens 사와 프랑스의 SpacEyes 사등세계유수의관련소프트웨어의국내공급과교육및개발을하고있음 지아이소프트는영상처리/ 분석전문회사로위성영상을이용한활용시스템구축분야및영상응용처리를 위한원천기술을확보하고있으며, 국방및공공기관의다양한사업수행경험을바탕으로영상활용 시스템구축분야에선도적인역할을하고있음 카스타는정지궤도, 저궤도위성에대한위성운영에서영상처리까지위성운영전반에대한토탈솔루션을보유 한국항공우주산업은한국의저궤도및정지궤도위성과한국형발사체체계종합업체로정지궤도적외선 탑재체전자장치를개발하여적외선영상획득및처리기술을보유 삼성탈레스는국내방산과민군겸용사업을영위하고있는기업으로, 인공위성통신장비디지털중계기, 다목적실용위성적외선카메라, 전자광학장비등의제품을개발 94

101 전략제품현황분석 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 관측센서계 주요내용 SAR 기술 복합전자광학탑재체 EO/IR 기술 신호수신 / 분석/ 처리기술그외 EO/IR 기술 레이저기술 주요제품/ 기술 SAR 체계종합기술, SAR 안테나, SAR 송수신기술, SAR 신호처리 / 영상형성기술, 지상체운용및영상활용기술 탑재구조기술, 안정화기술, 센서헤드구동기술 가시광및적외선영상표적처리기술, 가시광및적외선수신/ 분석기술, 영상정보데이터융합기술 광학계기술( 가시광, 적외선 ), EO/IR 신호검출측정기술, EO/IR 방해/ 기만기술 레이저탐지기술, 레이저발생기술 해외기업 Lockeed Martin, Boeing, Raytheon, Northrop Grumman( 미국), Astrium, EADS( 독일), IAI( 이스라엘 ), Alcatel( 프랑스), Alcatel Alenia, AS-I( 이탈리아 ) Lockheed Martin, Northrop Grumman, FLIR, Raytheon( 미국), Rafael, ELOP( 이스라엘 ), Thales, Sagem( 프랑스) Lockeed Martin, Honeywell, FLIR, Mitsubishi Electric Research Labs( 미국), BAE Systems( 영국), Simens( 독일), L3 Wescam( 케나다), Vectronix( 스위스), ELOP( 이스라엘 ), Honeywell, Northrop Grumman, Raytheon, Mitsubishi Electric Research Labs( 미국), BAE Systems( 영국), L3 Wescam( 케나다), Simens( 독일), Vectronix( 스위스), ELOP( 이스라엘 ), NEC, NTT( 일본) Kigre, Northrop Grumman, Newport SpectraPhysics( 미국 ), BAE Systems( 영국), Thales( 프랑스), Carl Zeiss( 독일), ELOP( 이스라엘 ), Hamamatsu( 일본) LIG 넥스원, 삼성탈레스 LIG 넥스원, 삼성탈레스, 한국항공우주산업 LIG 넥스원, 삼성탈레스, 한국항공우주산업 LIG 넥스원, 삼성탈레스 LIG 넥스원, 삼성탈레스 국내기업 중소기업참여정도 쎄트렉아이, JNM 시스템, 쏠리드, 솔탑 쎄트렉아이, 에이피우주항공 넥스윌, 솔탑, 쎄트렉아이, 에이피우주항공, 인디웨어, 인스페이스, 지아이소프트, 카스타 쎄트렉아이, 아이쓰리시스템 이오테크닉스, 명진크리스텍, 레이저스펙트라 중소기업시장점유정도 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 95

102 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 3. 기업니즈조사 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로 다음과같은다양한제품을개발, 판매중 위성탑재체, 위성영상데이터수신처리시스템, 위성영상처리소, 적외선센서, 고속영상자료처리장치, 차세대우주용고속처리장치, 위성시험장비, 위성전파감시시스템, 기상위성영상처리시스템, 영상분석소프트웨어, 영상활용시스템, 탑재체전자장비등 또한관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 분야와관련하여아래와같은기술개발을추진 위성영상활용시스템구축기술, 영상응용처리기술, 수치지도측량매핑및 3차원고정밀영상지도제작 기술, 3 차원공간정보시뮬레이션구현기술, 재해응급상황실시간모니터링기술, 적외선영상 획득및처리기술등 96

103 전략제품현황분석 4. 기술분석23) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의대상특허 2,066건에대한각국가의연도별출원동향을 살펴보면, 전반적으로최근까지꾸준한출원이이루어지고있으며, 미국이가장많은특허보유 출원규모에있어서는미국이 1,133(55%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 416(20%), 한국 317(15%), 유럽 200(10%) 의특허보유 2008 년이후미국이감소하는것으로나타났으며, 한국과일본은증감을반복하고있는것으로파악 [ 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의국가 연도별출원동향 ] 23) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임. 97

104 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로 미국특허의비중이높고미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 미국의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, QUALCOMM(US) 이최상위출원인으로 나타났고, 일본의경우 SEIKO EPSON(JP) 이최상위출원인으로분석 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] (2) 국내동향 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2012년까지 증감을반복하다가 60% 이상으로높은비중차지 2012년이후감소추세 24) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 24) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 98

105 전략제품현황분석 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 80%, 외국인 20% 로한국인의특허출원비율이매우 높아기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관의특허비율이 42% 로가장높았고, 중소기업 25) 이 23% 로 그뒤를이었으며, 해외출원인 13% 그리고대기업과개인이각각 7% 로분석되어관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 분야는대학/ 연구소 / 공공기관에의한특허출원이많은분야로진출하기 위한기술기반을마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의국내주요출원인현황을살펴보면, 대기업과중소기업보다대학/ 연구소 / 공공기관이, / 활발한 / 특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며대학연구소 공공기관에서는한국항공우주연구원 (KR) 이 45 건으로최다출원을기록. 중소기업에서는지오투정보기술 (KR) 이 최다출원을기록하였으며, 대기업에서는한국항공우주산업 (KR) 이최다출원기록 25) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 99

106 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) [ 국내주요출원인의출원현황 ] 나. 기술군도출 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된 유효데이터를대상으로데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의 연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 또한관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리 작성을통해데이터마이닝으로누락될수있는요소기술후보군을추가도출 100

107 전략제품현황분석 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을 통하여 15개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 관련특허/ 논문데이터를추출하여 노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 26) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 27) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드를나타내는원과키워드 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 [ 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 에대한키워드클러스터링 ] 26) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 27) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 101

108 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 calibration, spectrum 3~4 1. The calibration of the multi-spectral imager on-board the EarthCARE spacecraft 2. Absolute calibration of optical satellite sensors using Libya 4 Pseudo Invariant Calibration Sites 3. The comparison between HJ satellite's CCD sensors field calibration and cross calibration 클러스터 02 sensitivity, navigaional satellite, time series 3~4 1. Smart sensor for low earth orbiting satellite navigation and positioning applications 2. Satellite detection of land-use change and effects on regional forest aboveground biomass estimates 3. Analysis of multispectral fields of satellite IR measurements: Using statistics of second spatial differential of spectral fields for measurement characterization 4. A MODIS-based Robust Satellite Techniques for near real time oil spill detection and monitoring 클러스터 03 optical satellite image, SAR, ship detection 6 1. A method of ship detection in optical satellite image based on saliency map 2. Bathymetry estimation of shallow water using multi-spectral satellite images 3. Ship detection from optical satellite image using optical flow and saliency 클러스터 04 SAR image, extraction, francis, time series 3~7 1. Low-resolution urban area outlining in satellite SAR images 2. The mission planning model and improved Ant Colony solving algorithm for networking SAR satellites 3. Locating tropical cyclones with integrated SAR and optical satellite imagery 4. Small SAR satellite technology promotes dissemination of a comprehensive space utilization system 클러스터 05 remote receiver, positioning signal, transmitter network 4~7 1. WIDE AREA POSITIONING SYSTEM 2. System and Method for Multiple Access Control in a Communications System 클러스터 06 spectrum, microwave, element 5 1. The comparison between HJ satellite's CCD sensors field calibration and cross calibration 2. The microwave sensor status and future developing plan of China meteorological satellites 3. Variations of the flux and the energy spectrum of neutrons born in the galactic cosmic ray proton interactions with the matter of Earth's satellites and orbital stations 클러스터 07 sensitivity, navigational satellite 5~6 1. Smart sensor for low earth orbiting satellite navigation and positioning applications 2. The detection of sferics by a Nano-Satellite 3. Analysis of multispectral fields of satellite IR measurements: Using statistics of second spatial differential of spectral fields for measurement characterization 102

109 전략제품현황분석 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 08 satellite sensor, atmosphere, influence, vagatation index 3~5 1. Absolute calibration of optical satellite sensors using Libya 4 Pseudo Invariant Calibration Sites 2. Hardware-in-loop simulation of a satellite sensor network for distributed space applications 3. Mining multiple satellite sensor data using collaborative clustering 4. Comparability of red/near-infrared reflectance and NDVI based on the spectral response function between MODIS and 30 other satellite sensors using rice canopy spectra 클러스터 09 star sensor, attitude 3 1. STAR PATTERN RECORDING RECOGNITION METHOD, AND STAR SENSOR APPARATUS FOR DETERMINING SPACECRAFT ATTITUDE 2. Precise attitude determination strategy for spacecraft based on information fusion of attitude sensors: Gyros/GPS/star-sensor 3. A double-fov star sensor for high dynamic spaceca fast and accurate method for spacecraft attitude determination based on a dual-field star sensorraft navigation 클러스터 10 spectrum, calibration, temperature, element 3 1. The calibration of the multi-spectral imager on-board the EarthCARE spacecraft 2. The comparison between HJ satellite's CCD sensors field calibration and cross calibration 3. Testing the red edge channel for improving land-use classifications based on high-resolution multi-spectral satellite data 4. System and methods for dynamic spread spectrum usage 클러스터 11 star, satellite, sensor 4 1. STAR PATTERN RECORDING RECOGNITION METHOD, AND STAR SENSOR APPARATUS FOR DETERMINING SPACECRAFT ATTITUDE 2. Precise attitude determination strategy for spacecraft based on information fusion of attitude sensors: Gyros/GPS/star-sensor 3. Automated star-galaxy segregation using spectral and integrated band data for TAUVEX/ASTROSAT satellite data pipeline 클러스터 12 satellite sensor, NDVI, influence 3~5 1. Absolute calibration of optical satellite sensors using Libya 4 Pseudo Invariant Calibration Sites 2. Hardware-in-loop simulation of a satellite sensor network for distributed space applications 3. Mining multiple satellite sensor data using collaborative clustering 4. Comparability of red/near-infrared reflectance and NDVI based on the spectral response function between MODIS and 30 other satellite sensors using rice canopy spectra 클러스터 13 high-resoluti on satellite image, earthquake, building 3~7 1. Satellite sensors zero in on resource and disaster planning 2. Satellite image fusion algorithm using Gaussian distribution model on spectrum range 3. Towards automation of building damage detection using WorldView-2 satellite image: The case of Haiti earthquake 4. Water body extraction in urban region from high resolution satellite imagery with near-infrared spectral analysis 103

110 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 14 influence, investigation, sensor 3 1. Variability in surface BRDF at different spatial scales (30m-500m) over a mixed agricultural landscape as retrieved from airborne and satellite spectral measurements 2. Ground-based observations for the validation of contrails and cirrus detection in satellite imagery 3. Automatic gain control device for satellite positioning receivers 4. The Multi-spectral Imager on-board the EarthCARE spacecraft 클러스터 15 spectral information, satellite, image 5~9 1. Broadband, red-edge information from satellites improves early stress detection in a New Mexico conifer woodlan 2. Fusion of textural and spectral information for tree crop and other agricultural cover mapping with very-high resolution satellite images 3. Generalized IHS-based satellite imagery fusion using spectral response functions (2) 특허분류체계를이용한기술트리 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의유효데이터의 IPC 28) 를대상으로특허분류체계별특허분포를 파악하고상위 20위에대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서 누락가능성이있는추가적인요소기술후보군을도출 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B) 처리조작 ; 운수 (B60) 차량일반 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (B60Q) 일반적차량용의신호또는조명장치의배치, 그의설치또는지지 (B64G) 우주비행 ; 우주항공체또는그장비 (B60Q-001) 광학적신호또는조명장치의배치, 그의취부또는지지또는그를위한회로 (B64G-001) 우주항공체 (B64G-003) 우주항행체의관측또는추적 (G) 물리학 (G01) 측정; 시험 (G01C) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전- 감응장치 ; 운동질량이없는회전- 감응장치; 자이로스코프효과를이용한각속도의측정 (G01C-011) 사진측량또는영상측량, 예. 스테레오법을이용한측량; 사진측량 28) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975년 10월에제정한기술분야별분류기호 104

111 전략제품현황분석 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (G01J) 적외선, 가시광선또는자외선의강도, 속도, 스펙트럼, 편광또는위상또는펄스의측정; 색의측정; 방사온도측정 (G01N) 재료의화학적또는물리적성질의검출에의한재료의조사또는분석 (G01J-009) 광학적위상차의측정; 응집성(coherence) 결정; 광학적파장의측정 (G01N-023) 광학적수단, 즉적외선, 가시광선, 또는자외선을사용하는것에의한재료의조사또는분석 (G01S-003) 방향성이없는초저주파, 음파, 초음파전자파또는입자방사의도래하는방향을결정하기위한방위측정기 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 ; 무선전파의사용에의한거리또는속도의결정 ; 무선전파의반사또는재방사의사용에의한위치또는유무의탐지 ; 기타의파류를사용하는유사한방식 (G01S-005) 2이상의방향선또는위치선의조정 (co-ordinat ing) 에의한위치결정; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 (G01S-017) 전파이외의전자파의반사또는재방사를사용하는방식예. 라이더시스템 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 (G01T) 원자핵방사선또는 X선의측정 (G01V) 지구물리 ; 중력측정 ; 질량또는대상물의검출 ; 태그스 (TAGS) (G01T-001) X 선, 감마선, 미립자선또는우주선의특징 (G01V-001) 지진학; 지진또는음향에의한탐광 또는검출 (G01V-008) 광학적수단에의해검출또는탐광 (G01W) 기상학 ( 레이다, 라이다(lidar), 소나(sonar) 또는아나로그시스템, 기상용도의것 (G01W-001) 기상학 (G06) 산술논리연산 ; 계산; 계수 (G06T) 이미지데이터처리또는발생일반 (G06T-007) 화상분석 (G11) 정보저장 (G11B) 기록매체와변환기사이의상대적인운동을기본으로하는정보저장 (G11B-007) 광학적수단에의한정보의기록또는재생 105

112 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (H) 섹션전기 (H01) 기본적전기소자 (H01L) 반도체장치; 다른곳에속하지않는전기적고체장치 (H01L-031) 적외선복사, 가시광, 단파장의전자기파, 또는입자복사에감응하는반도체장치로, 이들복사에의한에너지를전기적에너지로변환하거나이들복사에의해전기적에너지를제어하는것에특별히적용되는것; 그들장치또는그부품의제조또는처리에특별히적용되는방법또는장치; 그들세부 (H01Q) 공중선 (H01Q-001) 공중선의세부또는공중선에관련하는구성 (H05) 달리분류되지않는전기기술 (H05B) 전기가열 ; 달리분류되지않는전기조명 (H05B-037) 전기적광원의회로장치일반 (3) 전문가기반의요소기술도출 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로 도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 요소기술 02 요소기술 03 요소기술 04 요소기술 05 광학측정기술( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술 ) 우주선측정기술 (X 선측정기술, 감마선측정기술, 미립자선측정기술) SAR sensor 기술 스마트센서기술 CCD 센서보정기술 IPC 기술트리 IPC 기술트리 키워드클러스터링 IPC 기술트리 키워드클러스터링 IPC 기술트리 키워드클러스터링 IPC 기술트리 요소기술 06 관측센서용반도체기술 IPC 기술트리 (G01J-009) 광학적위상차의측정; 응집성 (coherence) 결정; 광학적파장의측정 (G01N-023) 광학적수단, 즉적외선, 가시광선, 또는자외선을사용하는것에의한재료의조사또는분석 (G01T-001) X 선, 감마선, 미립자선또는우주선의특징 star sensor, attitude, satellite (H05B-037) 전기적광원의회로장치일반 sensitivity, navigational satellite (H05B-037) 전기적광원의회로장치일반 spectrum, microwave, element, CCD, spectrum, calibration, temperature (H05B-037) 전기적광원의회로장치일반 (H01L-031) 적외선복사, 가시광, 단파장의전자기파, 또는입자복사에감응하는반도체장치로, 이들복사에의한에너지를전기적에너지로변환하거나이들복사에의해전기적에너지를제어하는것에특별히적용되는것 요소기술 07 이미지보정기술키워드클러스터링 calibration, spectrum, image 106

113 전략제품현황분석 요소기술도출 요소기술 08 위성영상 fusion 기술키워드클러스터링 high-resolution satellite image, earthquake, buildin, extraction, francis, time series 요소기술 09 multi-spectral 영상화기술키워드클러스터링 influence, investigation, sensor 요소기술 10 다중위성센서데이터수집기술키워드클러스터링 satellite sensor, atmosphere, influence, vagatation index, satellite sensor, NDVI, influence 요소기술 11 국토및해양관측기술 키워드클러스터링 IPC 기술트리 sensitivity, navigaional satellite, time series, ground, optical satellite image, SAR, ship detection (G01C-011) 사진측량또는영상측량, (G01V-001) 지진학; 지진또는음향에의한탐광또는검출 (G01V-008) 광학적수단에의해검출또는탐광 요소기술 12 기상관측기술 IPC 기술트리 (G01W-001) 기상학 요소기술 13 데이터저장및처리기술 IPC 기술트리 (G11B-007) 광학적수단에의한정보의기록또는재생 요소기술 14 데이터전송및안테나기술 IPC 기술트리 (G06T-007) 화상분석 다. 기술수준분석 (1) 기술성장성분석 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의기술별출원점유율 29) 및최신특허비율 30) 을살펴보면, 요소기술 03, 요소기술 10, 요소기술 13 의경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로 기술의성장성이우수한분야로판단 요소기술01, 요소기술 02, 요소기술 04, 요소기술 11, 요소기술 07 ~ 요소기술09 의경우출원점유율은 낮으나, 최신특허비율은평균이상으로최신특허측면의경쟁력은높은것으로분석 요소기술 14 의경우최신특허비율은낮으나, 출원점유율은평균이상으로출원점유율측면의경쟁력은 높은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 29) 출원점유율 : 전체특허중에서해당요소기술의점유율 출원점유율 = 해당요소기술의특허건수전략제품전체특허건수 30) 최신특허비율 : 해당요소기술의특허중에서 2011 년~2014 년최근 4년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 해당요소기술의 2011 년~2014년특허건수해당요소기술의전체특허건수 107

114 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술 01 요소기술 02 요소기술 03 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 광학측정기술( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술) 우주선측정기술 (X선측정기술, 감마선측정기술, 미립자선측정기술 ) % 55.56% 中 % 64.29% 中 SAR sensor 기술 % 54.10% 上 요소기술 04 스마트센서기술 % 47.73% 中 요소기술 05 CCD 센서보정기술 % 35.71% 下 요소기술 06 관측센서용반도체기술 % 25.00% 下 요소기술 07 이미지보정기술 % 68.57% 中 요소기술 08 위성영상 fusion 기술 % 52.94% 中 요소기술 09 multi-spectral 영상화기술 % 55.81% 中 요소기술 10 다중위성센서데이터수집기술 % 50.72% 上 요소기술 11 국토및해양관측기술 % 50.00% 中 요소기술 12 기상관측기술 % 40.00% 下 요소기술 13 데이터저장및처리기술 % 48.08% 上 요소기술 14 데이터전송및안테나기술 % 47.24% 中 분야평균 % 47.68% - (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 31) ) 및시장확보력지수 (PFS 32) ) 를이용하여 관측센서계 (SAR, EO/IR, 기타센서 ) 의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 09, 요소기술 14는 피인용지수및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 31) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 32) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 108

115 전략제품현황분석 요소기술 07, 요소기술 10 는피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는것으로분석 요소기술 02, 요소기술 11, 요소기술 13 은시장확보력은우수하나, 이에비해피인용지수는평균미만으로 나타나기술력이다소미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술 01 요소기술 02 요소기술 03 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 광학측정기술( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술) 우주선측정기술 (X선측정기술, 감마선측정기술, 미립자선측정기술 ) 下 中 SAR sensor 기술 下 요소기술 04 스마트센서기술 下 요소기술 05 CCD 센서보정기술 下 요소기술 06 관측센서용반도체기술 下 요소기술 07 이미지보정기술 中 요소기술 08 위성영상 fusion 기술 下 요소기술 09 multi-spectral 영상화기술 上 요소기술 10 다중위성센서데이터수집기술 中 요소기술 11 국토및해양관측기술 中 요소기술 12 기상관측기술 下 요소기술 13 데이터저장및처리기술 中 요소기술 14 데이터전송및안테나기술 上 분야평균 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 06, 요소기술 08, 요소기술 09는각 100%, 75%, 71% 로중소기업출원비율을보여타기술요소보다 중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단 109

116 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 중소기업출원인비율역시요소기술 06, 요소기술 08, 요소기술 09가각 100%, 70%, 67% 로타 기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 06, 요소기술 08, 요소기술 09 분야가중소기업출원비율과중소기업 출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술 01 요소기술 02 요소기술명 광학측정기술 ( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술 ) 우주선측정기술 (X선측정기술, 감마선측정기술, 미립자선측정기술 ) 국내특허 중소기업 중소기업출원비율 특허건수출원인수특허건수 출원인수 33) 중소기업출원인비율종합평가 % 0.00% 下 % 0.00% 下 34) 요소기술 03 SAR sensor 기술 % 9.09% 下 요소기술 04 스마트센서기술 % 0.00% 下 요소기술 05 CCD 센서보정기술 % 0.00% 下 요소기술 06 관측센서용반도체기술 % % 上 요소기술 07 이미지보정기술 % 44.44% 上 요소기술 08 위성영상 fusion 기술 % 70.00% 上 요소기술 09 multi-spectral 영상화기술 % 66.67% 上 요소기술 10 다중위성센서데이터수집기술 % 20.00% 下 요소기술 11 국토및해양관측기술 % 0.00% 下 요소기술 12 기상관측기술 % 11.11% 下 요소기술 13 데이터저장및처리기술 % 50.00% 上 요소기술 14 데이터전송및안테나기술 % 27.27% 下 33) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 34) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 110

117 전략제품현황분석 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 기술성장성, 기술수준, 중소기업적합성의종합평가가 모두우수한요소기술은없는것으로판단 요소기술 13은기술성장성및중소기업적합성이우수한것으로판단 요소기술 09는기술수준및중소기업적합성이우수한것으로판단 [ 요소기술별종합평가표 ] 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 55.56% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 64.29% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 54.10% 上 下 7.14% 9.09% 下 요소기술 % 47.73% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 35.71% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 25.00% 下 下 % % 上 요소기술 % 68.57% 中 中 56.52% 44.44% 上 요소기술 % 52.94% 中 下 75.00% 70.00% 上 요소기술 % 55.81% 中 上 70.59% 66.67% 上 요소기술 % 50.72% 上 中 20.00% 20.00% 下 요소기술 % 50.00% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 40.00% 下 下 5.88% 11.11% 下 요소기술 % 48.08% 上 中 66.67% 50.00% 上 요소기술 % 47.24% 中 上 30.77% 27.27% 下 111

118 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 센서계 센서보정기술 스마트센서기술 SAR sensor 기술 광학측정기술 ( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술 ) X 선측정기술, 감마선측정기술, 미립자선측정기술, 우주선측정기술 광원에반응하는센서기술 자기장센서기술 태양센서기술 별센서기술 CCD 센서보정기술 특허분석 특허분석 특허분석, 타부처 특허분석 특허분석 타부처 타부처 타부처 특허분석 데이터처리기술 영상처리기술 다중위성센서데이터수집기술데이터저장및처리기술데이터링크기술광학위성이미지보정기술 SAR 영상활용기술위성영상 fusion 기술 특허분석 특허분석, 전문가 특허분석, 전문가 특허분석, 타부처 특허분석 특허분석, 타부처 multi-spectral 영상화기술 특허분석, 타부처 제어기술 지구관측기술 위성위치결정기술능동형 SAR 센서제어기술국토및해양관측기술얕은하천수심측정기술산림측정기술 특허분석전문가특허분석특허분석특허분석 중력측정기술, 지질활동측정기술특허분석 기상관측기술 관측장치장착기술 특허분석 특허분석, 타부처 기타 위성영상관측기술, 위성영상측량기술특허분석 관측센서용반도체기술 특허분석 112

119 전략제품현황분석 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 센서계센서보정기술데이터처리기술영상처리기술 스마트센서기술 SAR sensor 기술 광학측정기술 ( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술 ) 우주선측정기술 (X 선측정기술, 감마선측정기술, 미립자선측정기술) 자기장센서기술 CCD 센서보정기술 다중위성센서데이터수집기술 데이터저장및처리기술 데이터전송및안테나기술 이미지보정기술 SAR 영상활용기술 위성영상 fusion 기술 특허분석 특허분석 특허분석, 타부처 특허분석 타부처 특허분석 특허분석 특허분석, 전문가 특허분석, 전문가 특허분석, 타부처 특허분석 특허분석, 타부처 multi-spectral 영상화기술 특허분석, 타부처 제어기술능동형 SAR 센서제어기술 국토및해양관측기술 하천수심측정기술 전문가 특허분석 특허분석 지구관측기술 산림및농작물작황측정기술지질활동측정기술위성활용측량기술기상관측기술 특허분석특허분석특허분석특허분석 기타관측센서용반도체기술특허분석 113

120 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 핵심기술선정 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 요소기술 센서계 광학측정기술( 가시광선측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술) 센서보정기술 CCD 센서보정기술 다중위성센서데이터수집기술 데이터처리기술 데이터저장및처리기술 데이터전송및안테나기술 이미지보정기술 영상처리기술 SAR 영상활용기술위성영상 fusion 기술 multi-spectral 영상화기술 114

121 전략제품현황분석 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 센서계 광학측정기술가시광선 ( 측정기술, 자외선측정기술, 적외선측정기술, 분광측정기술 ) - 경량반사경개발기술 - 경량반사경설계및해석기술 - 구조물경량화, 연마, 코팅등반사경제작기술 - 성능측정및우주환경시험기술 - 위성용경량반사경제조업기반구축 - 저잡음신호 센서보정기술 CCD 센서보정기술 - CCD 기술 영상처리장치 처리, 초점면구조물등영상처리장치우주급설계및해석기술 - 우주급부품조달, 조립및정렬기술 - 성능측정및우주환경시험기술 - 위성용 CCD 센서전자부제조기반구축 데이터처리기술 다중위성센서데이터수집기술 데이터저장및처리기술 - 데이터입력 : 4Gbps 이상 - Data I/F: 고속시리얼통신 - Storage Capaacity: 2Tbits - JPEG or BAQ 압축 - 전송채널/ 프레임구조설계 - 물리적 I/F 설계 - NAND 플래시메모리제어기술개발 - 고속수신모듈 EM 개발 - Channel link 등 - 대용량저장장치 EM 개발 ( 제어모듈, 압축모듈, 저장모듈등 ) - 고속수신모듈 EQM 개발 - 대용량저장장치 EQM 개발 ( 제어모듈, 압축모듈, 저장모듈등 ) - 고해상도센서출력고속데이터처리기술개발 - NAND 플래시메모리기반대용량저장장치개발 데이터전송및안테나기술 - 변조방식 : QPSK, 4D-TCM 8PSK, - 안테나빔폭 : ± 변조기모듈모델링 (Mapp er, Coding, VCM 등) - 안테나패턴설계 - 변조기 EM 제작 - 안테나제작및성능시험 - 변조기/ 증폭기통합 - X-band down link 시스템통합 - 고속송신장치및광폭안테나개발 이미지보정기술 - 컴포넌트기반위성영상보정기술 - 위성영상보정통합시스템요구조건도출 - 컴포넌트개발및 Test-bed 구축 - SAR 영상 - 패키지개발완료및실용화 - 위성영상보정통합패키지개발 영상처리기술 SAR 영상활용기술 위성영상 fusion 기술 - SAR 영상을이용한수치지도제작기술 - 이종센서위성영상 3차원융합기술 - SAR 위성영상모델링 - 이종센서정의, 정합및여과기술 활용수치지도제작도구및수치지도시제품제작 - 2 차원고속융합기술 - 품질개선, 성능평가및표준절차구축 - 3 차원고속융합기술 - SAR 영상을활용한지도제작기술개발 - 이종센서위성영상 3차원융합시스템개발 multi-spectral 영상화기술 - 공간정보기반다분광영상화기술 - 서모델및채널정의, 화소정합기술 - 이상화소감지및영상품질개선기술 - 고속초분광영상화 SW기술 - 고분광영상화자동화장치개발 115

122 위성 관측센서계(SAR, EO/IR, 기타센서) 나. 로드맵기획 116

123 전략제품현황분석 지상및위성관제계 1. 개요 - 정의: 지상및위성관제계란우주공간상의위성과지상을연결시키는통로역할을수행하는것을의미하며, 정밀궤도결정및분석, 임무계획, 운영시스템기술을바탕으로위성을관제하고, 위성이수집한 데이터를수신하는기술을포함 - 범위: 지상및위성관제계기술분야는위성지상관제계는안테나기술, 실시간운영기술, 임무계획기술, 비행역학 기술, 수신처리기술등으로구성 가. 정의및필요성 지상및위성관제계기술은위성의고유탑재체임무를수행하는데필요한관제시스템을 구성하는것으로, 임무데이터의획득을극대화할수있는시스템의설계, 시험, 운영기술을의미 위성고유의임무를안정적으로수행하기위해필요한전범위의기술이포함되며, 우주공간의 위성체와의통신을위한대형안테나기술, 위성의궤도를결정하고예측하는비행역학기술, 임무 수행을최적화하는임무계획기술, 위성을통제하는운영기술, 위성의대용량임무데이터를 수신하여처리하는기술등은위성지상관제계의필수구성요소 위성개발선진국에서는점점복잡해지고다양해지는임무들에대한운용비용및위험도를줄이고자 관제시스템의많은부분들을자동화시키고, 지능화시킴으로써운용자의숙련도에의지하는정도를 줄이는추세이고, 자동화는일상적인임무운용의내용이대부분반복적으로이루어지고그적용 범위가점점늘어나고있는추세임. 자동화적용사례는일상적인위성상태감시, 위성교신스케줄 생성, 그리고명령전송자동화가대부분 관제시스템의구성중특히비행역학시스템의경우에는임무운용위험도를고려할때, 일정수준 이상의관련경험혹은지식을가진숙련된운용자가담당해야만하는데, 이는곧그만큼타 시스템에비해인력비용측면에서보다많은비용이소요되어, 비용을줄이면서도동시에효율적인 관제시스템을개발하는추세속에서가장강조가되는부분이비행역학시스템의자동화이며, 위성개발선진국에서는저궤도위성및정지궤도위성에대한자세결정시스템을자동화 정부는 2013 년우주개발중장기계획을수립하였고, 주요내용으로는 ' 선택과집중' 에의한전략적 우주개발추진으로한국형발사체조기개발, 독자적인달탐사계획추진, 민간우주산업육성, 우주개발선진화를위한기반확충 117

124 위성 지상및위성관제계 나. 범위및분류 ( 제품분류관점) 지상및위성관제계의기술범위로는안테나기술, 운영기술, 임무계획기술, 비행역학기술, 수신처리기술로구분 우주선진국을중심으로관련구성기술에대한표준화및체계화작업이이루어지고있으며, 그에 따라, 목적에특화된다양한제품군들이시장에존재 우주공간의위성체와통신을하기위한안테나및송수신 RF/BB 장비의주요상용제품군 CRT (ZDS), MDM6000 (Newtec), T70/70XL (RT-Logic), AVTEC, SDC, SUC, XDC, XUC (Miteq, ZDS), Cooled LNA assy (ZDS), LNA (Satellink), TWTA (CPI), Tracking antenna (Orbital systems, L3COM, Viasat, Seaspace, TCS, ZDS, GD, Vertex, NEC 등) 등이존재 지상장비및위성을실시간운영하는기술에관한상용제품군들로 Hifly (GMV), COMPASS (KRATOS Networks), ABE (EPOCH IPS), EPOCH T&C Server, EPOCH Client (EPOCH IPS), TAO (EPOCH IPS), SCOS-2000 (ESA), ITOS (Lockheed Martin) 등이존재 임무수행을최적화하는임무계획기술에관한주요상용제품군으로 Flexplan (GMV), CPAW (Orbit Logic), Order Logic (Orbit Logic), STK Scheduler (Orbit Logic), Satellite Planning Software (NovAtel), SaVoir (Taitus) 등이존재 위성의궤도를결정하고예측하는기술에관한상용제품군들로 Focussuite (GMV), magicodts (GMV), magicppp (GMV), OASYS (EPOCH IPS), ODTK (STK), CLEO (THALES), MicroCosm (VMSI-MicroCosm) 등이존재 위성의대용량임무데이터를수신하여처리하는기술에관한주요상용제품군들로 T1200 HDR, T400RCV, HDRM (RT Logic), HDR(ZDS), MEOS (Spacetec), srx-10 (GMV) 등이존재 ( 공급망관점) 위성지상시스템관련기기는위성으로부터신호와자료를수신하고임무관련 명령을송신하기위한장치와관련된기기, 지상에서위성을운영 관제하기위하여필요한기술과 관련된기기, 위성에서보내온광학, 전파, 기상, 환경, 해양등의자료를일반사용자가사용할 수있는기본영상자료등으로변환해주는기술과이와관련된기기등으로구성 위성관제시스템은기능에대한분배를통해서 TTC 서브시스템 (Telemetry, Tracking and Control Subsystem), 실시간운용서브시스템 (ROS, Real-time Operations Subsystem), 임무계획서브 시스템 (MPS, Mission Planning Subsystem), 비행역학서브시스템 (FDS, Flight Dynamics Subsystem), 위성시뮬레이터서브시스템 (CSS, COMS Simulator Subsystem) 으로구성 118

125 전략제품현황분석 [ 지상및위성관제계분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 지상/ 위성관제계 안테나송수신기술 운영기술 임무계획기술 위성궤도결정및예측기술 데이터수신처리기술 우주공간의위성체와통신을하기위한안테나및송수신 RF/BB 기술및장비, CRT (ZDS), MDM6000 (Newtec), T70/70XL (RT-Logic), AVTEC, SDC, SUC, XDC, XUC (Miteq, ZDS), Cooled LNA assy (ZDS), LNA (Satellink), TWTA (CPI), Tracking antenna (Orbital systems, L3COM, Viasat, Seaspace, TCS, ZDS, GD, Vertex, NEC 등) 등 지상에서위성을운영 관제하기위하여필요한기술및장비, Hifly (GMV), COMPASS (KRATOS Networks), ABE (EPOCH IPS), EPOCH T&C Server, EPOCH Client (EPOCH IPS), TAO (EPOCH IPS), SCOS-2000 (ESA), ITOS (Lockheed Martin) 등 임무수행을최적화하는임무계획기술에관한기술및장비, Flexplan (GMV), CPAW (Orbit Logic), Order Logic (Orbit Logic), STK Scheduler (Orbit Logic), Satellite Planning Software (NovAtel), SaVoir (Taitus) 등 위성의궤도를결정하고예측하는기술및장비, Focussuite (GMV), magicodts (GMV), magicppp (GMV), OASYS (EPOCH IPS), ODTK (STK), CLEO (THALES), MicroCosm (VMSI-MicroCosm) 등 위성의대용량임무데이터를수신하여처리하는기술및장비, T1200 HDR, T400RCV, HDRM (RT Logic), HDR(ZDS), MEOS (Spacetec), srx-10 (GMV) 등 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 신호송수신기술 위성으로부터신호와자료를수신하고임무관련명령을송신하기위한장치와관련된기술및장비, 안테나, 변복조시스템 지상/ 위성관제계 위성관제기술 TTC 서브시스템 실시간운용서브시스템 (ROS) 임무계획서브시스템 (MPS) 위성체와지상국사이의통신을가능하게하는시스템 정지궤도위성지상관제시스템의한서브시스템으로서위성과 24시간 contact 하는시스템, 위성으로부터원격측정데이터를수신하고위성으로원격명령을송신하는시스템 외부시스템으로부터위성이수행할임무를요청받아이를스케쥴링하고최적화하는서브시스템 자료처리기술 위성에서보내온광학전파기상환경해양등의자료를일반사용자가,,,, 사용할수있는기본영상자료등으로변환해주는기술및장비 119

126 위성 지상및위성관제계 2. 산업및시장분석 - 위성지상관제와관련한시장은위성관제용안테나, 데이터송수신안테나및관련 RF 장비분야는상대적으로 상용화가많이이루어진상태이나, 임무계획시스템, 비행역학시스템, 수신처리시스템은상대적으로적은 상태임. 안테나의크기및주파수에따라표준제품군들이시장에존재함. 또한모뎀장비의경우, 전 세계적으로다양한상용제품생산 - 위성지상관제계시스템분야의시장은최첨단기술을요구하는분야의경우, 선진국의기술력과시장점유율이 상대적으로높은분야이며, 우리나라의경우아직까지대기업에서이분야의시장에적극참여하고있지는않고 있음. 이는근본적으로, 시장규모가여타다른분야에비해규모가크지않기때문이며국내중소기업들이 국내소요제기된지상장비부분에대한용역개발에참여해왔음. 이런중소기업의생존을위해서는국외시장 진출이필요하며이에대응하기위한기술 가격 브랜드 마케팅경쟁력강화에필요한전략수립필요 가. 니즈분석 안정적인위성임무운영에대한요구증대 시장니즈 1 : 지상시스템의자동화기술 복잡한위성의임무운영을위한시스템의운영에있어, 자동화의필요성은지속적으로높아지고 있음. 운영자의실수가자주발생하는부분의업무절차를자동화를통해안정화 전세계적으로임무운영을위한지상시스템의자동화기술연구는많이이루어지고있으며, 기능을특화하여상용화도제품들이증가 관련 이러한자동화패러다임및관련시장의수요증대에시장확보가가능한기술개발필요 다중위성임무운영및관리를위한시스템개발필요 시장니즈 2 : 다중위성임무계획시스템 기존위성체단일임무에대한임무계획시스템에서, 점차군집비행, 편대비행과같은다중 위성환경으로변화함에따라, 있으며, 다중임무최적화기술및시스템의개발이필요 단일임무계획에서다중임무계획으로소요기술이변화되고 우주탐사와같은복잡한임무운영의경우, 궤도선, 착륙선, 로버등다양한운영대상이존재함. 이런환경에서의통합적임무계획의필요성이제기되고있음. 관련연구개발도점차확대 시장니즈 3 : 고속처리기술 사용자들에게요구되는데이터를최단시간에제공하는것은활용도시급성이높은분야의경우, 상당히중요하다. 이에고속처리하는기술의수요는꾸준히증가 120

127 전략제품현황분석 위성/ 지상관제계에서특히고속처리가필요한부분은대용량의수신데이터를처리하여기본 제품으로만드는과정 장기간의대용량의위성데이터를한꺼번에처리하는 trend analysis 분야도고속처리의필요성증대 시장니즈 4 : 통합관리, 감시제어기술 복잡한여러지상관제계운영시스템들의최적운전을도모함으로써, 사용기간의연장등을기대 에너지성능극대화와 통합적인위성지상관제계의감시및제어기술은시스템들이고도화됨에따라, 지속적으로증가하고있으며, 관리및보고시스템과의연동이중요하게대두 그소요가 노하우중심의기술이전 시장니즈 5 : 정부출연기관의기술이전시스템정비 특허기술보다는노하우중심의기술이전체계를확립하는것이우선적으로추진가능 단기내이전가능한특허기술이부재하여, 선진국처럼정부주도로개발된우주기술이민간산업으로 이전되는스핀오프효과기대하기어려운분야 연구원이축적해온노하우를효과적이고체계적으로이전하기위해서, 노하우를보유하고있는인력의 이동이필요 국내우주분야연구개발및산업화는항우연이주도하고있으나, 추진은가능하나산업화를집중적으로추진하기에는어려운분야 출연연의특성상연구개발의 주요선진국들은산업화전담조직을운영하고산업화활성화지원을위해민간중개업체를활용( 미국 NASA : 국가기술이전센터, 일본 JAXA : 산업연대센터 ) 121

128 위성 지상및위성관제계 [ 지상및위성관제계분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 - 우주개발진흥법, 우주개발중장기계획, 정책 우주기술산업화전략 등인공위성산업육성관련정책추진 - 중 장기계획의보다세부적인추진계획수립을위한매년 시행계획 을수립하여정부계획의실행력강화 - 정부는국정과제 13 번에 우주기술자립으로우주강국실현 을제시하여국가우주개발적극추진 - - 새롭게추진하는인공위성개발을위한예산확보를 위한방안및전략미흡 정부의 기존 인공위성개발사업 이후 차기 사업 착수까지의 공백이 존재하여 기업의 기술 인력 유지어려움 경제 - 다양한인공위성정보활용증가로인공위성개발수요확대 - 인공위성기술자립화 가요구되는현시점에서인공위성관련부품및기술에대한국내개발비용증가기대 - 선진국들이보유한위성관제능력및기술력을자국에국한하지않고세계각국의위성을지원함으로써경제적인이익도함께추구 - 민간기업주도의인공위성개발에대한국내투자가이루어지고있지않아, 국내인공위성산업성장저해 - 시장진입이높은산업분야이기때문에, 국내기업의세계시장진출어려움 사회 - 인공위성정보의필요성및활용성증가로, 다양한 인공위성수요확대전망 - 인공위성정보활용서비스분야가확대됨에따라, 보다 정확하고안정적인정보획득을위한인공위성수요증대 - 정부의복지예산지출확대및타과학분야와의예산배분문제로신규인공위성개발사업예산확보어려움 기술 - 자국산업의육성, 기술보호, 위성운용보안를위해자국의개발능력이확보되면자국의연구소나기업체를중심으로개발 - 기초 핵심연구역량, 전문인력, 국제협력등기반취약 - 선진국들은우주개발을본격적으로상업화에활용하려는움직임을강화 산업육성 수요층확대 기술자립화 경제성장동력 다양한응용 시스템자동화 인공위성등우주개발에대한정부의장기적이고지속적인육성정책으로인공위성산업의성장기반조성 국내인공위성수요와신흥개발도상국의자국인공위성개발증가로인공위성산업이확대됨에따라지상및위성관제계의수요증가 복잡한위성의임무운영을위한시스템의운영에있어자동화를통해안정화할수있음 나. 산업특징및구조 우주산업은다양한분야( 기계공학, 전기전자공학, 재료공학등) 의첨단기술이집약된시스템종합산업 시스템구현을위한부품의수가다양하고, 부품들의공급원이모든산업에걸쳐있는대규모시스템 산업으로높은기술파급효과를가지는산업 122

129 전략제품현황분석 또한우주산업은집중적인연구개발비용과고급연구인력이투입되어기술개발이추진되는 최첨단연구개발집약형산업 우주산업의핵심요소기술은극한환경에서도운영될수있도록, 동시대최고수준의기술성능필요 우주산업은다양한첨단기술을확보하기위해소요되는비용이큰반면, 가능성이높아위험부담이큰산업 기술적사업적실패 초기시장을선점한업체들의시장점유율이높고, 고객또한정부및소수의기업으로제한되어 있는독과점시장특성을지닌산업으로후발주자의진입에한계존재 제품의표준화가힘들고, 대부분수요자니즈에따라맞춤형제품으로제작되기때문에시장경쟁력 확보어려운산업 우주산업은 1,2,3 차산업을포함한전산업에영향을미치는기간산업으로정부가적극적으로개입 우주산업은국가안보차원에서중요역할을할수있는핵심산업으로생산및기술능력의해외종속을 피하기위해정부가의지를가지고추진하는경향 우주산업은연구개발및사업화성공에대한불확실성때문에기업에서적극적으로추진하기어려운 분야로, 정부의장기투자등정부의존성이큼 우주산업의한분야인위성산업은통신산업과우주산업의부분집합이라고볼수있으며, 위성서비스, 위성제작, 발사서비스, 지상장비영역으로구성 특히위성/ 지상관제계는국내시장규모가 2014년약 200 억( 예상) 정도로예상되며, 이는시장 규모가점진적으로확대되는분야 전체적인국내시장규모가크지않기때문에대기업의참여는거의없는상황이며, 국내관련업체는중소중견기업인 실정 대부분의 선진국들은우주개발을본격적으로상업화에활용하려는움직임을강화하고있고, 위성관제능력 또한국가우주산업의경쟁력으로대두되고있는실정 위성관제분야의선진국들은자국뿐만아니라세계여러나라의시설을네트워크로연결해 사용하면서경제적인효과뿐아니라기술도개발 123

130 위성 지상및위성관제계 [ 지상및위성관제계분야별참여기업현황 ] 대분야중분야참여기업 지상장비 위성관련 (18) 발사체관련 (10) 필트론, 전북대학교자동차부품금형기술혁신센터, 우레아텍, 하이게인안테나, 엘아이지넥스원, 엠티지, 에이알테크놀러지, 제이엔티, 한양이엔지, 대한항공, 일래스틱네트윅스, 한국항공우주산업, 엠앤엠링스, 이엔지정보기술, 에이피시스템, 에스알테크놀로지, 싸이텍, 쎄트렉아이 신호시스템, 하이록코리아주식회사, 현대중공업주식회사, 한양이엔지, 대한항공, 씨앤에프, 대성산업가스, 네오닉스, 에스디 - 디, 유니크 위성활용서비스 위성방송통신 (6) 하이게인안테나, 케이티, 디지털컴, 에이피시스템, 한국디지털위성방송, 티유미디어 * 자료: 우주산업실태조사, 2010 [ 지상및위성관제계중심의연관산업구조 ] 후방산업지상및위성관제계전방산업 기계, 전자, 재료, 컴퓨터, 부품등 원격측정및명령계기기, 지상장비기기, 위성관제, 위성시험 위성영상서비스, 위성방송 / 위성통신서비스, 위치정보 (GPS, 네비게이션등) 서비스, 기상정보서비스, 환경오염및재해재난관측서비스등 [ 지상및위성관제계중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 위성등우주분야전문연구기관 ( 항우연) 의존재로위성관련경험과노하우가지속적으로축적 기회요인 (Opportunity) - 위성분야시장의지속적인확대전망 - 세계적인상업용통신/ 관측위성수요증가및관련위성활용서비스시장성장 - 개발도상국등위성운용국가의확대로신규위성시장형성및발사수요증가 - 우주활동국의증대에따라우주분야국제협력기회확대 약점 (Weakness) - 작은국내시장규모 - 핵심기술의부재 - 글로벌우주전문기업의부재 - 전문인력 ( 기술, 산업화) 의부족 위협요인 (Threat) - 주요선진국이항공우주분야를중점추진분야로선정하면서새로운우주개발경쟁시대에돌입 - 중국우주기술개발역량의비약적인성장 - 글로벌대형우주기업의증가및시장독식체계심화 - 선진국의선제적우주탐사로우리나라의우주영역확보기회상실우려 다. 시장현황/ 전망분석 세계위성산업은 2013년에 1952억불로 2012년보다 3% 성장하였고, 2004년에비해 2.6배 성장하였고, 2004년이후매년평균 11% 증가 2008년부터 2012년까지세계위성산업의분야별성장규모는위성서비스분야 7%, 위성제조 분야 8%, 발사체분야 6%, 지상시스템분야 3% 124

131 전략제품현황분석 * 자료: 1. SIA, State of the Satellite industry Report, 2014( 좌) 2. State of the Satellite Industry Report THE TAURI GROUP, 2014( 우) [ 세계위성산업매출변화( 좌) 및분야별규모( 우) ( ) ] 2013 년도우주산업실태조사 ( 미래창조과학부 ) 에의하면 2012 년도국내우주관련산업체의인공위성 기기분야국내매출액 ( 내수) 은 1,612 억원으로조사 우주산업실태조사자료에의하면 2008 년부터 2012 년까지위성산업분야국내매출의연평균 증가율은 7%, 우주기기제작분야는 2%, 위성활용서비스분야는 9% 이며, 그중지상장비분야는 5% 로분석 * 자료: 우주산업실태조사 ( 미래창조과학부,2009~2013) [ 국내위성산업분야별시장규모 (2008~2013) ] 125

132 위성 지상및위성관제계 국내외적으로위성/ 지상관제계는시장니즈에부합하는시스템에대한수요가증가하고있음 자동화기능을갖춘다중위성운영용지상관제계에대한수요가지속적으로확대될전망 그간국내위성지상국사업에참여해온업체들을중심으로시장니즈에부합하는기능을제공하는제품군을상용화하여, 국외시장에적극참여하는것은한정된국내시장에서벗어나기업의성장을위해서필요 우주선진국을중심으로특정제품군에대한여러상용제품군이시장에나와있으며, 특히위성통신용 변복조기, 전단처리기, RF 장비등은외국제품이관련분야의 90% 이상을이미선점 국내업체가시장경쟁력을갖기위해서는외국산장비와비교하여, 가격경쟁력뿐만아니라, field-proven 에대한 reference 를조속히확보필요 ICT 분야에축적된우리나라의역량을고려하면, 지상및위성관제계의핵심시스템에대한개발 역량자체는충분하다고판단되어, 충분히상용화할수있을것으로판단 국내업체에서만든위성/ 지상관제계의제품의경우, 관련분야의국제적인전시회행사에참석하여, 관련전문가들에게홍보할수있는기회를갖는것도시잔진출의하나의방안이라판단 [ 지상및위성관제계시장현황및전망 ] ( 단위: 억원/ 억달러) 구분 년도 시장규모성장률 (%) (2012~2017) 국내시장지상장비 2,075 1,981 1,891 1,805 1,724 1,646-5% 세계시장지상시스템 % * 자료 : ( 국내) 우주산업실태조사 ( 미래창조과학부, 2009~2013). 2008~2012 의성장률을반영하여 2017까지예측 ( 세계) State of the Satellite Industry Report (THE TAURI GROUP, 2014). 2008~2013 의성장률을반영하여 2017 까지예측 126

133 전략제품현황분석 라. 공급망( 분류) 에따른분석 국내외적으로위성/ 지상관제계분야는우주선진국을중심으로관련구성기술및관련시스템 분야의기술개발및제품화가활발히진행 국내산업계에서는관련시장확보를위하여, 현재까지관련된전반적인기술개발이진행 세계업체및제품현황 위성안테나및 RF관련제품은미국의 GD, Vertex, L3Com, Viasat, AVTEC, RT-LOGIC, Orbital Systems, 독일의 Krupp, Vertex, 일본의 NEC, 프랑스의 ZDS 등에서생산중 위성운영시스템은미국의 Raythone, Kratos networks, EPOCH IPS,, LM, 유럽의 ESA, Vega, LSE 등에서생산중 임무운영및계획과관련된제품은미국의 GMV, 이탈리아의 Taitus 등에서생산중 ISI, Goldbelt Orca, NovAtel, Orbit Logic, 스페인의 비행역학관련제품은미국의미국의 GMV 등에서생산중 ISI, STK, Computer science corp., AI solution, 스페인의 수신처리관련제품은프랑스의 ZDS, 노르웨이의 Kongsberg Spacetec, 스페인의 GMV 등에서생산중 국내업체및제품현황 위성안테나및 RF 관련제품은하이게인안테나, MTG 등에서생산중 위성운영시스템은솔탑, 쎄트렉아이, JIT 등에서생산중 임무운영및계획과관련된제품은솔탑, 쎄트렉아이등에서생산중 비행역학관련제품은쎄트렉아이등에서생산중 수신처리관련제품은쎄트렉아이, 솔탑, 지솔루션. 인스페이스등에서생산중 특히, 하이게인안테나는광범위하고다양한위성통신 Solution 을제공하는업체로위성통신에사용하는 모든주파수를적용하여다양한크기의안테나를설계 제조및공급하며안테나뿐만아니라위성통신 RF 송신장비, 수신장비및 M&C 시스템을포함한 System Integration 을수행 쎄트렉아이는세계초일류수준의소형지구관측위성시스템개발및위성영상시스템 / 서비스전문기업으로, 지상체와관련해서는관제지상국, 위성영상수신처리지상국, 이동형지상체, UAV 지상통제장비등을취급 솔탑은우주항공전문기업으로서위성관제시스템, 위성영상수신처리시스템및 UAV( 무인기 ) 지상체계 관련기술및제품취급 엠티지는안테나및안테나측정시스템을개발/ 생산하는마이크로웨이브안테나전문기업 127

134 위성 지상및위성관제계 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 지상및위성관제계 주요내용위성안테나 /RF 위성운영시스템임무계획비행역학 주요제품/ 기술 위성지상관제계의주요기술부분인안테나, 임무운영, 임무계획, 비행역학, 수신처리분야의기술개발및상용제품 / 특수제작 해외기업 Krupp, Vertex( 독일), GD, Vertex, L3Com, Viasat, AVTEC, RT-LOGIC, Orbital Systems ( 미국), NEC( 일본), ZDS ( 프랑스) Raythone, Kratos networks, EPOCH IPS,, LM( 미국), ESA, Vega, LSE ( 유럽) ISI,( 미국) GMV ( 스페인), Goldbelt Orca ( 미국), Taitus ( 이탈리아 ), NovAtel( 미극), Orbit Logic ( 미국) ISI, STK, Computer science corp., AI solution( 미국), GMV( 스페인) 국내기업 하이게인안테나, MTG, 필셋 솔탑, 쎄트렉아이, JIT 솔탑, 쎄트렉아이쎄트렉아이 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 128

135 전략제품현황분석 3. 기업니즈조사 지상및위성관제계분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 다음과같은다양한제품을개발, 판매중 구체적으로 위성안테나 ( 위성관제용, 일반통신용 ), GEO Antenna, LEO Antenna, Radio Monitoring Antenna, Earth Station System Integration, 전파측정시설, 관제지상국, 위성영상처리지상국, 위성영성수신처리 시스템, 이동형지상체, UAV 지상통제장비, 위성체의기능시험및장비제어시스템, 실시간 운용/ 위성임무계획및운영시스템, 위성상태모니터링시스템, 위성시뮬레이터서브시스템등 또한지상및위성관제계분야와관련하여아래와같은기술개발을추진 위성용안테나를응용한해양용및차량용방송및통신용안테나개발, 위성용지상체를응용하여 이동형인공위성지상체와항공기를위한지상체, 그리고다양한방위사업용영상처리시스템개발추진 129

136 위성 지상및위성관제계 4. 기술분석35) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 지상및위성관제계의대상특허 2,321 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로 최근까지꾸준한출원이이루어지면서증감을반복하는양상을보이고있으며, 미국이가장많은특허를보유 출원규모에있어서는미국이 한국 448(19%), 유럽 215(9%) 의특허보유 1,152(50%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 506(22%), 2008 년이후미국과일본은증감을반복하고있으며, 한국은 2011 년이후증가하고있는것으로분석 [ 지상및위성관제계의국가 연도별출원동향 ] 35) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상. 130

137 전략제품현황분석 지상및위성관제계의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 비중이높고미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 전체적으로미국특허의 미국의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, VIASAT(US) 이최상위출원인으로나타났고, 일본의경우 SEIKO EPSON(JP) 이최상위출원인으로분석 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] (2) 국내동향 지상및위성관제계의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2012 년까지증감을반복하다가 2012년이후감소추세 36) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 70% 이상으로매우 높은비중을차지하고있는것으로분석 36) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 131

138 위성 지상및위성관제계 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 87%, 외국인 13% 로한국인의특허출원비율이매우 높아기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관의특허비율이 38% 로가장높았고, 중소기업 37) 이 23% 로 그뒤를이었으며, 해외출원인이 13% 그리고대기업과개인이각각 11%, 8% 로분석되어지상 및위성관제계분야는대학/ 연구소 / 공공기관및중소기업에의한특허출원이많은분야로진출하기 위한기술기반을마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 지상및위성관제계분야의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학/ 연구소/ 공공기관이대기업과 중소기업보다활발한특허활동을나타내는것으로분석 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국항공우주연구원 (KR) 이 77건으로최다출원을기록하고있으며대기업에서는 삼성전자 (KR) 가최다출원인으로분석 37) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 132

139 전략제품현황분석 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 나. 기술군도출 지상및위성관제계전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로 데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로 요소기술후보군을도출 또한지상및위성관제계전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해 데이터마이닝으로누락될수있는요소기술후보군을추가도출 133

140 위성 지상및위성관제계 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 지상및위성관제계의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 요소기술후보군을도출 15개의 제품별 dataset 구축 : 지상및위성관제계관련특허논문 / 데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 38) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 39) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의 연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 [ 지상및위성관제계에대한키워드클러스터링 ] 38) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 39) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 134

141 전략제품현황분석 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 external disturbance, spacecraft formation, rigid spacecraft, attitude control 13~54 1. Output feedback attitude tracking control of rigid spacecraft for Takagi-Sugeno fuzzy model 2. A precise and robust control strategy for rigid spacecraft eigenaxis rotation 3.. Dynamic output feedback sliding mode control for spacecraft attitude monoeuvres 4. Neural network adaptive robust attitude control of spacecraft 클러스터 02 mode control, controller, stability, disturbane 17~37 1. Dynamical sliding mode control of spacecraft attitude using SGCMG systems 2. Finite-time fault tolerant attitude control for over-activated spacecraft subject to actuator misalignment and faults 3. Optimal attitude control for rigid spacecraft using successive approximation approach 4. Dynamic output feedback sliding mode control for spacecraft attitude monoeuvres 클러스터 03 control system, design, performance, actuator Using design patterns, components and metadata to design the command and monitoring frameworks of the INPE's satellite control system 2. Attitude control of the spacecraft with swiveling orbit-control engine during the propulsion 3. Finite-time continuous sliding mode magneto-coulombic satellite attitude control 4. Attitude control of spacecraft during propulsion of swing thruster 클러스터 04 electronic timepiece, satallite signal Satellite Signal Receiving Device, Electronic Timepiece and Satellite Signal Receiving Method 2. Electronic timepiece, time adjustment method for an electronic timepiece, and control program for an electronic timepiece 3. Electronic timepiece 4. Electronic timepiece and control method for an electronic timepiece 클러스터 05 data, monitoring, position 17~23 1. Probing regional orographic controls of precipitation and cloudiness in the Central Andes using satellite data 2. Problem and solution for monitoring of exposure of ionizing radiation of space on radio electronic devices of spacecrafts 클러스터 06 ground station, data, Using M&S to maximize space satellite data collection with multiple ground stations 2. DYNAMIC POLARIZATION ADJUSTMENT FOR A GROUND STATION ANTENNA 3. MULTI-BEAM SATELLITE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM AND METHOD FOR FORMING BEAMS 4. Apparatus and Methods for Satellite Communication 클러스터 07 plurality, satellite, signal, network, receiver 20~39 1. Apparatus and Methods for Satellite Communication 2. Navigation apparatus and navigation-related information display method 3. Streamlined distribution of GPS assistance data 4. Motorized satellite television antenna system 135

142 위성 지상및위성관제계 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 08 flexible appendage, flexible spacecraft, vibration 13~32 1. Fault tolerant attitude control for flexible satellite with uncertainties and actuator saturation 2. Vibration control of maneuvering spacecraft with flexible manipulator using adaptive disturbance rejection filter and command shaping technology 3. System identification of large flexible appendage on satellite for autonomous control 4. Robust attitude tracking control of spacecraft with flexible appendages 클러스터 09 simulation, mission, spacecraft 13~37 1. Preserving spacecraft attitude control accuracy using θ-d controller subject to reaction wheel failures 2. Finite-time fault tolerant attitude control for over-activated spacecraft subject to actuator misalignment and faults 3. Attitude control of the spacecraft with swiveling orbit-control engine during the propulsion 4. Use of the comprehensive inversion method for Swarm satellite data analysis 클러스터 10 control law, external disturbance,rob ustness 14~40 1. Neural network-based adaptive attitude tracking control for flexible spacecraft with unknown high-frequency gain 2. Finite-time fault tolerant attitude control for over-activated spacecraft subject to actuator misalignment and faults 3. Attitude control of the spacecraft with swiveling orbit-control engine during the propulsion 4. Optimal relative attitude tracking control for spacecraft proximity operation 클러스터 11 receiver, signal, data 13~21 1. Using Pulse Position Modulation in SLR stations to transmit data to satellites 2. INTEGRATED MULTI-BEAM ANTENNA RECEIVING SYSTEM WITH IMPROVED SIGNAL DISTRIBUTION 3. Method and system for single chip satellite set-top box system 4. Combined satellite radio receiver 클러스터 12 reception unit, satellite signal Satellite signal reception device, and control method for a satellite signal reception device 2. Electronic device 3. Time adjustment device, timepiece with a time adjustment device, and a time adjustment method 4. Electronic device and satellite signal reception method for an electronic device 클러스터 13 mission, simulation Principles for developing interplanetary spacecraft fault management systems 2. Probing regional orographic controls of precipitation and cloudiness in the Central Andes using satellite data 3. PRISMA mission control: Transferring satellite control between organisations 4. Propellant-efficient method for controlled deorbit of LEO satellites 136

143 전략제품현황분석 No. 클러스터 14 클러스터 15 해당키워드 연관도수치 analysis, data 17 monitoring, data 14 키워드도출 관련특허 / 논문제목 1. Using M&S to maximize space satellite data collection with multiple ground stations 2. Impedance control of manipulators with heavy payload for spacecraft rendezvous & docking simulators 3. Use of the comprehensive inversion method for Swarm satellite data analysis 4. Use of satellite radar data for surface deformation monitoring: A wrap-up after 10 years of experimentation 1. Using design patterns, components and metadata to design the command and monitoring frameworks of the INPE's satellite control system 2. Use of satellite technology for operational pollution monitoring, source detection and identification 3. Problem and solution for monitoring of exposure of ionizing radiation of space on radio electronic devices of spacecrafts 4. Mining pixel evolutions in satellite image time series for agricultural monitoring (2) 특허분류체계를이용한기술트리 지상및위성관제계의유효데이터의 IPC 40) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고 상위 20위에대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락 가능성이있는추가적인요소기술후보군을도출 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B) 처리조작 ; 운수 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (B64G) 우주비행 ; 우주항공체또는그장비 (G01C) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전-감응장치 ; 운동질량이없는회전- 감응장치; 자이로스코프효과를이용한각속도의측정 (B64G-001) 우주항공체 (G01C-021) 항법 (G) 물리학 (G01) 측정; 시험 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 ; 무선전파의사용에의한거리또는속도의결정 ; 무선전파의반사또는재방사의사용에의한위치또는유무의탐지 ; 기타의파류를사용하는유사한방식 (G01S-001) 비지향성수신기에의해탐지되며한편비콘송신기에관련하여정해지는방향, 위치또는위치선을측정할수있는 1 또는복수의특성을가진신호를송신하는비콘, 또는비콘방식그것과협동하는수신기 (G01S-005) 2이상의방향선또는위치선의조정 (co-ordinating) 에의한위치결정; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 40) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975년 10월에제정한기술분야별분류기호 137

144 위성 지상및위성관제계 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 (G04) 시계제작 (G04G) 전자시계 (G04R) 무선제어시계 (G04G-005) 표시시각의설정, 즉수정또는변경 (G04R-020) 무선신호에의해이송또는암시되는시간정보에따른시간설정 (G05) 제어; 조정 (G05D) 비전기적변량의제어또는조정계 (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어, 예. 자동조종 (G06) 산술논리연산 ; 계산; 계수 (G06F) 전기에의한디지털데이터처리 (G06Q) 관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한데이터처리시스템또는방법 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 (G06Q-050) 특정사업부문에특히적합한시스템또는방법, 예. 공익사업또는관광 (G08) 신호 (G08B) 신호또는호출시스템 ; 지령발신장치 ; 경보시스템 (G08B-001) 신호시스템 신호의전송형태만을특징으로하는 (H01) 기본적전기소자 (H01Q) 공중선 (H01Q-003) 공중선또는공중선계로부터방사되는전파의지향특성의방향또는형을바꾸기위한구성 (H04B-001) 전송시스템의세부; 전송매체에의하여 (H04B) 전송 특징지어지지않는시스템의세부 (H04B-007) 무선전송시스템 (H) 섹션전기 (H04) 전기통신기술 (H04L) 디지털정보의전송 (H04M) 전화통신 (H04L-012) 데이터스위칭네트웍 (H04M-001) 서브스테이션장치, 예 : 가입자에의해사용되는것. (H04N) 화상통신, 예. 텔레비젼 (H04N-005) (H04N-007) 텔레비젼시스템의세부 텔레비젼시스템 (H04W) 무선통신네트워크 (H04W-004) 무선통신네트워크에대해특히적용된서비스나설비 138

145 전략제품현황분석 (3) 전문가기반의요소기술도출 지상및위성관제계의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출 분류로도출된기술트리를 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 요소기술 02 위성제어기술 위성신호수신기술 키워드클러스터링 IPC 기술트리 키워드클러스터링 IPC 기술트리 요소기술 03 위성위치탐지기술 IPC 기술트리 요소기술 04 요소기술 05 요소기술 06 요소기술 07 요소기술 08 신호감쇠저감기술 위성통신기술, 다중빔통신기술 위성안테나자동화기술 다중빔안테나수신기술 spacecraft fault management 기술, 저궤도위성의효율적인궤도수정기술 키워드클러스터링 키워드클러스터링 키워드클러스터링 키워드클러스터링 키워드클러스터링 external disturbance, spacecraft formation, rigid spacecraft, attitude control, mode control, stability, actuator, mission, control law, robustness, analysis, data, impedance (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어, 예. 자동조종 electronic timepiece, satallite signal, reception unit, satellite signal (G01S-001) 비지향성수신기에의해탐지되며한편비콘송신기에관련하여정해지는방향, 위치또는위치선을측정할수있는 1 또는복수의특성을가진신호를송신하는비콘, 또는비콘방식그것과협동하는수신기 (G08B-001) 신호의전송형태만을특징으로하는신호시스템 (G01S-005) 2이상의방향선또는위치선의조정에의한위치결정; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 data, monitoring, position, satallite signal ground station, data, plurality plurality, satellite, signal, network, receiver receiver, signal, data, antenna mission, simulation 요소기술 09 위성항법기술 IPC 기술트리 (G01C-021) 항법 요소기술 10 위성데이터처리기술 IPC 기술트리 요소기술 11 무선통신네트웍기술 IPC 기술트리 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 (H04B-007) 무선전송시스템, 즉, 방사전자계를이용한것 (H04L-012) 데이터스위칭네트웍 요소기술 12 데이터스위칭기술 IPC 기술트리 (H04N-005) 텔레비젼시스템의세부 요소기술 13 데이터고속수신기술 키워드클러스터링 receiver, signal, data 139

146 위성 지상및위성관제계 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 지상및위성관제계의기술별출원점유율 41) 및최신특허비율 42) 을살펴보면, 요소기술02, 요소기술05 의경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수 요소기술 04, 요소기술 06, 요소기술 07, 요소기술 08, 요소기술 10, 요소기술 12 의경우출원점유율은낮으나, 최신특허비율은평균이상으로최신특허측면의경쟁력은높은것으로분석 요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 09 의경우최신특허비율은낮으나, 출원점유율은평균이상으로 출원점유율측면의경쟁력은높은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 전체특허건수 최신특허건수출원점유율최신특허비율 종합평가 요소기술 01 위성제어기술 % 38.29% 中 요소기술 02 위성신호수신기술 % 47.37% 上 요소기술 03 위성위치탐지기술 % 37.31% 中 요소기술 04 신호감쇠저감기술 % 47.06% 中 요소기술 05 위성통신기술, 다중빔통신기술 % 44.85% 上 요소기술 06 위성안테나자동화기술 % 52.94% 中 요소기술 07 다중빔안테나수신기술 % 47.06% 中 요소기술 08 spacecraft fault management 기술및저궤도위성의효율적인궤도수정기술 % 77.27% 中 요소기술 09 위성항법기술 % 44.33% 中 요소기술 10 위성데이터처리기술 % 52.33% 中 요소기술 11 무선통신네트웍기술 % 41.98% 下 요소기술 12 데이터스위칭기술 % 66.67% 中 요소기술 13 데이터고속수신기술 % 39.51% 下 분야평균 % 44.38% - 41) 출원점유율 : 전체특허중에서해당요소기술의점유율 출원점유율 = 해당요소기술의특허건수전략제품전체특허건수 42) 최신특허비율 : 해당요소기술의특허중에서 2011 년~2014 년최근 4년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 해당요소기술의년년특허건수 2011 ~2014 해당요소기술의전체특허건수 140

147 전략제품현황분석 (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 43) ) 및시장확보력지수 (PFS 44) ) 를이용하여 지상및위성관제계의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 04, 요소기술 11, 요소기술 13은 피인용지수및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 요소기술 06 은피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는것으로분석 요소기술 01~ 요소기술 03, 요소기술 07, 요소기술 12 는시장확보력은우수하나, 피인용지수는평균 미만으로나타나기술력이다소미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 미국등록 특허건수 특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 01 위성제어기술 中 요소기술 02 위성신호수신기술 中 요소기술 03 위성위치탐지기술 中 요소기술 04 신호감쇠저감기술 上 요소기술 05 위성통신기술, 다중빔통신기술 下 요소기술 06 위성안테나자동화기술 中 요소기술 07 다중빔안테나수신기술 中 요소기술 08 spacecraft fault management 기술, 저궤도위성의효율적인궤도수정기술 下 요소기술 09 위성항법기술 下 요소기술 10 위성데이터처리기술 下 요소기술 11 무선통신네트웍기술 上 요소기술 12 데이터스위칭기술 中 요소기술 13 데이터고속수신기술 上 분야평균 ) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 44) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 141

148 위성 지상및위성관제계 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 06, 요소기술 07, 요소기술 10, 요소기술 12는각 50% 이상의중소기업출원비율을보여타 기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 분야로판단 중소기업개발규모가상대적으로높은 중소기업출원인비율역시요소기술 06, 요소기술 07, 요소기술 10, 요소기술 12가각 50% 이상으로 타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 06, 요소기술 07, 요소기술 10, 요소기술 12 분야가중소기업출원 비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 45) 중소기업 출원인비율 46) 종합평가 요소기술 01 위성제어기술 % 6.67% 下 요소기술 02 위성신호수신기술 % 18.75% 下 요소기술 03 위성위치탐지기술 % 22.73% 下 요소기술 04 신호감쇠저감기술 % 16.67% 下 요소기술 05 위성통신기술, 다중빔통신기술 % 9.09% 下 요소기술 06 위성안테나자동화기술 % 50.00% 上 요소기술 07 다중빔안테나수신기술 % 66.67% 上 요소기술 08 spacecraft fault management 기술, 저궤도위성의효율적인궤도수정기술 % 0.00% 下 요소기술 09 위성항법기술 % 35.29% 中 요소기술 10 위성데이터처리기술 % 50.00% 上 요소기술 11 무선통신네트웍기술 % 33.33% 上 요소기술 12 데이터스위칭기술 % 50.00% 上 요소기술 13 데이터고속수신기술 % 36.36% 中 45) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 46) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 142

149 전략제품현황분석 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 기술성장성, 기술수준, 중소기업적합성의종합평가가 모두우수한요소기술은없는것으로판단 요소기술 11은기술수준및중소기업적합성이우수한것으로분석 [ 요소기술별종합평가표 ] 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 38.29% 中 中 6.45% 6.67% 下 요소기술 % 47.37% 上 中 15.38% 18.75% 下 요소기술 % 37.31% 中 中 13.89% 22.73% 下 요소기술 % 47.06% 中 上 10.00% 16.67% 下 요소기술 % 44.85% 上 下 5.26% 9.09% 下 요소기술 % 52.94% 中 中 53.85% 50.00% 上 요소기술 % 47.06% 中 中 66.67% 66.67% 上 요소기술 % 77.27% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 44.33% 中 下 22.58% 35.29% 中 요소기술 % 52.33% 中 下 51.72% 50.00% 上 요소기술 % 41.98% 下 上 28.57% 33.33% 上 요소기술 % 66.67% 中 中 50.00% 50.00% 上 요소기술 % 39.51% 下 上 18.18% 36.36% 中 143

150 위성 지상및위성관제계 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 위성제어기술(robust 제어, feedback 제어, finite time 제어기술) 특허분석 위성및자세제어 자세제어기술(fault tolerant 자세제어, flexible appendage 를이용한진동제어, finite time fault tolerant 자세제어, 신경망제어기술, 적응위치추적제어기술) 특허분석 manipulator 의 impedance 제어기술특허분석 궤도운영 위성회피기동기술 군집비행관제기술 spacecraft fault management 기술, 저궤도위성의효율적인궤도이탈기술 궤도해석및운영기술 전문가전문가특허분석타부처 위성신호수신기술(time adjustment 기법) 특허분석 신호및데이터처리 강우와구름에의한신호감쇠저감기술위성데이터처리기술데이터고속전송기술데이터스위칭기술 특허분석 특허분석, 기업니즈 특허분석, 전문가 특허분석 위성안테나 위성안테나자동화기술, 위성항행장치특허분석, 전문가 다중빔안테나수신기술 특허분석 위치측정 위성위치탐지기술 위성항법기술 특허분석 특허분석 위성통신기술, 다중빔통신기술특허분석 통신시스템 무선통신네트웍기술 특허분석 On-Board Computer 설계/ 제작기술기업니즈 기타 시스템접속기술 radio 전자장치에대한이온방사능노출을측정하는기술우주용시계설정및제작기술변조기술,waveguide 기술임무해석 타부처특허분석특허분석특허분석타부처 위성탑재전자장비및시스템의기능/ 성능시험기술기업니즈 144

151 전략제품현황분석 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 위성제어 궤도운영 신호및데이터처리 위성안테나 위치측정 위성제어기술 위성회피기동기술 군집비행관제기술 spacecraft fault management 기술, 저궤도위성의효율적인궤도수정기술 궤도해석및운영기술 위성신호수신기술 강우와구름에의한신호감쇠저감기술 위성데이터처리기술 위성데이터고속수신기술 데이터스위칭기술 위성안테나자동화기술 다중빔안테나수신기술 위성위치탐지기술 위성항법기술 특허분석 전문가 전문가 특허분석 타부처 특허분석 특허분석 특허분석, 기업니즈 특허분석, 전문가 특허분석 특허분석, 전문가 특허분석 특허분석 특허분석 위성통신기술, 다중빔통신기술특허분석 통신시스템 무선통신네트웍기술 위성시스템접속기술 특허분석 타부처 기타임무분석및설계타부처 145

152 위성 지상및위성관제계 핵심기술선정 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 요소기술 강우와구름에의한신호감쇠저감기술 신호및데이터처리 위성데이터처리기술 위성데이터고속수신기술 데이터스위칭기술 위성안테나 위성안테나자동화기술 다중빔안테나수신기술 통신시스템 무선통신네트웍기술 위성시스템접속기술 146

153 전략제품현황분석 7. 가. 로드맵기획 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 신호및데이터처리 위성안테나 통신시스템 강우와구름에의한신호감쇠저감기술 위성데이터처리기술 위성데이터고속수신기술 데이터스위칭기술 위성안테나자동화기술 다중빔안테나수신기술 무선통신네트웍기술 위성시스템접속기술 - site di versity - 전력제어기법 - 적응형부호및변조기법 (ACM) - 하이브리드영상합성기법 % 링크가용도급성능 - 수신데이터광학 (, SAR, IR, DEM, GIS) 융합 - Data Rate: 720Mbps 이상 - Dual channel 수신 - 다중위성시분할수신 : 3기이상 - 위성별전처리및분류저장 - 다중위성자동추적 - 다중위성프로그램추적 - 다중위성수동추적 - 다중밴드빔간간섭제거 : X-band - 빔별전력제어 - 변조 :4D-TCM 8PSK, DVB-S2 - Coding: RS coding, LDPC - Data Rate:720Mbps 이상 - 다중위성 TC/TM 처리 : 3기이상 - 다중위성궤도분석제어 / 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 - 신호감쇠모델링 - 저감기술분석 - 위성수신데이터별처리기술개발 - High data rate Modulation/ Demodulation/ CCSDS decoder FPGA 개발 - 다중위성수신스케줄러개발 - 통합 H/W 설계 - 다중위성자동/ 프로그램 / 수동추적알고리즘설계 - 빔간간섭제거기술개발 - 위성접속스케줄링기술개발 - 고속수신방식분석 - CADU 포맷분석 - 정밀궤도결정및분석기술개발 - 정밀임무계획생성기술개발 - 저감알고리즘설계및검증 - 복수데이터융합/ 보정/ 변화탐지기술개발 - 720MHz IF converter 개발 - 고속 PCI 드라이버개발 - 장치 H/W통합 - 위성영상별카탈로그생성기술개발 - 자동추적기술개발 - 프로그램추적기술개발 - 수동추적기술개발 - 빔별전력제어시스템제작 - 고속무선통신테스트베드구축 - 위성비행역학분석시스템구축 - 임무계획시스템구축 - 시스템구현및검증시험 - 시스템통합및시험 - 고속저장및네트워크출력기술개발 - 복조위상/ 파형분석기술개발 - 위성영상자료정합및데이터융합처리 - H/W 통합및시험 - GUI 통합 - 안테나시스템통합및시험 - 안테나시스템통합및시험 - 수신방식별성능분석및시스템제어기술개발 - 다중위성관제시스템통합및시험 최종목표 - 주파수별요구가용도성능구현을위한신호감쇠저감기술선정 - 위성영상데이터고속처리및융합기술개발 - 위성데이터고속수신장치개발 - 다중위성데이터시분할수신및전처리통합시스템개발 - 다중위성자동제어를위한추적안테나시스템개발 - 다중위성시분할수신또는동시수신안테나시스템개발 - 위성-지상국간고속데이터수신무선통신시스템개발 - 정밀궤도제어및임무계획시스템효율성향상 147

154 위성 지상및위성관제계 나. 로드맵기획 148

155 우주발사체 전략분야현황분석

156

157 전략분야현황분석 우주발사체 1. 개요 - 정의: 인공위성, 우주구조물, 우주인등을지구표면으로부터우주공간으로이동하는데사용되는운송수단과 관련된기술로, 발사체구조물, 유도항법, 전자제어, 열/ 공력, 액체엔진, 추진기관등발사체핵심기술, 발사대, 지상시험장비및소프트웨어개발, 발사통제및운용등과관련된기기 - 범위: 우주발사체는인공위성, 우주구조물, 우주인등의임무궤도에따라저궤도발사체, 중궤도발사체, 정지궤도발사체등으로구분되며, 투입하는인공위성이나우주구조물의중량등에따라소형/ 중형/ 대형발사체등으로구분 가. 정의및범위 (1) 정의 우주발사체는인공위성, 우주구조물, 우주인등을지구표면에서우주공간으로이동하는데 사용되는운송수단과관련된기술로서, 발사체구조물, 유도항법, 전자제어, 열/ 공력, 액체엔진, 추진기관등발사체핵심기술, 발사대, 지상시험장비및소프트웨어개발, 발사통제및운용 등과관련된기기로정의 인공위성, 우주구조물, 우주인등을지구표면으로부터우주공간으로이동하는데사용되는운송수단 우주발사체는 MTCR (Missile Technology Control Regime, 미사일기술통제체제 ), ITAR (International Traffic in Arms Regulations, 국제무기거래규정 ) 등국가간의협약이나규정에 따라국가간의기술또는물자의이전및협력에대해통제를받고있으며, 우주발사체기술을 보유하고있는국가간의협력은용이하나, 않은국가간의기술협력이나물자의이동은제한 관련기술을보유하고있는국가와보유하고있지 따라서, 우주발사체는자국의위성발사나우주개발계획의수행등자체적인수요를충당하기 위해개발하는경우와확보된우주발사체를이용하여외국의위성발사, 발사서비스를제공하는형태로운영 우주개발등을위해 우주발사체분야는우주발사체의개발, 제작등이주로독자적으로이루어지고있기때문에인공위성 등의자력발사또는해외상용발사서비스를포함하는영역으로파악 151

158 우주발사체 (2) 범위 우주발사체는발사체에적용되는구조체, 유도항법, 전자제어, 열/ 공력, 액체엔진, 추진기관, 발사대, 지상시험장비등과발사통제및운용, 탑재소프트웨어개발등을포함 우주발사체는임무궤도에따라저궤도발사체, 중궤도발사체, 정지궤도발사체등으로구분할수 있으며, 임무중량에따라소형발사체, 중형발사체, 대형발사체등으로구분, 발사체는 발사체의발사운용을통해최종제품의수요가발생하는만큼, 우주발사체개발은물론, 발사서비스를포함하는개념 나. 주요제품 (1) 체계/ 임무기술및기기 우주발사체개발을체계적으로추진하기위한 System Engineering 및 System Integration 기술, 발사체의임무정의및요구분석, 임무제어시스템, 스테이징설계, 궤적및자세설계, 분리 안정성분석기술, 우주발사체의비행중대인및대물피해를최소화하기위한비행안전시스템 설계및제작, 발사체체계총조립, 발사통제및운용등을가능하게하는기술또는장비 System Engineering 및 System Integration, 임무및궤도분석등과관련된소프트웨어개발및 활용, 비행안전시스템, 발사통제및운용과관련된장비, 소프트웨어개발등 (2) 구조, 열/ 공력기술및기기 우주발사체의주요구성품에해당하는추진제탱크 ( 산화제탱크, 연료탱크), 전방및후방동체, 동체연결부, 고온및상온용고압탱크, 엔진지지구조, 페어링, 단분리구조및기구, 파이로 시스템및안전장전장치등우주발사체구조물제작을위한공정개발, 우주구조물제작기술및 제작된구조물 우주발사체형상에대한공력설계및해석, 풍동시험, 고압및저압열제어및화재안전시스템 설계및제작, 극저온단열재시스템, 열차단시스템등의설계및제작기술또는장비 (3) 유도항법, 전자제어기술및기기 관성항법시스템, 원격측정및추적시스템, 전력및전원시스템, 연료-유압식및전기-기계식 추력벡터제어시스템, 비행종단수신기, 파이로구동장치등의설계및제작기술또는장비 152

159 전략분야현황분석 (4) 액체엔진, 고체엔진및추진기관기술및기기 액체엔진의주요구성품인연소기, 터보펌프, 가스발생기, 엔진공급계 ( 밸브류, 배관등), 기체공급계, 추진제어, 고체엔진의킥모터, 부스터등엔진및추진기관등의설계및제작기술또는장비 (5) 발사대, 지상시험및지원장비기술및기기 우주발사체의발사를위한발사대, 장비( 설비) 등의설계및제작기술또는장비 우주발사체의주요구성품에대한지상시험및지원관련 [ 주요제품분류표 - 우주발사체용도기준 ] 세부전략분야 주요품목 주요제품및기술 우주발사체 저궤도발사체시스템설계종합, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 비행안전시스템, 궤도분석, 발사체체계총조립, 발사운용, 발사체구조물 ( 동체, 동체연결부, 추진제탱크 ( 산화제탱크, 연료탱크 ) 등), 단분리기구, 공력설계 / 분석, 열제어 / 중궤도발사체화재안전 / 단열시스템, 관성항법장치, 원격측정 / 추적시스템, 전력/ 전원시스템, 추력벡터제어시스템, 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 엔진공급계 ( 밸브류, 배관등), 정지궤도발사체기체공급계, 추진제어, 킥모터, 부스터, 발사대, 지상시험설비, 지상지원장비 [ 주요제품분류표 - 우주발사체구성기준 ] 세부전략분야 주요품목 주요제품및기술 우주발사체 체계, 임무기술 구조, 열/ 공력기술 유도항법, 전자제어기술 액체엔진, 추진기관기술 고체엔진, 추진기관기술 시스템설계종합, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 비행안전시스템, 궤도분석, 발사체체계총조립, 발사운용 발사체구조물( 동체, 동체연결부, 추진제탱크 ( 산화제탱크, 연료탱크 ) 등), 단분리기구, 공력설계 / 분석, 열제어/ 화재안전 / 단열시스템 관성항법장치, 원격측정 / 추적시스템, 전력/ 전원시스템, 추력벡터제어시스템 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 엔진공급계 ( 밸브류, 배관등), 기체공급계, 추진제어 킥모터, 부스터, 기체공급계 발사대, 지상설비발사대, 지상시험설비, 지상지원장비 153

160 우주발사체 2. 산업현황분석 - 우주발사체시장은최종제품인우주발사체의, 발사서비스를통하여산업및시장이형성되고있으며 MTCR 이나 ITAR 등과같은체제를통해발사체관련기술이나제품의이전이제한되는특징 - 우리나라는나로호발사를통해세계 11 번째로우주발사체를발사한나라가되었으며, 2020년 1.5톤급 - 실용위성발사를목표로한국형발사체개발사업추진중 우주발사체기술선진국은자국발사수요의지속적인창출과해외발사서비스시장진출을통해발사체 산업기반을유지하고있으며, 우리나라는한국형발사체조기개발을통해기술격차를해소하고, 우주발사체 산업을활성화하기위한정책시행중 가. 환경분석 (1) 정책(Politics) 촉진요인 정부는 1990 년대초반부터, 인공위성, 우주발사체등우주개발에대한중장기계획을마련하고, 우주산업을새로운성장동력으로육성하기위한정책실시 우주개발중장기기본계획 ('96~'15) 수립, 우주개발진흥법 ('05) 제정, 우주개발진흥기본계획 ( 제1 차 '07~'16, 제2 차('12~'16)) 수립, 우주개발중장기계획 ('20~'40) 수립등 특히, 우주발사체개발기술확보를위해과학로켓 I~III, 소형위성발사체 ( 일명, 나로호 ) 국제공동 개발등국가연구개발사업을통해우주발사체개발을위한기반을구축해왔으며, 1.5톤급 실용위성을지구저궤도에투입할수있는한국형발사체개발사업( 10~ 21) 을국내주도로추진중 우주발사체는국가미래전략, 국가안보, 독자적인우주개발계획수행등을위해관련기술의 확보가필수적이나, MTCR(Missile Technology Control Regime, 미사일기술통제체제 ), ITAR (International Traffic in Arms Regulations, 국제무기거래규정 ) 등과같은국제협약이나미국 정부의기술이전통제정책으로인하여관련기술이나물자의이전이자유롭지못하기때문에 독자적인기술확보정책이필수 정부는 2014 년에경제부흥을위한 3대전략및 42개과제가운데국정과제 13번으로 우주기술 자립으로우주강국실현 이라는국정과제를확정하고, 한국형발사체조기개발, 우주기술산업화 추진, 한국형달탐사조기실현등을위하여노력 우주개발을위한정부의강력한정책추진에따라한국형발사체개발사업의경우, 차질없이확보하고, 계획된목표달성을위해착실하게사업수행중 연차별예산을 154

161 전략분야현황분석 저해요인 우주발사체기술은국가안보및전략측면에서필수적인기술이나, 국가간기술이전과협력의 제한으로독자적인기술개발이불가피하며, 이를위해대규모예산투입, 연구인력및산업기반 확보등을위한정책필요 우주발사체기술은대규모예산투입이필수인대형복합시스템개발사업으로, 냉전시기에는 미국과소련의우주개발경쟁으로인해국가주도로전폭적인예산지원을바탕으로우주개발을 적극추진하였으나, 냉전체제붕괴이후, 우주개발경쟁감소와대규모예산투입의실효성에 대한논란제기 특히, 우리나라의경우, 신성장동력발굴, 생명공학, 전기전자공학, 기초과학등과학기술분야간 지원확대를위한상호경쟁심화, 사회복지확충에대한국가부담증가, 사회안전강화등 다양한국가 Agenda 추진을위한재정수요증가로대규모재정투입에의한우주발사체개발의 필요성에대한회의와경제성, 효율성등에대한실효성논란제기 우주발사체기술은미국, 러시아, 유럽등일부국가들에의한과점현상으로기술선진국과의기술 격차가심화되고있어단기적인기술개발투자를통해세계수준과경쟁할수있는기술개발이 어려우며, 장기적인계획을바탕으로지속적인투자가요구되기때문에정책의지변화등에따른 변동성내포 (2) 경제(Economy) 촉진요인 우주발사체기술에대한국가간기술및물자의이전규제로인하여관련기술개발과우주발사체 제작이대부분국내에서수행되기때문에, 우주발사체개발에대한정부지원과산업체참여가 활성화되면, 경기부양과관련산업체의매출증가및우주발사체, 인공위성등우주산업시장의 활성화기대 OECD Space Forum 의 The Space Economy at a Glance(2011) 보고서에따르면, 우주기술은 세계적경제위기에도불구하고, 우주기술개발에참여하는국가와예산의지속적인증가, 사회적 도전과제에효과적으로대응하기위한정부의우주기술투자확대등에따라발전이기대되며, 우주발사체, 인공위성등우주기술과직접관련된분야는물론, 위성활용확대에따라새로운 성장동력으로발전할것으로전망 국가우주개발계획에따른국내위성발사수요의증가로한국형발사체활용기회가증가되고, 이를성공적으로수행함으로써, 한국형발사체의신뢰도가제고된다면, 신흥개발국의위성활용 증가와자국위성보유수요의증가로인해해외발사서비스시장진출기회가확대될것으로전망 155

162 우주발사체 우주기술은강재, 내연기관등전 후방연관산업에대한파급효과가크기때문에, 기계, 전기, 전자등세계수준과경쟁할수있는국내관련기술들을우주발사체기술개발에활용 (Spin-on) 하고, 이를통해확보된기술을관련된다른분야에활용(Spin-off) 함으로써, 산업 활성화에기여할것으로전망 저해요인 타분야와비교할때, 대규모예산이투입되고, 국내우주발사체산업의기반이취약하며, 미확보 핵심기술확보를위한해외협력이제한적임. 또한, 소수의우주발사체선진국을중심으로시장 과점현상이뚜렷하기때문에발사서비스시장진출이제한적이며, 민간차원의우주발사체개발 추진또는사업참여가능성부족 국가간기술및물자의이전에대한규제 (MTCR, ITAR 등) 로인해우주발사체기술을확보 하더라도우주발사체기술이나물자의해외수출및해외협력이제한적이므로, 해외발사서비스 시장진출전략이필수 유럽, 러시아등우주발사체선진국을중심으로한, 해외상용발사서비스시장과점현상이 뚜렷하기때문에, 새로운우주발사체개발과해외발사서비스시장진출을위한발사체의신뢰성 확보등을동시에추진해야하는부담 (3) 사회(Society) 촉진요인 과학위성, 다목적실용위성, 정지궤도위성등다양한위성발사성공, 나로호발사성공을통한 Space Club 기대와관심고조 진입등우주분야에서창출된다양한성과를바탕으로우주개발에대한국민적 나로호발사성공을통해청소년들에게과학기술에대한꿈을심어주었으며, 과학기술간 융복합화의촉진으로기계, 전기, 전자, 소재, 정보통신등다양한기술이융복합된항공우주 기술에대한관심고조로우수한인력확보가능 저해요인 우주발사체개발은민간이주도하기곤란한대형복합시스템개발사업으로서, 국가주도의 연구개발추진이불가피하며, 우주발사체기술이개발된후에도, 해외시장에서경쟁하기위하여 지속적인정부지원이불가피한실정 156

163 전략분야현황분석 고령화사회의진전에따라국민복지, 국민건강등보건분야에대한재정수요가확대되고, 생명기술, 정보통신기술등에대한투자확대, 최근고조되고있는사회안전분야에대한재정 투자수요확대등에따라재정투자의효율성제고와관련하여우주기술개발투자의실효성 논란심화우려 (4) 기술요인 (Technology) 촉진요인 우주발사체기술은기계, 전기, 전자, 정보통신등다양한기술이결합된융복합기술로서, 관련 분야의국내기술수준이높기때문에, 상호협력을강화할경우, 해외선진국들보다짧은기간 안에발사체기술개발이가능할것으로판단 과학로켓 (KSR-I~III), 소형위성발사체 ( 나로호) 등의개발을통해확보된발사체설계기술, 체계 기술, 발사운용및통제기술등과액체엔진및대형추진제탱크개발기술선행연구등을 바탕으로우주발사체를독자개발할수있는기술기반확보 저해요인 우주발사체기술은 MTCR(Missile Technology Control Regime, 미사일기술통제체제 ), ITAR (International Traffic in Arms Regulations, 국제무기거래규정 ) 등국제협약이나미국정부의기술이전통제에따라관련기술및물자의이전이자유롭지못하기때문에해외협력을통한기술확보곤란 157

164 우주발사체 [ 우주발사체분야의 PEST 분석 ] 구분 촉진요인 저해요인 정책 - 우주개발진흥법, 우주개발중장기기본계획, 우주개발진흥기본계획 등우주발사체산업육성을위한정책추진 년부터우주발사체개발을위한국가연구개발추진 년출범한새정부는 우주기술자립으로우주강국실현 이라는국정과제추진을통해독자적인우주발사체기술확보를위한정책추진 - 국가간기술이전및협력제한체제(MTCR, ITAR) 로인해독자기술개발을위한대규모예산투입및인력확보필요 - 우주발사체등우주개발에대한실효성논란제기로우주개발을위한지속적인투자에대한정책의지변화등에따른변동성내포 경제 사회 기술 - 우주발사체관련기술개발은대부분국내에서수행되므로, 정부지원과민간의참여가확대시, 국내경기와우주산업시장의활성화기대 - 국내위성발사수요증가에따른발사기회확대와신흥개발국의위성활용확대및자국위성보유수요증가에따라해외발사서비스시장진출기회확대 - 한국최초우주인배출, 과학위성, 다목적실용위성, 정지궤도위성등다양한위성발사성공, 나로호발사성공등으로우주개발에대한국민적기대와관심고조 - 나로호발사성공과과학기술간융복합화촉진으로기계, 전기, 전자, 소재, 정보통신등다양한기술이융합된항공우주기술에대한관심고조로우수인력확보가능 - 우주발사체기술은기계, 전기, 전자, 정보통신등다양한기술이결합된융복합기술로서, 국내기술수준이높기때문에짧은기간내에기술개발이가능 - 과학로켓에서나로호에이르는우주발사체개발을통하여확보된기술과액체엔진, 대형추진제탱크등에대한선행연구결과를바탕으로독자개발을위한기술기반확보 - 우주발사체선진국의시장과점현상이뚜렷하고, 국내관련기반이취약하기때문에해외시장진출가능성이제한적이며, 민간의우주발사체개발참여가능성부족 - 국가간기술이전및협력제한으로해외발사서비스시장진출전략이필수적이며, 이를위해우주발사체개발및신뢰성제고를동시에추진해야하는부담발생 - 우주발사체개발은대형복합시스템개발사업으로, 국가주도의연구개발이불가피하며, 우주발사체개발이후에도일정수준의정부지원이불가피한실정 - 고령화사회의진전에따른국민복지, 국민건강등보건분야, 사회안전분야, 다른과학기술분야등에대한재정수요확대로우주기술개발투자의실효성논란심화 - MTCR ( 미사일기술통제체제), ITAR ( 국제무기거래규정) 등우주발사체관련기술과물자의이전에대한제한등으로미확보기술에대한해외협력이곤란하기때문에, 관련기술의독자개발이불가피하기때문에, 이로인한개발기간, 개발예산등의증가위험내포 우주발사체선진국의기술고도화 발사체기술 Technology Gap 확대 발사서비스시장과점확대 MTCR, ITAR 등국제협력제한 우주발사체독자개발기반확보 국내및신흥개도국발사수요증가 우주발사체등우주개발에대한정부의지속적인육성정책으로인해우주발사체를비롯한우주산업기반조성확대 그동안의우주발사체개발사업을통해확보된기술을바탕으로독자적인우주발사체기술개발을위한기술기반확보 국내위성발사수요와신흥개도국을중심으로한자국위성발사수요증가로해외발사서비스시장진출기회확대 158

165 전략분야현황분석 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 세계적으로우주발사체기술을보유하고있는나라가 11개국에불과할정도로기술의과점현상이 뚜렷하며, 이중에서도유럽, 러시아등일부국가에의한해외발사서비스시장지배구조가확고한산업 대형복합기술분야로서, 전반적인예산투입규모가크고, 소재, 기계가공, 전기전자, 화학등다양한 기술분야가결합된분야로서, 지속적인연구개발투자가전제되어야기술개발이가능하므로, 짧은기간 안에기술경쟁력을확보하기곤란한산업 MTCR, ITAR 등에따른기술이나물자의이전제한으로해외기술도입이나기술협력을통해미확보핵심기술을확보할수있는방안이제한적이므로, 실질적인기술확보를위해서는독자적인기술개발이불가피한산업 MTCR( 미사일통제체제 ) 은대량파괴무기( 핵, 화학, 생물학무기) 운송시스템 ( 유인항공기제외) 에 활용가능한품목의이전을통제함으로써, 대형파괴무기의확산위험을방지하기위한체제, 우리나라를비롯하여, 34개국가입 MTCR 은우주발사체의개발제한하는것은아니며, 관련기술을보유한나라가비회원국으로 기술을이전하거나관련제품을수출하지못하도록통제, 평화적이용증명시, 회원국간의기술 협력가능( 우리나라와러시아는국제공동개발방식으로나로호개발사업추진) ITAR( 국제무기거래규정 ) 는미국정부의국방관련군수품수출입허가규정으로, 미국에서의수출, 미국밖에서의거래또는사람의활동에대해적용되며, 미국에서수출한물자, 기술, SW 등이 수입국에서 3 국으로수출되는경우에도적용, 미국은이규정을적용하여다목적실용위성 3호의 중국발사체를이용한발사를제한 우주센터, 추진기관시험설비등관련인프라구축을위해필요한예산비중이매우높은산업 한국형발사체개발사업예산(19,572 억원) 중추진기관시험설비구축예산 4,421 억원(22.6%) 독자적인우주발사체기술을확보하더라도발사체관련물자( 추진제탱크, 엔진등) 나기술수출이 제한적이므로, 관련산업기반유지를위해자국발사수요를확대하거나해외발사서비스제공을 위해신뢰성확보가필수적인산업 MTCR 회원국간에는발사체, 엔진제공등협력가능(Arianespace 사의러시아소유즈발사체 발사서비스대행, 러시아의엔진(RD-180) 을미국의 Delta 발사체에사용) (2) 산업구조 우주발사체시장은전반적으로특정기업이나국가기관이주도하는방식보다국가기관( 우주청), 우주발사체제작관련기업컨소시엄, 발사서비스대행기업간협력을통해주도되는시장이며, 개별기업차원의우주발사체개발이제한된산업구조 159

166 우주발사체 우주발사체시장은우주발사체기술을확보하고있더라도우주발사체구성품이나해당구성품 개발과관련된기술의해외이전이엄격히제한되어있기때문에, 우주발사체주요구성품이나 기술수출보다최종제품인우주발사체를이용한해외발사서비스제공을통해우주발사체 산업의기반유지및발전이가능한산업구조 우주발사체관련기술이나물자는 MTCR( 미사일기술통제체제 ), ITAR( 국제무기거래규정 ) 등에따라 수출또는이전제한 MTCR 회원국간에는발사체, 엔진제공등협력가능(Arianespace 사의러시아소유즈발사체 발사서비스대행, 러시아의엔진(RD-180) 을미국의 Delta 발사체에사용등) 우주발사체관련산업기반을유지하기위하여자국의발사수요확대를통해안정적인발사 기회를확보하거나해외발사서비스시장진출을통하여해외발사물량을수주함으로써, 안정적인발사기회를확보하어야하며, 해외발사서비스시장진출을위하여반드시갖추어야할 조건은발사비용에대한가격경쟁력과발사체의신뢰성을확보하는것 발사비용에대한가격경쟁력확보를위해투입궤도별목표고도에따른투입가능중량대비발사 비용이세계수준과경쟁할수있는수준으로개발되어야하며, 개발초기부터가격경쟁력을염두에둔 개발전략수립필요 발사체신뢰성확보를위해안정적인자국발사수요확보및성공적인발사임무수행을통해 발사체의신뢰도를축적하고, 달탐사등고난이도의개발전략수립필요 미국연방항공국 (FAA) 에서 2008년 4 월수행한연구결과에따르면, 우주발사체제작, 위성제작, 지상장비제작, 위성서비스, 원격탐사등의우주산업은미국 473개산업의재화와서비스의 흐름, 생산자와소비자의관계를분석한결과, 우주발사체산업은미국경제에대해약 1.2% 를 기여하는것으로분석되었으나, 때문에, 뚜렷한상관관계를파악하기곤란 연도별로기여도가증가하거나감소하는경향을보이고있기 2009 년실시한한국형발사체개발사업예비타당성조사보고서에따르면, 발사체개발을산업 연관표상의항공기산업으로가정한산업연관분석결과, 생산유발효과는생산유발계수 ( 국산+ 수입) 기준시, 4조 6,058 억원, 생산유발계수 ( 국산) 기준시, 2조 4,395 억원, 부가가치 유발효과는약 7,193 억원, 취업유발효과는약 14,480 명으로추정 생산유발계수 ( 국산+ 수입) : 3.129, 생산유발계수 ( 국산) : 1.657, 국내투입 : 1조 4,719 억원기준 부가가치유발계수 : 0.489, 전체산업평균 0.713( 국산중간재와부가가치의투입비중이다른 산업보다낮은수준 ) 취업유발계수 : 10억원당 명, 전체산업평균 ( 고용증가에미치는효과가다른 산업보다낮은수준 ) 160

167 전략분야현황분석 한국형발사체개발사업을항공기산업으로가정한분석결과, 감응도계수는 0.65, 영향력계수는 0.25 로분석되었으며, 이는우주발사체산업이다른산업에비해전방연쇄효과는낮고, 후방연쇄효과가 높은것을의미. 이에따라우주발사체산업은최종수요적제조업이므로, 우주발사체산업의유지와 발전을위하여최종제품인우주발사체를이용한해외발사서비스시장진출과발사체구성품이나 기술에대한수출확대가필수적인것을의미 감응도계수 : 모든산업부분의생산물에대한최종수요가한단위발생할때, 특정산업의생산에 미치는영향( 전방연쇄효과 ) 을나타낸계수, 특정산업생산유발계수의열합계를전체산업의평균 생산유발계수로나눈값 영향력계수 : 특정산업부분의생산물에대한최종수요가한단위발생할때, 전산업의생산에 미치는영향( 후방연쇄효과 ) 을나타낸계수, 특정산업생산유발계수의행합계를전체산업의평균 생산유발계수로나눈값 우주발사체산업의중간투입률 47) 은 62.0% 로, 전체평균 62.6% 보다다소낮은수준 우주발사체산업의중간수요율 48) 은 59.4% 로, 전체평균 51.6% 보다다소높은수준 [ 우주발사체분야산업연관구조 ] 후방산업우주발사체전방산업 기계가공, 소재, 전기, 전자부품, 건설, 플랜트등 발사체구조물( 추진제탱크, 동체류등), 액체엔진, 추진기관, 유도항법, 전자제어, 열/ 공력시스템, 발사대, 지상시험장비, 발사체관련 SW 개발, 발사통제및운용등 발사체구성품수출, 발사체기술협력, 발사서비스 47) 후방연쇄효과를분석하기위한지표로서타산업으로부터중간재를구매하는정도( 중간투입액 / 총투입액또는총산출액 ) 48) 전방연쇄효과를분석하기위한지표로서타산업에중간재를판매하는정도( 중간수요액 / 총수요액 ) 161

168 우주발사체 3. 시장분석 - 우주발사체시장은 2013년부터 2022년까지향후 10년간 739 기가생산, 발사될것으로전망되며, 이에따른 시장규모는 584억 92백만달러로전망 - 한국형발사체의목표시장인저궤도발사체의경우, 향후 10년간 155 기가생산되고, 매출규모는 45억 23 백만달러로전망 가. 시장현황및전망 (1) 세계시장규모 2013 년우주발사체발사실적은총 81 회로서, 비상업목적의발사 58 회, 상업발사 23회를 기록하였으며, 상업발사서비스매출은 19억 9 백만달러규모이며, 비상업발사매출규모를합산할 경우, 67억 84백만달러로추정 비상업발사는국가에서군사, 통신등국가전략적목적에따라수행하는발사로서, 정부예산으로 발사비용이지불되기때문에발사서비스에따른매출규모추정불가 상업발사는미국연방항공청 (FAA) 로부터발사라이선스를획득하고발사, 발사체탑재체의발사임무가 국제경쟁입찰을통해발사, 민간투자에의해발사를의미 2013 년발사 : 미국 19, 러시아 32, 유럽 7, 중국 15, 일본 3, 인도 3, 대한민국 1, 다국적 1 우주발사체기술을보유하고있는나라는우주개발계획을독자적으로수행하기위하여우주발사체 산업기반을안정적으로유지할수있는정책실시 미국 : 안전보장및민간개발지원정책실시, 유럽 : 연간 6회이상의발사수요창출 일본 : 연간 4 회이상의발사수요창출, 인도 : 연간 7~8회이상의발사수요창출 우주발사체산업의주요매출은비상업발사와상업발사로구성되어있으며, 우주발사체산업에대한 전망은위성발사수요예측을통해분석가능 2013년부터 2022년까지향후 10년간정지궤도위성 349 기(284 억달러), 중궤도위성 156기 (67 억달러), 저궤도위성 603 기(141 억달러), 우주탐사위성 43 기(60 억달러) 로예측 162

169 전략분야현황분석 [ 향후 10 년간위성발사수요예측 ] ( 단위: 대) 위성 구분 2003 ~ ~ 2022 증감 위성발사횟수 발사위성총중량 위성시장 발사서비스시장 809기 1,151 기 + 42% 1,824 톤 2,397 톤 + 31% 1,420 억달러 1,810 억달러 + 27% 450억달러 550 억달러 + 23% + 발사서비스시장합계 1,870 억달러 2,360 억달러 + 26% * 자료: Satellite to be built & launched by 2022(Euroconsult, 2013) 2013년부터 2022년까지향후 10 년간저궤도및정지궤도발사체를운용할수있는나라는미국, 러시아, 유럽( 프랑스, 이탈리아 ), 일본, 중국, 인도, 이스라엘등이며, 이들국가에서운용하고 있거나개발중인발사체는 46 개정도로서, 우주발사체시장규모는향후 10년간생산 739 기, 매출 584억 92백만달러로전망 구분주요품목 * 세계시장 [ 궤도별세계우주발사체분야제품군별시장현황및전망 생산 ] 2019 ~ ~2022 ( 단위: 대) 성장률 (%) (2013 ~2022) GTO(GEO) % LEO % LEO, GTO % 합계 % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System * GTO: Geostationary Transfer Orbit, 정지천이궤도, GEO : Geostationary(Geosynchronous) Orbit, 정지궤도, LEO : Low Earth Orbit, 저궤도 * 2013 년발사횟수는현재운용중이거나개발중인발사체(46 개) 의발사횟수로서, 2013년총발사횟수와차이가날수있음 구분주요품목 세계시장 [ 궤도별세계우주발사체분야제품군별시장현황및전망 매출 ] 2019 ~ ~2022 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2013 ~2022) GTO(GEO) % LEO % LEO, GTO 4,939 5,976 4,906 4,863 4,866 5,008 4,904 9,795 10, % 합계 5,791 6,786 5,864 5,677 5,670 5,624 6,031 11,018 11, % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System 163

170 우주발사체 구분국가 세계시장 [ 국가별세계우주발사체분야제품군별시장현황및전망 생산 ] 2019 ~ ~2022 성장률 (%) (2013~2022) 러시아 % 미국 % 이스라엘 인도 % 일본 % 중국 % 유럽 * % 합계 % ( 단위: 대) * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System, * 유럽 : 프랑스, 이태리 구분국가 세계시장 [ 국가별세계우주발사체분야제품군별시장현황및전망 매출 ] 2019 ~ ~2022 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2013~2022) 러시아 1,530 1,510 1,193 1,208 1,055 1,000 1,255 2,530 2, % 미국 2,101 2,766 2,501 2,414 2,330 2,429 2,431 3,708 4, % 이스라엘 인도 % 일본 % 중국 ,295 1, % 유럽 * 1,055 1, ,055 1,240 1,120 2,295 1, % 합계 5,791 6,786 5,864 5,677 5,670 5,624 6,031 11,018 11, % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System, * 유럽 : 프랑스, 이태리 한국형발사체임무궤도인저궤도발사체는 2013년부터 2022년까지 155 기(20.97%) 가생산될 것으로전망되며, 매출규모는 45억 23 백만달러(7.73%) 로전망 164

171 구분주요품목 세계시장 (LE O) [ 세계우주발사체 ( 저궤도) 시장현황및전망 생산 ] 2019 ~2020 전략분야현황분석 2021 ~2022 성장률 (%) (2013~2022) 러시아 % 미국 % 이스라엘 ( 단위: 대) 인도 % 일본 % 중국 % 유럽 * % 합계 % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System, * 유럽 : 프랑스, 이태리 구분주요품목 세계시장 (LE O) [ 세계우주발사체 ( 저궤도) 시장현황및전망 매출 ] 2019 ~ ~2022 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2013~2022) 러시아 % 미국 이스라엘 인도 % 일본 % 중국 % 유럽 * % 합계 % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System, * 유럽 : 프랑스, 이태리 우주발사체를구성하고있는주요구성품별시장규모를추정하기위해서는개별구성품에대한 시장형성이전제되어야하나, 전술한바와같이우주발사체는주로발사서비스를제공하는 발사체의형태로시장이형성되고있어구성품별시장규모를추정하기곤란하므로, 우주발사체에 대한구성품별단가비율을활용하여주요구성품별시장규모를추정 우주발사체구성품별시장규모는 2013년부터 2022 년까지각궤도별발사체시장규모(584 억 92 백만달러) 에대해 4개분야로추정 165

172 우주발사체 * 자료: Handbook of Cost Engineering for Space Transportation Systems [ 세계발사체단가구성 - 엔진제외 ( 좌) 및엔진단가구성 ( 우) ] 구분주요품목 세계시장 (LEO~ GTO) 2019 ~ ~2022 성장률 (%) (2013~2022) 체계, 임무 ,003 1, % 구조, 열공력 1,540 1,805 1,560 1,510 1,508 1,496 1,604 2,931 3, % 유도, 전자 1,743 2,042 1,765 1,708 1,707 1,693 1,815 3,316 3, % 엔진, 추진기관 [ 세계우주발사체 ( 구성품) 시장현황및전망 매출 ] ( 단위: 대) 1,981 2,321 2,005 1,942 1,939 1,923 2,063 3,768 4, % 합계 5,791 6,786 5,864 5,677 5,670 5,624 6,031 11,018 11, % * 자료: Handbook of Cost Engineering for Space Transportation Systems 참고 엔진가격은엔진의개수, 구성등에따라달라지므로, 전체발사체가격의 30% 로가정 발사대및지상장비는 1 회성비용이며, 발사체매출전망시, 포함되지않는비용이므로, 구성품별시장규모추정시, 제외 우주인배출, 우주도킹, 달탐사등을통하여우주개발투자를확대하고있는중국은우주발사체 분야에서도괄목할만한성장을이루고있으며, 자국위성발사수요나미국의위성부품이 적용되지않은국가의해외발사수주를통해우주발사체산업을유지하고있으며, 2013년총 81회의발사중 15 회발사(18.51%), 7억 35백만달러로전체우주발사체시장규모의 10.83% 를차지 중국은 2013년부터 2022년까지 111기의우주발사체발사를통해 66억 30백만달러를기록할 것으로예상되며, 중국은발사횟수에서전체시장의발사횟수성장률(1.3%) 대비, 21.4%, 매출에서전체시장의연평균성장률(10.0%) 대비, 23.1% 를높은성장률을기록할것으로전망 166

173 구분주요품목 중국시장 [ 우주발사체유망시장( 중국) 제품군별시장현황및전망 ] 2019 ~2020 전략분야현황분석 2021 ~2022 성장률 (%) GTO(GEO) ( 단위: 대) (2013 ~2022) LEO % LEO, GTO % 총합계 % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System [ 우주발사체유망시장( 중국) 제품군별시장현황및전망 매출 ] ( 단위: 백만달러) 구분주요품목 중국시장 2019 ~ ~2022 성장률 (%) GTO(GEO) (2013 ~2022) LEO % LEO, GTO ,235 1, % 총합계 ,295 1, % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System (2) 국내시장규모 국내의우주발사체시장은아직까지선진국과의기술격차가크고, 아직까지독자적인우주발사체를 보유하고있지않기때문에국내시장규모를판단하기곤란한상황 우리나라의우주발사체개발분야는 1990 년부터개발이진행되어왔으나, 개발예산규모는 2013년까지연간 155 억원수준에불과한실정이며, 이러한예산규모로는우주발사체산업이 발전할수있는기반이확보되지못한상황 [ 국내우주발사체개발예산현황 ] 구분 과학로켓 KSR-I KSR-II KSR-III 나로호 ( 소형위성발사체 ) 한국형발사체 개발기간 ~ ~ ~ ~ ~ 개발비 ( 억원) ,025 19,572 * 우주센터 1 단계사업, 우주발사체기술관련우주기초 / 핵심연구사업비등제외 167

174 우주발사체 한국형발사체사업을통해 2010년부터 2014년까지 4,969 억원이투입되었으며, 지난 5년동안 연간 994 억원의예산이투입되어기존투자예산대비, 6.4 배에해당하며, 2020년까지 1조 4,603 억원의예산이추가로투입될계획 [ 한국형발사체개발사업연차별투자계획( 안) ] ( 단위 : 억원) 구 분 '13 까지 '14 예산 '15 ( 15.7~ 16.3) '16 ( 16.4~ 17.3) 연차별투자계획( 안) '17 ( 17.4~ 18.3) 18 ( 18.4~ 19.3) 19 ( 19.4~ 20.3) 20 ( 20.4~ 21.3) ㅇ한국형발사체개발사업 ( 10~ 20) 추진기관, 액체엔진 추진기관, 시험설비 구조체개발 유도항법, 전자제어 체계종합, 지상장비 열공력, 화재안전 2,619 2,350 2,600 2,700 2,800 2,650 2,450 1, ,070 1, ,505 1,070 1, 년까지액체엔진구성품, 액체엔진시스템, 추진기관시스템등시험설비구축을위해 4,421 억원의예산이투입된후에는발사체및액체엔진개발등을위해본격적으로예산을 투입할계획이며, 특히예산의 90% 이상이국내에서집행될계획이므로, 국내우주발사체시장 형성및발전에기여할것으로전망 나. 무역현황 우주발사체수출현황 2008년 1,064 달러, 2013년 1,451 달러, 수입현황 2008년 1억 714만 달러, 2013년 6,642 만달러로수출입추세변동거의없는현황 우주발사체에는위성, 우주발사체, 항공시스템, 항공기, 우주선, 부품등이포함 한미 FTA 체결로수출관세하락으로인해특히미국으로의수입량급증추세 무역특화지수는 2008(-0.82) 년부터 2013 년(-0.64) 까지증가하였으며, 우주발사체는수입특화제품 168

175 [ 우주발사체관련품목별무역현황 ] 구분 전략분야현황분석 ( 단위: 천불(USD1,000), 톤(TON)) 성장률 (%) (2008~2013) 수출중량 % 수출금액 10,641 73,033 12,032 13,492 28,396 14,518 6% 수입중량 % 수입금액 107, ,369 76,671 58,002 84,820 66,426-9% 무역수지 -96,499-53,335-64,640-44,511-56,424-51,909-12% 무역특화지수 * % * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 다. 글로벌수출유망품목 글로벌수출유망품목조사는전략분야별수출유망품목발굴을통해기술경쟁력과수출성장 잠재력이우수한중소기업을지원하기위하여, 2015 년글로벌전략기술개발사업과연계하여수행 무역특화지수, 시장성장률등의종합적지표를기준으로수출유망품목군을도출 우주발사체는서보비틀이수출유망품목으로선정 라. 업체동향분석 (1) 해외업체동향 우주발사체시장은전반적으로특정기업이나국가기관이주도하는방식보다국가기관( 우주청), 우주발사체제작관련기업컨소시엄, 발사서비스대행기업간협력을통해주도되며, 개별기업 차원의우주발사체개발은제한된시장 유럽은 ESA( 유럽우주청), Arianespace 사( 발사서비스대행), Airbus 등유럽소재기업( 소유즈 발사체는러시아에서발사체제작, 공급) 등의협력을통하여우주발사체개발및발사운용추진 유럽은독자적으로우주에접근할수있는능력을확보하기위해우주발사체개발 발사체탑재중량, 임무궤도등에따라 Ariane 5 ES-ATV, Ariane 5 ESC-A, Soyuz( 러시아도입), Vega 등의발사체를운용하고있으며, Ariane 5 ME와 Ariane 6 개발추진중 Ariane 6는가격경쟁력을고려하여 1, 2 단고체로켓, 상단액체로켓사용예정 169

176 우주발사체 미국은우주왕복선퇴역후, 초대형발사체개발프로그램 (SLS, Space Launch System) 을 추진하는한편, 인공위성발사, 우주정거장 (ISS) 물자운송등지구저궤도에대한우주수송 업무를민간에이관(COTS) 함으로써, 정부지원강화 COTS(Commercial Orbital Transportation Services) 프로그램은민간업체주도의우주발사체개발을지원하는정책으로 Oribital Science, SpaceX 등민간주도의우주발사체개발추진 SpaceX 사는 Falcon 9, Falcon 9 Heavy 개발을통해발사서비스시장의가격경쟁유도 SpaceX 사는소모성발사체 (ELV, Expendable Launch Vehicle) 대신, 재사용가능한발사체 (RLV, Reusable Launch Vehicle) 개발로발사비용을획기적으로절감하기위해연구중 러시아는구소련체제붕괴후, 대륙간탄도탄을우주발사체로전용하여가격경쟁력을무기로 발사서비스시장을주도해왔으며, 2020년까지시장점유율을 16% 로끌어올리기위해노력 러시아는구소련시절, 러시아 ( 구, 소련), 카자흐스탄, 우크라이나등에서제작된부품으로발사체를 제작하였으나, Angara 발사체는러시아자체기술로제작이가능하도록개발 Angara 발사체는 Khrunichev 사에서개발, 발사비용절감과발사임무에따른확장성등을 고려하여모듈화개발, 극동지역에신규발사장 (Vostochny) 구축을통해발사능력강화 Angara 발사체는발사체 1단과 2 단에범용모듈(URM, Universal Rocket Module) 을적용하여 발사임무에따라발사체의구성을다양화할수있는장점보유 해외국가나기업과의협력을통해발사서비스를제공할수있는 Eurockot 사 ( 대륙간탄도 미사일 (SS-19) 인 Rockot 발사서비스, 러시아, 유럽간합작회사), ILS 사(International Launch Service, Proton K, Proton M 발사서비스대행, 러시아, 미국간합작회사) 등을설립, 운영 Angara 1.2 Angara A3 Angara A5 Angara A7 170 [ 앙가라발사체시리즈 ]

177 전략분야현황분석 일본은일본-미국우주협조프로그램을통하여실용급위성을발사할수있는우주발사체개발을 추진한결과, H-I, H-II, H-IIA, H-IIB에이르는우주발사체개발을통해수소엔진등우주발사체 독자개발역량확보 일본은신규발사체개발과기존발사체발사운용및관리는 JAXA 에서, 우주발사체제작및 발사서비스는미쯔비시중공업으로일원화하는방식적용 2012년다목적위성 3호에대한 H-IIA 발사체의최초해외수주상업발사서비스수행후, 해외 수주를꾀하고있으나, 발사비용이외국대비 30% 이상높기때문에수주실적부진 이에따라 JAXA 와미쯔비시중공업등을중심으로재사용가능한발사체 (RLV) H-III 개발을 추진하고있으며, 발사비용을 H-IIA의 50% 수준으로개발할계획, 2020년경발사예정 중국은장정시리즈개발을통해자국의위성발사수요를수행해왔으나, 해외발사서비스시장 진출을도모하고있으며, 2015년까지세계시장점유율 15% 달성을위해소형발사체( 장정 6 호) 에서부터대형발사체( 장정 5 호) 까지개발 중국은발사서비스제공을위해 1980 년중국장성공업공사 (CGWIC) 설립, CALT( 중국로켓기술연구원 ) 은 발사체개발및제작담당, CLTC( 중국위성발사측공계통부 ) 는발사운용담당 중국은 1999 년이전까지는미국부품이들어간위성을발사하였으나, 1999년미국의 ITAR 규정 적용으로미국부품이사용되지않은유럽위성이나자국위성발사에주력 인도는러시아의기술지원을통하여 PSLV 및 GSLV 발사체를개발하였으며, 지속적인개량을 통해달탐사, 우주탐사등다양한우주개발활동추진 우주기술의상업화를위해 1992 년, 우주부산하에 Antrix 사를설립, 위성관측데이터판매및 서비스, 위성통신중계기대여및서비스, 발사서비스용역, 부품판매및컨설팅등수행 (2) 국내업체동향 우주발사체시장은전반적으로특정민간기업이주도하는방식보다국가기관( 우주청), 우주발사체제작관련기업컨소시엄, 발사서비스대행기업간협력을통해주도되는시장이며, 특히, 우리나라의경우, 우주발사체기술수준은우주발사체선진국대비, 낮은수준이므로, 기업 차원의동향은부진한실정 우리나라는 1990 년대부터우주발사체개발에필요한기초기술확보를위하여과학로켓 (KSR, Korea Sounding Rocket) 개발사업을추진해왔으며, 1990년부터 2003년까지 KSR-I 에서 KSR-III 에이르는 3 차례의연구개발사업을통해고체및액체추진로켓개발에필요한기초기술확보 1990년 7월부터 1993년 10월까지 KSR-I 개발사업을통해 1단형고체추진과학로켓개발을 추진하였으며, 1993년 9월 1단형 KSR-I 2호기에대한비행시험수행 1993년 11월부터 1998년 6월까지 KSR-II 개발사업을통해 2단형고체추진과학로켓개발을 추진하였으며, 1998년 6월 2단형 KSR-II 2호기에대한비행시험수행 171

178 우주발사체 1997년 12월부터 2003년까지 KSR-III 개발사업을통해우리나라최초의액체추진과학로켓 개발을추진하였으며, 2002년 11월 1단형액체추진로켓 KAR-III에대한비행시험수행 1998년 8월북한의대포동 1 호발사를계기로우주발사체개발의필요성을절감하고, 우주개발 중장기기본계획수정을통하여 추진하기로결정 1.5톤급실용위성을지구저궤도에투입할수있는발사체개발을 2002년부터 100kg 급위성을지구저궤도(300km) 에투입할수있는우주발사체개발을목표로, 소형발사체개발사업을추진해왔으며, 3차례의발사시도끝에 2013년 1 월, 나로과학위성을 목표궤도에투입함으로써, 세계에서 11번째로위성을궤도에투입하는성과달성 우리나라는 2001년 3월 MTCR( 미사일기술통제체제) 가입을통해우주발사체기술협력을위한 기반마련, 나로호개발사업을한-러우주기술협력협정에따라국제공동개발추진 2010년부터 1.5 톤급실용위성을지구저궤도(600 ~ 800km) 에투입할수있는우주발사체 ( 한국형발사체 ) 개발을추진중이며, 2021년까지 19,572 억원을투입하여 3단형액체추진 로켓을개발할계획 한국형발사체개발을통해 7톤급터보펌프식액체엔진과 75톤급터보펌프식액체엔진개발 나로호개발을통해러시아와공동으로발사체개발, 발사운용등전과정을수행함으로써, 구분 목적 우주발사체선진국의운영체계와노하우를습득하고, 상단개발을통해발사체체계시스템기술, 상단개발기술, 발사장지상시스템등을검증하는한편, 선행연구를통해대형추진제탱크설계 기술및 30 톤급액체엔진핵심기술을확보함으로써, 한국형발사체개발사업을성공적으로추진할 수있는기반확보 과학로켓 KSR-I KSR-II KSR-III 1 단형무유도과학관측로켓국산화개발및한반도오존층탐사 [ 국내발사체개발동향 ] 초기자세제어기능을갖춘 2단형고체추진과학관측로켓의국산화개발 액체추진로켓독자개발및소형위성발사체개발을위한기반기술확보 나로호 ( 소형위성발사체 ) 100kg 급인공위성을지구저궤도에진입시킬수있는발사체개발및독자개발을위한기술과경험확보 한국형발사체 1.5 톤급실용위성을지구저궤도에투입시킬수있는발사체개발및우주발사체기술확보 개발기간 ~ ~ ~ ~ ~ 개발비( 억원) ,025 19,572 길이 (m) 직경 (m) 중량 (kg) 1,268 2,048 6, , ,000 발 1호기 월( 예정) 사 2호기 월( 예정) 일 3호기 특징 - 국내최초의액체 - 국내최초의실용 - 국내최초의위성 - 2단형고체추진추진로켓독자개발위성급위성발사체발사체개발 - 1단형고체추진과학로켓성공개발 - 한 러공동개발과학로켓 - 비행중 2단분리 - 소형위성발사체 - 국내독자개발 - 러시아기술협력을성공개발을위한기반 - 75톤급액체엔진통한체계기술확보기술확보개발 172

179 전략분야현황분석 1990 년부터정부주도로과학로켓 (KSR-I~III), 나로호( 소형위성발사체, KSLV-I), 한국형발사체 (KSVL-II) 개발해왔으나, 우주산업기반은아직부족한수준 1990년부터 2013 년까지, 투입된예산은 5,886 억원, 국제협력 ( 러시아 ) 제외시, 3,721 억원( 지난 24년동안연간평균지원규모는 155 억원에불과) 우주센터 1 단계사업, 우주발사체기술관련우주기초 / 핵심연구사업비등제외 한국형발사체개발사업을통해 2010년부터 2014년까지 4,969 억원투입( 연간평균 994 억원), 예산의 90% 이상이국내에서집행되어국내산업기반조성에기여할것으로전망 [ 한국형발사체개발사업예산투입현황( 내자, 외자) ] 구분 10실적 11실적 12실적 13실적 14계획합계 예산( 억원) , , , H/W예산 , , , 내자 (%) (97.9%) (95.8%) (89.2%) 1, (95.1%) 1, (93.1%) 3, (93.4%) 외자 우리나라는지난 20 여년간의우주발사체개발을통하여추진제탱크, 고체모터, 유도항법 / 전자탑재장비, 액체엔진구성품, 발사장지상시스템, 관련시험설비구축등을추진해왔으나, 예산규모, 연속성, 수익성등고려시, 취약한실정 국내우주발사체개발에참여하고있는산업체들은기존핵심분야에서확보된기술을바탕으로 우주발사체구성품개발분야에참여하는형태 액체엔진시스템주요구성품인연소기와가스발생기개발을담당하고있는비츠로테크는전력사업, 진공기기사업등을바탕으로 7톤급과 75톤급연소기와가스발생기개발담당 발사체시스템의추진제탱크 ( 산화제탱크, 연료탱크 ), 동체개발을담당하고있는두원중공업은자동차용 Compressor, 유도무기개발사업등을바탕으로 2, 3단추진제탱크등개발담당 우주발사체기술발전을위해발사체개발에필요한기술을활용(Spin-on) 하여발사체기술을 개발하고, 확보기술의타분야적용(Spin-off) 을통해중소기업의기술역량강화필요 비츠로테크는저압/ 고압전력기기기술을바탕으로 1998 년부터액체로켓연소기개발, 연소기및 가스발생기개발기술을바탕으로플라즈마, 가속기, 핵융합개발참여 173

180 우주발사체 중분류주요제품대기업중소기업 체계기술, 임무기술 시스템설계종합, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 발사체체계총조립, 발사운용, 비행안전시스템, 궤도분석등 [ 우주발사체주요제품의국내업체현황 ] 중소기업 주요참여영역 중소기업중소기업참여점유율 * 정도 * 한국항공우주산업리얼타임웨이브시스템통합시험설비 구조기술, 열/ 공력기술 발사체구조물( 동체, 동체연결부, 추진제탱크, 단분리기구, 공력설계 / 분석, 열제어/ 화재안전 / 단열 현대중공업 두원중공업, 데크항공, 한양이엔지, 사이언텍, 한국화이바, 퍼스텍 동체, 동체연결부, 추진제탱크, 열제어/ 화재안전시험설비, 단열시스템, 열차단시스템시험설비 유도항법기술, 전자제어기술 관성항법장치, 원격측정 / 추적시스템, 전력/ 전원시스템, 추력벡터제어시스템 두산 DST, 한국항공우주산업, 한화테크엠 단암시스템즈, 기가알에프, 넵코어스 원격측정 / 추적시스템 액체엔진기술, 추진기관기술 액체엔진총조립, 연소기, 가스발생기, 터보펌프, 엔진공급계, 기체공급계등 삼성테크윈, 한화, 한화테크엠 비츠로테크, 한성이엔지, 스페이스솔루션, 삼양화학, 하이록코리아, 연소기, 가스발생기, 네오스펙, 엔진공급계, 기체공급계마이크로프렌드, 제우테크, 한국진공야금, 동헌기업 고체엔진기술, 추진기관기술 고체킥모터, 부스터, 기체공급계등 한화 발사대, 지상장비 발사대, 지상시험설비, 지상지원장비 현대중공업, 한화테크엠, 삼성테크윈, 현대로템 제넥, 한양이엔지, 가스로드, 이엠코리아, 신성이엔지, 선진엔지니어링, 한성이엔지 지상시험설비 ( 엔진구성품, 엔진시스템, 추진기관시스템등 ) * 중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5 단계로구분( 낮은단계:, 중간단계(,, ) 높은단계: ) 마. R&D 동향분석 (1) 해외 R&D 동향 세계적으로우주발사체기술을보유하고있는나라 ( 스페이스클럽가입국 ) 는소련 ( 현, 러시아 ), 미국, 프랑스, 일본, 중국, 영국, 인도, 이스라엘, ( 우크라이나, 러시아 ), 이란, ( 이탈리아 ), 북한, 대한민국등 11개국 이가운데지구저궤도부터정지궤도까지임무를수행할수있는우주발사체기술을보유한나라는 러시아, 미국, 유럽( 프랑스, 이탈리아등), 일본, 중국, 인도정도 대한민국은나로호개발을통해저궤도발사체개발에성공하였으나, 통해추진한결과이며, 독자적인우주발사체기술확보를위해노력중 러시아와의국제공동개발을 174

181 전략분야현황분석 브라질은고체로켓을중심으로한, 독자적인우주발사체기술확보를위해노력해왔으나, 3차례에 걸친폭발사고로인해중남미권최초의우주발사체개발전략에타격을입었으며, 우크라이나와의 협력을통해우주발사체개발추진중 우주발사체기술분야의주요 R&D 동향은우주발사체기술선진국을중심으로 1) 재사용발사체기술 개발, 2) 메탄엔진등새로운엔진기술개발, 3) 기존엔진개량및 Clustering 을통해신뢰성있고, 경제성있는액체엔진기술개발 4) 아웃소싱또는내부화전략을통한물류비용절감등으로정리 고비용구조의발사서비스비용은우주발사체산업의발전을저해하는걸림돌로작용 SpaceX 사의등장으로, 우주발사체시장에서발사비용에대한가격경쟁이심화됨에따라발사 비용절감을위해재사용가능한발사체 (RLV) 개발에대한관심다시고조되는상황 재사용가능한발사체는버려지던추진제탱크, 엔진등을안전하게회수, 재사용하여발사체제작 단가를절감하고, 이를통해저렴한가격의발사서비스제공으로, 발사수요확대및우주관광, 대형 우주구조물설치등우주발사체산업발전을위한신규수요창출가능 발사체추진제로사용되던사산화질소, UDMH 등맹독성물질대신, 케로신 - 액체산소, 액체수소 -액체산소등 친환경추진제에대한사용이확대되고있으며, 메탄등새로운연료를사용한액체엔진기술개발추진 발사체개발비용절감을위해새로운엔진을개발하는방식보다이미신뢰성과경제성이확인된 기존엔진의성능을개량하고, 추력이낮은엔진여러개를묶음방식(Clustering) 을통해대형 저궤도발사체, 정지궤도발사체등의발사가가능하도록기술개발추진 미국은그동안방산업체를중심의우주발사체개발로여러지역에서많은업체들이우주발사체 개발에참여함으로써, 과도한물류비용이발생하는등가격경쟁력을저하초래, SLS 발사체개발 사업의경우, 270 여개업체에서참여, 과도한물류비용과일정지연초래 이에비해 SpaceX 사는발사체제작에필요한거의모든시스템을자체생산함으로써, 수직계열화하고, 이미검증된협력업체제품을제한적으로사용함으로써, 개발일정을단축하고, 물류비용을절감하는 한편, 발사체의신뢰도제고를위해노력 유럽은 Ariane 발사체개발을통하여러시아와함께발사서비스시장을주도해왔으나, SpaceX 사의 Falcon 9 및 Falcon 9 Heavy 발사체등장으로 Ariane 5 발사비용을낮춰발사서비스시장의주도권을 유지하기위해노력하는한편, 새로운발사체개발을통해가격경쟁력을확보할수있도록노력 미국은우주왕복선퇴역후, 전략발사체인 Atlas V 발사체엔진을러시아에서수입(RD-180) 하고, NASA 가보유한우주발사체기술의민간이양, 시험시설등에대한민간사용확대등을통해 민간주도의우주산업활성화를도모하는한편, 신규발사체개발을위한 SLS 프로그램추진 SLS 프로그램은가격경쟁으로, 인해각국에서추진중인재사용가능한발사체개발방식대신 소모성발사체방식으로개발하고있으며, 미국전역에서 270여개의업체가참여하고있어당초 계획보다개발비용이상승하는등많은문제점내포 SpaceX 사는기존엔진개량및묶음방식(Clustering) 을통한엔진의신뢰성및성능제고, 구성품의자체조달을통한제작기간단축, 추진제탱크직경단일화를통한제작성제고등을통해 비용절감, 재사용가능한발사체개발로발사비용을 1/10 수준으로낮출계획 175

182 우주발사체 러시아는소련체제붕괴후, 소련연방에분산배치한발사체인프라로인해우주발사체 선진국으로서입지가흔들렸으나, 대륙간탄도탄을전용하여발사서비스시장을주도하는한편, Angara 발사체개발사업과신규발사장구축등을통해 2020년까지발사서비스시장점유율을 16% 로끌어올릴계획 Angara 발사체는다양한발사임무수행을위하여발사체 1단과 2 단에범용모듈(URM, Universal Rocket Module) 을적용, 발사서비스의가격경쟁력을확보할수있도록개발 일본은 H-II 발사체, 시리즈를이용한해외발사서비스시장진출을지속적으로추진해왔으나최고 수준의우주발사체기술에도불구하고, 높은발사비용으로해외발사수주에고전, 미쯔비시중공업과 발사체개발관련된주요 7 개기업( 가와사키중공업, NEC 토시바스페이스, IHI 에어로스페이스등) 을 중심으로해외발사체와가격면에서경쟁할수있는 H-III 발사체개발추진 H-III 발사체는우주발사체선진국의연구동향에맞춰, 재사용가능한발사체 (RLV) 로개발할 계획이며, 이를통해발사비용을 H-IIA 발사체의 50% 수준으로낮출계획 중국은미국의부품을사용한위성발사가제한됨에따라자국위성이나미국위성부품이 사용되지않은(ITAR free) 위성발사에주력하여왔으나, MTCR 가입, 친환경연료( 케로신) 를 사용한신규발사체( 장정 5~7 호) 개발등을통해세계발사서비스시장점유율을 2015년까지 15% 로올릴계획 (2) 국내 R&D동향 우리나라는 1990 년부터우주발사체개발기술확보를위하여과학로켓시리즈, 소형위성발사체 ( 나로호) 개발을위한러시아와의국제공동개발등을추진하여왔으며, 나로호개발기간중선행 연구를통해 30톤급액체엔진구성품개발과대형추진제탱크개발기술확보를위해노력 과학로켓 (KSR, Korea Sounding Rocket) 개발초기에는고체추진과학로켓개발에주력하였으나, 우주발사체기술확보를위하여액체추진과학로켓및소형위성발사체개발사업을추진해왔으며, MTCR 가입이후, 러시아와국제공동개발방식으로소형위성발사체개발실시 1990 년부터 2013 년까지, 추진했던과학로켓개발사업과소형위성발사체개발사업에도불구하고 그동안의투자예산은 5,886 억원에불과하며, 러시아와의국제협력예산을제외할경우, 3,721 억원에 불과한실정 우주센터 1 단계사업, 우주발사체기술관련우주기초 / 핵심연구사업비등제외 과학로켓개발사업에서소형위성발사체개발사업에이르는우주발사체개발노력에도불구하고, 제한된예산투자( 연간평균 155 억원) 와장기적인개발계획미비등으로인해, 우주발사체산업 육성을위한기반이마련되지못하였으며, 출연( 연) 과산업체의기술축적및관련인력양성부족 등우주발사체산업추진을위한기반마련부족 176

183 전략분야현황분석 2010년부터 1.5 톤급실용위성을지구저궤도(600~800km) 에투입할수있는우주발사체 ( 한국형발사체 ) 개발을목표로한국형발사체개발사업을추진중이며, 2021 년까지 19,572 억원을 투입하여 3단형액체추진로켓을개발할계획 한국형발사체개발사업은그동안의사업추진결과를바탕으로예비설계단계에서부터산업체의적극적인 참여를유도함으로써, 우주발사체개발기술이전및인력양성을병행추진함으로써, 우주발사체산업 기반조성을위해노력중 2010 년부터 2014 년까지 4,969 억원의예산이지원되어연간평균 994억원의예산이투입되고 있으며, 한국형발사체개발이후, 발사체개량및추가개발을통해해외발사서비스시장진출이라는 장기적인비전을제시함으로써, 우주발사체개발에대한민간참여확대추진 나로호상단개발및발사성공을통해검증된페어링, 전자탑재부 (VEB), 유도항법, 전자제어시스템 개발기술등의헤리티지를토대로한국형발사체성능에맞는구조, 유도항법, 전자제어, 열공력등의 시스템을개발하고있으며, 시제제작및시험평가과정을통해개발규격에맞는비행모델을 개발할계획 특히, 추진제탱크개발과관련하여선행연구로확보된 VPPAW 용접방식과함께해외에서 적용하는 FSW 용접방식을병행함으로써, 추진제탱크경량화와생산성제고를위한연구개발추진 VPPAW(Variable Polarity Plasma Arc Welding, 가변극성플라즈마아크용접) 방식은열전도가 좋은알루미늄재질의용접을위해고온의플라즈마아크를이용하여용접부의기계적인성질 저하를감소시키는용접방식으로, 알루미늄표면의산화피막을제거하고, 청정효과를얻기위해 가변극성사용 FSW(Friction Stir Welding, 마찰교반용접) 방식은특수형상의비소모식 Tool을고속회전시킨 후, 용접모재를삽입하고, 모재와 Tool사이에서발생하는마찰열로모재가용융점이하에서 접합되도록하는고상접합방식으로, 용접입열이작아접합후의변형이최소화되며, 접합강도와 속도가우수하고, 용접부재를사용하지않기때문에추진제탱크경량화가용이 기확보된 VPPAW 기술을토대로추진제탱크를개발하는한편, FSW 기술을이용한신규용접 공정을개발함으로써, 장기적으로우수용접기술을확보하고, 추진제탱크경량화와생산성제고를 통한가격경쟁력확보를위해노력 30 톤급, 터보펌프식액체엔진선행연구결과를바탕으로엔진구조가비슷하고기술적인난이도가 상대적으로낮은 75 톤급액체엔진을개발하고, 1단엔진으로 75톤급액체엔진 4개를묶는 방식(Clustering) 을채택함으로써, 고추력액체엔진개발에따른부담을완화하고, 한국형발사체용 액체엔진을독자적으로개발할수있는가능성제고 가스발생기사이클의액체엔진개발을통해, 국내에서최초로개발하는엔진에대해개발난이도가 상대적으로낮고, 신뢰도가높은방식을선택함으로써, 액체엔진개발의위험도를낮출수있도록개발추진 177

184 우주발사체 2008 년부터우주기초연구와우주핵심기술개발사업추진을통해우주기술 ( 위성, 발사체, 위성활용, 우주과학등) 개발에대한기초기술확보및인력양성을추진함으로써, 우주기술개발을위한대학 및산업체의관심과참여를확대하고, 이를통해확보된기술을검증하고, 적용할수있는계기마련 발사체분야의경우, 2008 년부터액체엔진, 추진제탱크, 터보펌프, 연소기, 터보펌프베어링, 충동형터빈, 발사체제어, 설계, 구조등다양한분야를주제로 30여개의과제수행 고강도재료를이용한연소기헤드정밀주조, 터보펌프베어링국산화등일부과제의경우, 관련 연구가성공적으로추진될경우, 한국형발사체용액체엔진개발과관련하여지상시험과정에서는 적용될수있을것으로기대되며, 전량수입에의존하고있는비행시험용터보펌프베어링의국산화도 향후에는가능할것으로전망 [ 우주기초연구및우주핵심기술개발사업추진현황 발사체 ] ( 단위 : 백만원) 연도구분과제명연구기관연구기간예산 * 차세대로켓엔진시스템기술대학 5년 1,016 대형로켓엔진추진제공급제어기술대학 5년 1,213 극저온용경량추진제탱크시스템기술대학 3년 년우주기초 지정 발사체개발비용산정및평가모델개발대학 2년 365 액체로켓엔진용분사기특성해석기술개발대학 3년 779 2단형초음속충동형터빈의최적화설계및모델성능시험기술개발대학 3년 654 초임계조건의액체로켓엔진분사기극저온분무특성에관한실험적연구대학 3년 549 자유차세대로켓추진기관용나노내열금속복합재료제조공정및응용기술대학 5년 953 액체로켓터보펌프극저온다상유동에대한고정밀시뮬레이션및설계연구대학 5년 년우주기초 자유 케로신/ 액체산소추진제로켓엔진화염구조및연소불안정해석기술개발대학 5년 798 우주비행체구조경량화를위한병렬환경에서의최적설계연구대학 5년 807 초내열/ 초고온세라믹스복합재료제조기술대학 5년 년우주핵심 지정열보호용내열실리콘카바이드복합재료및경량화기술개발산업체 2 년 2, 년우주기초 지정 자유 입구유동이터보펌프성능에미치는영향분석기술대학 5년 510 TSTO(Two stage to orbit) 공중발사분리핵심기술개발대학 5년 510 극초음속비행체충격파및경게층예측/ 제어/ 회피기술개발대학 5년 502 우주발사체의비행자세 3 축정밀제어를위한단일액체추진제하이드라진추력기의설계개발핵심기술연구 대학 5년 년터보펌프베어링국산화시제품개발출연연 3년 2,900 우주핵심지정로켓엔진연소기내열세라믹코팅실용기술개발출연연 3년 2,500 12년초임계상태에서기체-액체추진제의연소연구대학 5년 200 우주기초지정우주발사체통합다분야최적설계프로그램개발대학 3년

185 전략분야현황분석 12년고강도재료를이용한연소기헤드정밀주조 HIP 시제품개발출연연 3년 2,000 우주핵심지정극저온환경고압정적실(Seal) 국산화시제품개발산업체 3년 750 후방분사를적용한하이브리드로켓의연소모델링연구대학 5년 100 아자이드음이온을갖은고에너지형이온성액체로켓추진제의개발대학 5년 100 발사체음향환경예측및제어를위한다학제간통합해석모델개발대학 5년 100 극저온액체추진제의운용및관리기술연구대학 5년 년우주기초 자유 연료탱크용그라핀나노복합재료대학 5년 100 RDE를이용한 RBCC추진기관연구대학 5년 120 액체로켓엔진의통합건전성감시및관리기술연구대학 5년 100 범용우주발사체비행분석소프트웨어연구개발대학 5년 년우주핵심 14 년우주기초 레이저충격파기반발사체파이로충격파전파고속가시화시작품개발및충격저감구조연구 대학 5년 100 지정액체추진기관성능설계를위한 1 차원/MET 시뮬레이터개발산업체 3 년 700 자유 ( 발사체/ 위성체 ) 우주비행체랑데부/ 도킹/ 군집운용을위한고정밀 PSD센서시스템대학 - - 다양한중력환경에서의액체로켓극저온추진제/ 산화제탱크내부고정밀다상유동해석을통한잔량예측연구 우주비행체를위한 대학 - - Thermal Mechanical Shield 개발대학 - - 우주발사체재진입극한환경의내열재료실험및열기계적거동모형화대학 - - 우주발사체발사시로켓소음에의한음향하중이발사체구조물에미치는영향대학 - - 수직이착륙용발사체/ 달착륙선의핀틀엔진핵심기술연구대학 - - * 사업착수시점부터 2013년까지의예산에한함 바. 기업니즈조사 우주발사체개발에참여하고있는중소기업들의주요참여분야를살펴보면, 다음과같은분야에적극참여 체계및임무기술분야의경우, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 비행안전시스템등에대한 설계, 제작및시험평가등의분야에참여하고있으며, 해당분야를직접수행하거나대기업과의 역할분담을통해수행하는형태로참여 구조및열공력기술분야의경우, 추진제탱크( 산화제탱크, 연료탱크), 동체류, 열제어 / 화재안전 시스템, 단열시스템등에대한설계, 제작및시험평가등의분야에참여하고있으며, 대기업과 역할분담을통해수행하는경우도있으나, 대부분직접수행하는형태로참여 유도항법및전자제어기술분야의경우, 관성항법장치, 원격측정및추적시스템, 전력및전원시스템, 추력벡터제어시스템등에대한설계, 제작및시험평가등의분야에참여하고있으며, 특히, 추력기 자세제어계, 원격측정및추적시스템, 전력및전원시스템, 파이로구동장치, 비행종단시스템등의 경우, 중소기업에서직접수행하는형태로참여 발사대및지상장비기술분야의경우, 발사대, 지상시험설비, 지상지원장비등에대한설계, 제작 및시험평가등의분야에참여하고있으며, 발사대등대형시설구축의경우, 현대중공업등 179

186 우주발사체 대기업과역할분담을통해수행하고있으나, 대부분직접수행. 특히, 엄빌리칼접속장치, 고압가스 공급장비, 산소량모니터링장비, 탑재장비점검장비등의분야를직접수행하는형태로참여 사. 중소기업분포분석 (1) 사업체수 우주발사체분야의전체사업체수는 2013년 31개 우주발사체분야사업체의규모별분포는소기업이 29개로전체사업체수의 82% 차지 중기업은없고대기업은 1개기록 전체사업체수는연평균 19% 로증가 (2) 종사자수 종사자수에서는대기업이 3,034 명으로전체종사자 3,347 명중약 91% 비중차지 소기업은 280명으로 11% 를기록 전체종사자수는연평균 3% 로증가 소기업 37%, 대기업 1% 의종사자수증가율을보임 180

187 전략분야현황분석 [ 우주발사체분야주요기업분포현황 ] ( 단위: 개, 명) 기준품목 구분 ( 추정) CAGR 사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자 계 13 2, , , , , ,347 19% 3% 위성, 우주발사체 소기업 % 37% 중기업 % 0% 대기업 1 2, , , , , ,034 0% 1% 계 13 2, , , , , ,347 19% 3% 소기업 % 37% 총계 중기업 % 0% 대기업 1 2, , , , , ,034 0% 1% * 표준산업분류 항공기, 우주선및부품제조업 을대상으로주요기업분포현황분석진행 * 중소기업규모구분은상근종사자수를고려하여 3 단계로구분 ( 소기업 : 50 명미만 / 중기업 : 50명이상 300 명이하 / 대기업 : 300 명이상) 181

188 우주발사체 4. 기술분석 윈텔립스 DB를활용하여최근 10 년(2003 년 1 월 ~ 2014 년 6 월) 출원된국내특허와해외특허( 미국, 일본, 유럽특허) 를분석하여우주발사체분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 우주발사체분야관련특허는전체 2,431 건으로특허건수가적은편이며, 전체적으로 2000년 후반이후감소추세, 미국이 52% 의점유율로가장많은특허보유 세계우주시장은지속적으로성장하고있고글로벌경제위기에도세계주요국이우주개발투자를 확대하고있어앞으로의특허출원이상승할것으로예상 유럽출원이영어가아닌자국어 ( 독일어, 프랑스어등) 로출원된경우본분석에포함되지않아 유럽의특허점유율이낮은것으로나타났으나, 세계우주분야산업은미국과유럽이기술을주도 [ 우주항공 - 우주발사체분야의국가 연도별출원동향 ] 해외출원인의경우일본과유럽에서는기업출원이다수를차지하며, 모두활발한특허활동 미국에서는기업과연구소 182

189 미국에서는방위산업솔루션업체인 전략분야현황분석 Raytheon(US) 와연구소인 USA Army(US), USA Navy (US) 가 두각을나타내고, 일본에서는로켓제조업체인 IHI AEROSPACE(JP) 가최다출원하여미국및 유럽시장확보를위한노력이적극적 [ 해외특허의주요출원인동향 ] 미국의경우, Raytheon(US), Snecma(FR) 가후반기에출원활동이활발해진반면, TheBoeing (US), AlliantTechsystems(US), USA Navy(US), USA Army(US) 등다수의출원인이후반기에하락세 일본은 IHI AEROSPACE(JP) 가후반기에들어서출원이대폭상승했으나, 그외에는대부분 전반기에비해후반기에특허활동이주춤 IHI AEROSPACE(JP) 는 03~ 08 년 8% 점유, 09~ 13 년 24% 점유 유럽은연구소/ 대학보다기업에서의출원이높게나타났고, Rheinmetall Waffe Munition(DE) 와 United Technologies(US) 가후반기에특허출원이감소한반면, Snecma(FR), NEXTERMunitions(FR) 및 TheBoeing(US) 는후반기에특허강세 Snecma(FR) 은 03~ 08년 3% 점유, 09~ 13년 10% 점유율로후반기에상승 183

190 우주발사체 [ 미국특허주요출원인의구간별출원비율 ] [ 일본특허주요출원인의구간별출원비율 ] [ 유럽특허주요출원인의구간별출원비율 ] 184

191 전략분야현황분석 (2) 국내동향 출원증감을반복하며지속적출원을유지하며, 2010 년도에최다출원을나타냈고, 대학/ 연구소/ 공공기관의특허점유율 52% 차지 그외해외출원인 18%, 중소기업 11%, 대기업 6%, 개인 13% 점유 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 내국인의출원비율이분석초기구간부터최근까지꾸준한비율차지하며, 의한특허점유율이 83% 로외국인출원보다월등 국내특허의내국인에 국내특허의내외국인비율은내국인 83%, 외국인 17% 로내국인의특허출원비율이높음 185

192 우주발사체 한국항공우주연구원의특허출원이 96건으로해당분야에대한기술주도 대학/ 연구소 / 공공기관에서한국항공우주연구원, 다음으로국방과학연구소가두각을나타내고있으며 우주발사체분야의연구개발활동이일부연구소에의해주도 대기업에서는한화가 6 건, 엘아이지넥스원이 3건의특허출원 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 구간별주요출원인은대학/ 연구소/ 공공기관의경우, 후반기에다소감소 최다출원을나타낸한국항공우주연구원이 한국항공우주연구원은 03~ 08년 51 건(77%), 09~ 14년 45 건(53%) 출원으로특허건수는큰 차이가없으나출원비율에서는크게감소한것으로보아, 대학/ 연구소/ 공공기관에서의해당 분야에대한출원이후반기에증가하였음을미루어짐작 186

193 전략분야현황분석 대기업과중소기업의경우구간별주요출원인의출원건수가각각 19 건, 8 건으로대학/ 연구소/ 공공기관에비해연구활동약세 중소기업의주요출원인대부분후반기에새롭게등장한신규시장진입자로분석 [ 국내주요출원인의구간별출원현황 ] (3) 대표기술군선별 우주발사체분야의전체유효특허대상출원건수를기준으로다출원국제특허분류 (IPC) 10 위를도출하여대표기술군선별 상위 중소기업만을대상으로 IPC 상위 10위를추가도출하여대표기술군에반영 대표기술군으로발사체엔진, 발사체추진, 발사체재료, 발사체제어, 원격조정, 추진원리, 발사프로그램, 분리구동장치, 위치확인시스템, 열회수로 10개의대표기술군최종선별도출 187

194 우주발사체 No. 대표기술군세부내용 [ 대표기술군 ] IPC코드 대표기술 (IPC) 건수 대표출원인 1 발사체엔진 1. 노즐식로켓엔진 2. 추진력제어시스템 3. 로켓모터 4. 벨형추진노즐 5. 연소실 F02K 한국항공우주연구원 (KR), Snecma(FR), UnitedTechnologies(US), IHIAEROSPACE(JP) 2 발사체추진 1. 로켓추진유닛 2. 로켓단 3. 벨로우즈 4. 분리장치 5. 배관 B64G TheBoeing(US), Astrium(FR), MITSUBISHIHEAVYIND(JP), 한국항공우주연구원 (KR) 3 발사체재료 1. 무연발사체 2. 발사체팁 (tip) 3. 발사관재료 4. 추진기관격벽재료 F42B RheinmetallWaffeMunition(DE), USANavy(US), 한화 (KR), NewtecServicesGroup(US) 4 발사체제어 1. 날개부체 2. 추진력방향제어 3. 발사체궤적교정시스템 4. 스핀안정발사체 F42B Raytheon(US), NEXTERMunitions(FR), USAArmy(US), MITSUBISHIELECTRIC(JP) 5 원격조정 1. 원격조정및자율이동 2. 정보수집체 3. 발사체유도 4. 발사체신호추적 F42B Raytheon(US), LockheedMartin(US), USANavy(US), DAICEL(JP), IHIAEROSPACE(JP) 6 추진원리 1. 자이로스코프효과 2. 회전휠 3. 열교환 4. 에너지저장사이클 F03G TANIGAWAHIROYASU(JP), OSHIMAHIROMITSU(JP) 7 발사프로그램 1. 네트워크 2. 컴퓨터,CPU 3. 표시장치 4. 데이터베이스 5. 정보처리장치 G06F InternationalBusinessMachines(U S), SONY(JP), SeikoEpson(JP) 8 분리구동장치 1.sub-caliber 2. 분리형또는안내용송탄통 3. 원통형로드 F42B RheinmetallWaffeMunition(DE), NEXTERMunitions(FR), LibertyAmmunition(US) 9 위치확인시스템 10 열회수 1.SPS신호 2. 무선위치측정수신기 3. 위성포지셔닝시스템 (SPS) 4.GNSS 신호 1. 에너지변환 2. 배기열, 마찰열, 폐열 3. 태양광가열공기 4. 중력터빈 5. 렌즈 G01S QUALCOMM(US), Astrium(DE), TheBoeing(US) F01K TANIGAWA HIROYASU(JP) 188

195 전략분야현황분석 나. 대표기술군분석 (1) 기술성장성분석 우주발사체분야의기술별출원점유율 49) 및최신특허비율 50) 을살펴보면, 발사체추진, 발사체재료 분야는출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수한분야로판단 추진원리, 위치확인시스템분야의경우출원점유율은낮으나, 최신특허비율은평균이상으로최신특허측면의 경쟁력은높은것으로분석 발사체제어, 원격조정, 발사프로그램, 분리구동장치및열회수분야는출원점유율및최신특허비율 모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 기술전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 발사체엔진 % 30.60% 中 발사체추진 % 38.21% 上 발사체재료 % 38.46% 上 발사체제어 % 29.59% 下 원격조정 % 34.29% 下 추진원리 % 48.28% 中 발사프로그램 % 33.33% 下 분리구동장치 % 27.50% 下 위치확인시스템 % 46.15% 中 열회수 % 35.29% 下 분야평균 4.60% 36.17% - 49) 출원점유율 : 전체특허중에서해당기술분야의점유율 출원점유율 = 해당기술분야의특허수전체특허수 50) 최신특허비율 : 전체특허중에서 2010 년~2014 년최근 5년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2010 년~2014년출원특허수전체특허수 189

196 우주발사체 (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 51) ) 및시장확보력지수 (PFS 52) ) 를이용하여 우주발사체분야의기술별기술수준을살펴보면, 원격조정, 위치확인시스템분야는피인용지수 및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 발사체제어, 발사프로그램분야는피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는것으로분석 분리구동장치분야는시장확보력은우수하나, 이에비해피인용지수는평균미만으로나타나기술력이 다소미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 기술미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 발사체엔진 下 발사체추진 下 발사체재료 下 발사체제어 中 원격조정 上 추진원리 下 발사프로그램 中 분리구동장치 中 위치확인시스템 上 열회수 下 분야평균 ) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 52) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 190

197 전략분야현황분석 (3) 중소기업적합성분석 한국특허를대상으로분석하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한전략제품후보군선별 발사체엔진, 발사체추진, 발사체재료및발사프로그램분야가중소기업출원비율과중소기업 출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한대표기술군으로판단 발사프로그램분야는국내특허건수(3 건) 모두중소기업이출원하였으며, 발사체재료와발사체 추진분야또한타기술군보다중소기업의출원비율이높은편 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허중소기업중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 출원비율 중소기업 출원인비율 종합평가 발사체엔진 % 1.61% 上 발사체추진 % 12.50% 上 발사체재료 % 27.27% 上 발사체제어 % 0.00% 下 원격조정 % 0.00% 下 추진원리 % 0.00% 下 발사프로그램 % % 上 분리구동장치 % 0.00% 下 위치확인시스템 % 0.00% 下 열회수 % 0.00% 下 191

198 우주발사체 다. 종합결론 전체적으로 2000 년후반이후감소하는추세이며, 미국이 52% 의점유율로가장많은특허보유, 한국의경우지속적인특허활동 우주발사체기술분야는고부가가치를창출한미래첨단산업으로기술육성전략도출을필요로하는기술분야 세계우주시장은지속적으로성장하고있고글로벌경제위기에도세계주요국이우주개발투자를 확대하고있어앞으로의특허출원이상승할것으로예상 미국특허는 Raytheon(US), 일본특허는 IHI AEROSPACE(JP), 한국특허는한국항공우주연구원 (KR) 의활동이활발 각대표기술후보군의특허지수를종합분석한결과, 중소기업적합성이높은수준으로평가된 발사체엔진, 발사체추진및발사체재료분야관련기술군은상대적으로국내중소기업의출원 활동이활발한것으로평가되고, 기술성장성과기술수준이상대적으로낮게평가되어국내 중소기업이해당분야에서기술개발을고려해볼수있는후보군으로판단 위치확인시스템은기술성장성및기술수준분석결과높은수준으로나타나해당분야의시장형성및 기술개발이활발한기술군 [ 특허분석종합평가표 ] 전체 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 대표기술군 특허 건수 출원점유율 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 발사체엔진 % 30.60% 中 下 1.45% 1.61% 上 발사체추진 % 38.21% 上 下 11.76% 12.50% 上 발사체재료 % 38.46% 上 下 17.65% 27.27% 上 발사체제어 % 29.59% 下 中 0.00% 0.00% 下 원격조정 % 34.29% 下 上 0.00% 0.00% 下 추진원리 % 48.28% 中 0% 0% 下 0.00% 0.00% 下 발사프로그램 % 33.33% 下 中 % % 上 분리구동장치 % 27.50% 下 中 0.00% 0.00% 下 위치확인시스템 % 46.15% 中 上 0.00% 0.00% 下 열회수 % 35.29% 下 0 0 下 0.00% 0.00% 下 192

199 전략분야현황분석 5. 시사점및제언 2013 년정부는 우주기술자립으로우주강국실현 이라는국정과제를확정하고, 한국형발사체 조기개발, 우주기술산업화추진, 한국형달탐사조기실현등을위한정책추진 국가우주개발계획에따른국내위성발사수요의증가로한국형발사체활용기회가증가되고, 이를통하여발사체의신뢰도가제고된다면, 신흥개발국의위성활용과위성보유수요의증가로 발사서비스시장진출기회확대전망 우주발사체기술을보유하고있는나라는우주개발계획을독자적으로수행하기위하여 우주발사체산업기반을안정적으로유지할수있는정책실시 미국 : 국방부 (DoD) 의안전보장프로그램 (ELS, ELC) 를통해기간발사체 (EELV) 유지, 민간개발촉진 프로그램 (COTS, CRS 등) 을통해민간에의한발사체개발촉진 유럽 : Slice 13, LEAP 등장기지원프로그램을통해연간 6회이상의발사수요창출 일본 : 연간 4 회이상의발사수요창출, 인도 : 연간 7~8회이상의발사수요창출 국내우주발사체개발에참여하고있는산업체들은기존핵심분야에서확보된기술을바탕으로 우주발사체구성품개발분야에참여함으로써, 이미확보된기술을활용(Spin-on) 하여발사체 기술을개발하고, 확보기술의타분야적용(Spin-off) 을통해중소기업의기술역량강화필요 193

200 우주발사체 [ 우주발사체분야주요제품 ] 분야제품설명출처 - 우주공간또는고층대기의과학관측이나실험을수행하기위한 과학탑재체또는중소형위성(100~500kg) 을준궤도(100km) 또는 소형발사체 지구저궤도(200~1,000km) 에투입할수있는발사체를의미하며, 글로벌 엔진및추진기관기술, 발사대및지상장비기술, 유도항법, 전자제어기술, 구조및열/ 공력기술등을포함 - 우주발사체가탑재유도항법시스템을이용하여비행중, 한장소에서 유도항법시스템 다른장소로이동하도록발사체를유도조종하는장치또는시스템을의미하며, 항법시스템, 비행제어컴퓨터, 비행제어 / 구동시스템, 탑재단말체계등을포함 시장/ 타부처 발사체구조물/ 단분리 - 발사체이륙시발사체와단이분리되어위성의궤도에진입하며, 로켓의단(stage) 이란그자체추진체와엔진을가진독립적인로켓을말하며, 우주발사체의경우보통 2-3개의단을연결한다단으로구성 전문가/ 시장/ 기업니즈 우주발사체 추진기관 - 연소기, 가스발생기, 엔진공급계배관, 밸브류등에대한보유기술을활용하여극저온, 초고압의환경조건에서운용가능한기술을개발함으로써, 발사체에적용가능한제품생산및관련분야기술 시장/ 특허/ 타부처 적용을통한민수제품생산기반확보가능 - 우주발사체개발을체계적으로추진하기위한 System Engineering 및 발사체체계임무 System Integration 기술, 발사체의임무정의및요구분석, 임무제어시스템, 스테이징설계, 궤적및자세설계, 분리안정성분석기술, 우주발사체의비행중대인및대물피해를최소화하기위한 시장/ 특허/ 타부처 비행안전시스템설계및제작, 발사체체계총조립, 발사통제및운용등을가능하게하는기술또는장비를포함 연료탱크및연료 - 발사체추진을위한액체엔진은연소기, 터보펌프, 가스발생기, 엔진공급계 ( 밸브류, 배관등), 기체공급계, 추진제어, 고체킥모터, 부스터등엔진및추진기관등의설계및제작기술또는장비 전문가 발사대/ 지상장비 - 발사대, 추진기관시험설비구축을통해확보된극저온, 초고압플랜트구축기술을바탕으로 LNG 선, 석유화학플랜트등의분야에진출함으로써, 관련기술의민수분야활용촉진가능 시장/ 타부처 194

201 우주발사체 전략제품현황분석 - - 소형발사체 유도항법시스템

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203 전략제품현황분석 소형발사체 1. 개요 - 정의: 우주공간또는고층대기의과학관측이나실험을수행하기위한과학탑재체또는중소형 위성(100~500kg) 을준궤도(100km) 또는지구저궤도(200~1,000km) 에투입할수있는발사체를 의미하며, 엔진및추진기관기술, 발사대및지상장비기술, 유도항법, 전자제어기술, 구조및 열/ 공력기술등을포함 - 범위: 우주발사체는과학탑재체, 인공위성, 우주구조물, 우주인등의투입임무궤도에따라과학로켓, 저궤도 중궤도 정지궤도발사체등으로구분하며, 투입하는과학탑재체, 인공위성, 우주구조물등의 중량에따라소형 중형 대형발사체등으로구분 가. 정의및필요성 우주발사체는과학탑재체, 인공위성, 우주구조물, 우주인등을지구표면에서우주공간으로 이동하는데사용되는운송수단으로정의 우주발사체는임무궤도에따라과학로켓, 저궤도 중궤도 정지궤도발사체로구분할수있으며, 투입중량에따라소형중형대형 발사체로구분 소형발사체는우주공간또는고층대기의과학관측이나실험을수행하기위한과학탑재체또는중소형 위성(100~500kg) 을준궤도 (100km) 또는지구저궤도 (200~1,000km) 에투입할수있는발사체 우주발사체기술은 MTCR (Missile Technology Control Regime, 미사일기술통제체제 ), ITAR (International Traffic in Arms Regulations, 국제무기거래규정 ) 등과같은국제협정에의거하여 국가간기술또는물자이전및협력이통제되고있음. 독자적인우주발사체기술이없는나라는 해외의발사서비스이용이불가피하기때문에독자적인우주개발계획실행을위하여국가주도의 우주발사체기술확보전략이필요 우리나라는 1990 년대부터, 우주발사체기술확보를목표로과학로켓개발사업을추진하였으며 2010 년부터 1.5톤급실용위성을지구저궤도에투입할수있는한국형발사체개발사업을추진하고 있음. 이를통해우리나라는발사체개발, 관련인프라구축등을추진하고, 사업초기부터기업체 참여를유도함으로써, 발사체생태계조성을위한정책추진 197

204 우주발사체 소형발사체 나. 범위및분류 우주발사체는발사체에탑재되는과학탑재체또는인공위성등의중량에따라소형, 중형, 대형 발사체로구분 우주발사체는임무궤도에따라과학로켓, 저궤도 중궤도 정지궤도발사체로구분할수있으며, 중궤도 정지궤도발사체는투입궤도를저궤도로전환하여다중발사를통해여러개의과학 탑재체나소형위성등을발사할수있으나, 타당할것으로판단 이번분석에서는저궤도발사체에한정하는것이 소형발사체는대기, 환경등에대한환경탐사, 무중력상태에서의과학실험, 로켓이나위성 개발관련부품의개발시험등을위하여준궤도비행을하는과학로켓과소형위성을저궤도에 투입할수있는저궤도발사체로구분 우주발사체는다양한기술분야가결합된대형복합시스템으로서, 체계/ 임무기술, 구조, 열/ 공력, 유도항법, 전자제어, 엔진및추진기관기술, 위성또는과학탑재부, 발사대, 지상시험및 지원장비기술등과발사통제및운용, 탑재소프트웨어개발등의기술로구성 [ 우주발사체 ( 소형) 분류관점의범위 ] 대분야 중분야 세부제품 우주발사체 과학로켓 저궤도발사체 시스템설계종합, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 비행안전시스템, 궤도분석, 발사체체계총조립, 발사운용, 발사체구조물 ( 동체, 동체연결부, 추진제탱크 ( 산화제탱크, 연료탱크 ) 등), 단분리기구, 공력설계 / 분석, 열제어 / 화재안전 / 단열시스템, 관성항법장치, 원격측정 / 추적시스템, 전력/ 전원시스템, 추력벡터제어시스템, 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 엔진공급계 ( 밸브류, 배관등), 기체공급계, 추진제어, 킥모터, 부스터, 발사대, 지상시험설비, 지상지원장비 [ 공급망단계별우주발사체 ( 소형) 주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 우주발사체 체계, 임무기술 구조, 열/ 공력기술 유도항법, 전자제어기술 액체엔진, 추진기관기술 고체엔진, 추진기관기술 시스템설계종합, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 비행안전시스템, 궤도분석, 발사체체계총조립, 발사운용 발사체구조물( 동체, 동체연결부, 추진제탱크 ( 산화제탱크, 연료탱크 ) 등), 단분리기구, 공력설계 / 분석, 열제어/ 화재안전 / 단열시스템 관성항법장치, 원격측정 / 추적시스템, 전력/ 전원시스템, 추력벡터제어시스템 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 엔진공급계 ( 밸브류, 배관등), 기체공급계, 추진제어 킥모터, 부스터, 기체공급계 발사대, 지상설비발사대, 지상시험설비, 지상지원장비 198

205 전략제품현황분석 2. 산업및시장분석 - 우주발사체시장은최종제품인우주발사체의, 발사서비스를통하여산업및시장이형성되고있으며 MTCR 이나 ITAR 등과같은국제협정에따라발사체관련기술이나제품의이전제한 - 우리나라는나로호발사를통해세계 11 번째로우주발사체를발사한나라가되었으며, 2020년 1.5톤급 - 실용위성발사를목표로한국형발사체개발사업추진중 우주발사체선진국은자국발사수요의지속적인창출과해외발사서비스시장진출을통해발사체산업 기반을유지하고있으며, 우리나라는한국형발사체조기개발을통해기술격차를해소하고, 우주발사체 산업을활성화하기위한정책시행중 가. 니즈분석 정부의우주기술육성전략에따른우주발사체기술개발수요증가 시장니즈 1 : 독자적인우주발사체기술확보필요성증가 정부는 1990 년대초반부터, 인공위성, 우주발사체등우주개발에대한중장기계획을마련하고, 우주산업을새로운성장동력으로육성하기위한정책실시 우주개발중장기기본계획 ('96~'15) 수립, 우주개발진흥법 ('05) 제정, 우주개발진흥기본계획 ( 제1차 '07~'16, 제2 차('12~'16)) 수립, 우주개발중장기계획 ('20~'40) 수립등 정부는이를위해과학로켓 I~III, 소형위성발사체( 일명, 나로호) 국제공동개발등을추진해 왔으며, 10년부터 1.5톤급실용위성을지구저궤도에투입할수있는한국형발사체개발사업을 국내주도로추진중 2013 년출범한박근혜정부는 우주기술자립으로우주강국실현 이라는국정과제를확정하고, 한국형발사체조기개발, 우주기술산업화추진등의정책을적극적으로추진하고있음 신성장동력발굴을위한국가전략에따라우주기술에대한국가적관심증대 시장니즈 2 : 과학기술간융복합화, 경제성장, 고용확대등이가능한성장동력확충필 요성증가 우주발사체기술에대한국가간기술및물자의이전규제로인하여관련기술개발과우주발사체 제작이대부분국내에서수행되기때문에, 우주발사체개발에대한정부지원과산업체참여가 활성화되면, 경기부양과관련산업체의매출증가및우주발사체, 인공위성등우주산업시장의 활성화기대 199

206 우주발사체 소형발사체 OECD Space Forum 의 The Space Economy at a Glance(2011) 보고서에따르면, 우주기술은 세계적경제위기에도불구하고, 사회적인도전과제를효과적으로해결하기위하여우주기술 개발에참여하는국가와예산이지속적으로증가하고있기때문에, 동력으로발전할것으로전망 우주기술이새로운성장 우주기술은강재, 내연기관등전후방 연관산업에대한파급효과가크기때문에, 기계, 전기, 전자 등세계수준과경쟁할수있는국내관련기술들을우주발사체기술개발에활용(Spin-on) 하고, 이를 통해확보된기술을관련된다른분야에활용(Spin-off) 함으로써, 산업활성화에기여할것으로전망 우주발사체등우주기술확보를통해과학기술에대한국민적관심제고 시장니즈 3 : 지속적인우주개발을통한우주개발비전제시 과학위성, 다목적실용위성, 정지궤도위성등다양한위성발사성공, 나로호발사성공을통한 Space Club 기대와관심고조 진입등우주분야에서창출된다양한성과를바탕으로우주개발에대한국민적 나로호발사성공을통해청소년들에게과학기술에대한꿈을심어주었으며, 과학기술간 융복합화의촉진으로기계, 전기, 전자, 소재, 정보통신등다양한기술이융복합된항공우주 기술에대한관심고조로우수한인력확보가능 과학기술간융복합을통해우주기술개발능력의조기확보추진 시장니즈 4 : 과학기술간융복합및협력강화를통하여독자적인우주개발능력확보 우주발사체기술은기계, 전기, 전자, 정보통신등다양한기술이결합된융복합기술로서, 관련 분야의국내기술수준이높기때문에, 상호협력을강화할경우, 짧은기간안에발사체 기술개발이가능할것으로판단 과학로켓 (KSR-I~III), 소형위성발사체 ( 나로호) 등의개발을통해확보된발사체설계기술, 체계 기술, 발사운용및통제기술등과액체엔진및대형추진제탱크개발기술선행연구등을 바탕으로우주발사체를독자개발할수있는기술기반확보 200

207 전략제품현황분석 [ 소형발사체분야의 PEST 분석 ] 구분 촉진요인 저해요인 정책 - 우주개발진흥법, 우주개발중장기기본계획, 우주개발진흥기본계획 등우주발사체산업육성을위한정책추진 년부터우주발사체개발을위한국가연구개발추진 년출범한새정부는 우주기술자립으로우주강국실현 이라는국정과제추진을통해독자적인우주발사체기술확보를위한정책추진 - 국가간기술이전및협력제한체제(MTCR, ITAR) 로인해독자기술개발을위한대규모예산투입및인력확보필요 - 우주발사체등우주개발에대한실효성논란제기로우주개발을위한지속적인투자에대한정책의지변화등에따른변동성내포 경제 - 우주발사체관련기술개발은대부분국내에서수행되므로, 정부지원과민간의참여가확대시, 국내경기와우주산업시장의활성화기대 - 국내위성발사수요증가에따른발사기회확대와신흥개발국의위성활용확대및자국위성보유수요증가에따라해외발사서비스시장진출기회확대 - 우주발사체선진국의시장과점현상이뚜렷하고, 국내관련기반이취약하기때문에해외시장진출가능성이제한적이며, 민간의우주발사체개발참여가능성부족 - 국가간기술이전및협력제한으로해외발사서비스시장진출전략이필수적이며, 이를위해우주발사체개발및신뢰성제고를동시에추진해야하는부담발생 사회 - 한국최초우주인배출, 과학위성, 다목적실용위성, 정지궤도위성등다양한위성발사성공, 나로호발사성공등으로우주개발에대한국민적기대와관심고조 - 나로호발사성공과과학기술간융복합화촉진으로기계, 전기, 전자, 소재, 정보통신등다양한기술이융합된항공우주기술에대한관심고조로우수인력확보가능 - 우주발사체개발은대형복합시스템개발사업으로, 국가주도의연구개발이불가피하며, 우주발사체개발이후에도일정수준의정부지원이불가피한실정 - 고령화사회의진전에따른국민복지, 국민건강등보건분야, 사회안전분야, 다른과학기술분야등에대한재정수요확대로우주기술개발투자의실효성논란심화 기술 - 우주발사체기술은기계, 전기, 전자, 정보통신등다양한기술이결합된융복합기술로서, 국내기술수준이높기때문에짧은기간내에기술개발이가능 - 과학로켓에서나로호에이르는우주발사체개발을통하여확보된기술과액체엔진, 대형추진제탱크등에대한선행연구결과를바탕으로독자개발을위한기술기반확보 - MTCR( 미사일기술통제체제 ), ITAR( 국제무기거래규정 ) 등우주발사체관련기술과물자의이전에대한제한 등으로미확보기술에대한해외협력이곤란 - 관련기술의독자개발이불가피하기때문에, 이로 인한개발기간, 개발예산등의증가위험내포 우주발사체선진국의기술고도화 발사체기술 Technology Gap 확대 발사서비스시장과점확대 MTCR, ITAR 등국제협력제한 우주발사체독자개발기반확보 국내및신흥개도국발사수요증가 우주발사체등우주개발에대한정부의지속적인육성정책으로인해우주발사체를비롯한우주산업기반조성확대 그동안의우주발사체개발사업을통해확보된기술을바탕으로독자적인우주발사체기술개발을위한기술기반확보 국내위성발사수요와신흥개도국을중심으로한자국위성발사수요증가로해외발사서비스시장진출기회확대 201

208 우주발사체 소형발사체 나. 산업특징및구조 세계적으로우주발사체기술을보유하고있는나라가 11개국에불과할정도로기술의과점현상이 뚜렷하며, 이중에서도유럽, 러시아등일부국가에의한해외발사서비스시장지배구조가확고한산업 우주발사체기술은대형복합기술로서, 전반적인예산투입규모가크고, 소재, 기계가공, 전기전자, 화학등다양한분야가결합되어있으며, 지속적인연구개발투자가전제되어야 기술개발이가능하므로, 단기간에기술경쟁력을확보하기곤란한산업 MTCR, ITAR 등에따른기술이나물자의이전제한으로해외기술도입이나기술협력을통해미확보핵심기술을확보할수있는방안이제한적이므로, 실질적인기술확보를위해서는독자적인기술개발이불가피한산업 MTCR 은우주발사체의개발제한하는것은아니며, 관련기술을보유한나라가비회원국으로 기술을이전하거나관련제품을수출하지못하도록통제, 평화적이용증명시, 회원국간의기술 협력가능( 러시아와의나로호국제공동개발 ) ITAR( 국제무기거래규정 ) 는미국정부의국방관련군수품수출입허가규정으로, 미국에서의수출, 미국 밖에서의거래또는사람의활동에대하여적용되며, 미국에서수출한물자, 기술, SW 등이수입국에서 3 국으로수출되는경우에도적용( 미국에서다목적실용위성 3 호의중국발사체이용을제한한사례) 우주센터, 추진기관시험설비등관련인프라구축예산비중이높은산업 한국형발사체예산(19,572 억원) 중시험설비구축예산 4,421 억원(22.6%) 독자적인우주발사체기술을확보하더라도발사체관련물자( 추진제탱크, 엔진등) 나기술수출이 제한적이므로, 관련산업기반유지를위해자국발사수요를확대하거나해외발사서비스제공을 위해신뢰성확보가필수적인산업 MTCR 회원국간은발사체, 엔진제공등협력 우주발사체시장은전반적으로특정기업이나국가기관이주도하는방식보다국가기관( 우주청), 우주발사체제작관련기업컨소시엄, 발사서비스대행기업간협력을통해주도되는시장이며, 개별기업차원의우주발사체개발이제한된산업구조 우주발사체시장은우주발사체기술을확보하고있더라도우주발사체구성품이나관련기술의해외이전이제한되기때문에, 우주발사체주요구성품이나기술수출보다최종제품인우주발사체를이용한해외발사서비스제공을통하여우주발사체산업의기반유지및발전이가능한산업구조 202

209 전략제품현황분석 우주발사체산업기반을유지하기위하여자국발사수요확대나발사서비스시장진출을통해 안정적인발사기회를확보하여야하며, 성공적인해외시장진출을위해발사비용에대한가격 경쟁력과신뢰성확보가필수 발사비용에대한가격경쟁력확보를위해투입궤도별목표고도에따른투입가능중량대비 발사비용에대한가격경쟁력을염두에둔개발전략필요 신뢰성확보를위하여국내발사수요의안정적확보및성공적인발사임무수행을통해신뢰도를 축적하고, 달탐사등고난이도발사수행전략필요 [ 우주발사체 ( 소형발사체 ) 중심의연관산업구조 ] 후방산업 우주발사체 ( 소형발사체 ) 전방산업 기계가공, 소재, 전기, 전자부품, 건설, 플랜트등 발사체구조물( 추진제탱크, 동체류등), 액체엔진, 추진기관, 유도항법, 전자제어, 열/ 공력시스템, 발사대, 지상시험장비, 발사체관련 SW 개발, 발사통제및운용등 발사체구성품수출, 발사체기술협력, 발사서비스 [ 우주발사체 ( 소형발사체 ) 중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 우주발사체등우주기술개발에대한정부의강력한정책추진의지( 국정과제추진) - 전자, 기계, 부품소재등우주발사체기술에적용가능한관련기술의국제경쟁력확보 - 나로호발사성공을통한우주발사체개발경험축적및관련기술선행연구를통한기술기반확보 기회요인 (Opportunity) - 지속적인위성발사계획및달탐사계획추진등에따른국내우주개발수요증가 - 동남아시아, 서남아시아, 남미등신흥국을중심으로한위성발사및활용수요증가 - 주변강대국( 미국, 일본, 중국, 러시아) 의우주개발추진전략에따른우주개발필요성부각 약점 (Weakness) - 우주발사체기술에대한국제적인기술협력을통제하는 MTCR, ITAR 등의국제협정존재 - 우주기술예산확보와관련한타과학기술분야와의경쟁심화및우주기술선진국과의예산격차확대 - 우주발사체독자개발이후, 지속적인발사를통한발사체신뢰성및가격경쟁력확보필요 위협요인 (Threat) - 우주발사체를비롯한우주기술선진국의지속적인우주개발투자확대에따른기술격차심화 - 경제성을고려한우주발사체선진국의신형발사체개발에따른발사체가격경쟁력확보곤란 - 우주발사체선진국의신형발사체개발에따른발사체틈새시장상실가능성심화 다. 시장현황/ 전망분석 우주발사체산업의주요매출은비상업발사와상업발사로구성되어있으며, 대한전망은위성발사수요예측을통해분석가능 우주발사체산업에 비상업발사는국가에서군사, 통신등국가전략적목적에따라수행 상업발사는미국연방항공청 (FAA) 로부터발사라이선스를획득하고수행 2013년부터 2022년까지정지궤도위성 349 기($284 억), 중궤도위성 156 기($67 억), 저궤도위성 603 기($141 억), 우주탐사위성 43 기($60 억) 로예측 203

210 우주발사체 소형발사체 [ 향후 10 년간위성발사수요예측 ] ( 단위: 대) 구분 2003 ~ ~ 2022 증감 위성발사횟수발사위성총중량위성시장발사서비스시장위성발사서비스시장합계 809기 1,151 기 + 42% 1,824톤 2,397 톤 + 31% 1,420 억달러 1,810 억달러 + 27% 450억달러 550 억달러 + 23% 1,870 억달러 2,360 억달러 + 26% * 자료: Satellite to be built & launched by 2022(Euroconsult, 2013) 2013년부터 2022년까지향후 10년간저궤도및정지궤도발사체시장규모는향후 10년간생산 739 기, 매출 584억 92백만달러로전망 구분주요품목 * 세계시장 GTO (GEO) 2019 ~ ~2022 성장률 (%) (2013~2022) % LEO % LEO, GTO [ 궤도별세계우주발사체분야제품군별시장현황및전망 생산 ] ( 단위: 대) % 합계 % * 자료 : GTO : Geostationary Transfer Orbit, 정지천이궤도, GEO : Geostationary(Geosynchronous) Orbit, 정지궤도, LEO : Low Earth Orbit, 저궤도 * 2013 년발사횟수는현재운용중이거나개발중인발사체(46 개) 의발사횟수로서, 2013년총발사횟수와차이가날수있음 구분주요품목 세계시장 GTO (GEO) 2019 ~ ~2022 성장률 (%) (2013~2022) % LEO % LEO, GTO [ 궤도별세계우주발사체분야제품군별시장현황및전망 매출 ] ( 단위: 백만달러) 4,939 5,976 4,906 4,863 4,866 5,008 4,904 9,795 10, % 합계 5,791 6,786 5,864 5,677 5,670 5,624 6,031 11,018 11, % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System 204

211 전략제품현황분석 과학로켓은대기관측, 과학실험, 발사체또는위성부품의실험등과학적인목적으로활용되기 때문에세계적인시장규모를파악하기곤란한상황 저궤도발사체는 2013년부터 2022년까지 155 기(20.97%) 가생산될것으로전망되며, 매출 규모는 45억 23 백만달러(7.73%) 로전망 [ 저궤도발사체시장현황및전망 생산 ] 구분주요품목 ~ ~2022 ( 단위: 대) 성장률 (%) (2013~2022) 러시아 % 미국 % 세계시장 (LE O) 이스라엘 % 인도 % 일본 % 중국 % 유럽 * % 합계 % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System, * 유럽 : 프랑스, 이태리 [ 저궤도발사체시장현황및전망 매출 ] 구분주요품목 ~ ~2022 ( 단위: 백만달러) 성장률 (%) (2013~2022) 러시아 % 미국 % 세계시장 (LE O) 이스라엘 % 인도 % 일본 % 중국 % 유럽 * % 합계 % * 자료: Space Systems Forecast - Launch Vehicles & Manned Platforms, Forecast International 2013 Analysis 1 The Market for Expendable Launch Vehicles , Platinum Forecast System, * 유럽 : 프랑스, 이태리 205

212 우주발사체 소형발사체 라. 공급망( 분류) 에따른분석 우주발사체시장은우주발사체기술을확보하고있더라도우주발사체구성품이나관련기술의해외이전이제한되기때문에, 우주발사체주요구성품이나기술수출보다최종제품인우주발사체를이용한해외발사서비스제공을통하여우주발사체산업의기반유지및발전이가능한산업구조 이에따라우주발사체에대해공급망을기준으로분석할경우, 분석하는것이타당할것으로판단 전체시스템에대한공급망을 우리나라는 1990 년부터과학로켓및저궤도발사체개발을추진하였으나, 개발예산은 2013 년까지 연간 155억원수준으로산업기반육성이취약한상황 한국형발사체사업을통해 2010년부터 2014년까지 4,969 억원이투입되었으며, 지난 5년간연평균 994 억원으로, 기존대비, 6.4 배에해당하며, 2020 년까지 1조 4,603 억원의예산이추가로투입할계획 2015 년까지액체엔진및, 추진기관개발을위해필요한시험설비구축을중점추진할계획이며 이후에는발사체및액체엔진개발등을위하여예산을본격투입할계획이며, 특히직접비의 90% 이상이국내에서집행될계획으로, 국내우주발사체시장형성및발전에기여할것으로전망 [ 우주발사체개발예산현황 ] ( 단위 : 억원) 구분 과학로켓 KSR-I KSR-II KSR-III 소형위성발사체 ( 나로호) 한국형발사체 개발기간 ~ ~ ~ ~ ~ 개발비( 억원) ,025 19,572 해외업체및제품현황( 과학로켓) 미국은 NASA GSFC(Goddard Space Flight Center) 에서운영하고있는 NSRP (NASA Sounding Rocket Program) 을통해과학로켓개발을지원하고있으며, 과학로켓전용발사장에서연간 15회 이상발사운용중 일본은 JAXA ISAS 에서과학로켓프로그램을운영하고있으며, Kappa, S-시리즈등의과학로켓을 과학로켓전용발사장에서발사운용중 유럽은 ESA 주관으로 TEXUS, MAXUS 등 4종의과학로켓을발사운용중 인도는 ISRO에서 RH 과학로켓 3종을과학로켓전용발사장에서발사운용중 호주는 ASRI 에서 SSRP(Small Sounding Rocket Program) 을통하여 Sighter 등 2종의과학로켓을 발사운용중 이밖에도중국, 러시아, 브라질, 이란등의국가에서과학로켓관련프로그램을운영하고있으나, 이들국가의경우, 위한목적으로과학로켓개발추진 과학로켓자체의활용을위한연구보다는우주발사체나미사일기술개발을 206

213 전략제품현황분석 해외업체및제품현황( 저궤도발사체) 위성발사가가능한우주발사체기술보유국 ( 스페이스클럽가입국 ) 은소련( 현, 러시아 ), 미국, 프랑스, 일본, 중국, 영국, 인도, 이스라엘, ( 우크라이나, 러시아 ), 이란, ( 이탈리아 ), 북한, 대한민국등 11개국 유럽은 ESA( 유럽우주청 ), Arianespace 사( 발사서비스대행), Airbus 등유럽소재기업( 소유즈 발사체는러시아에서발사체제작, 공급) 등의협력을통해우주발사체개발및발사운용추진 유럽은 ESA주관으로 Fiat Avio와 EADS 에서개발한베가(VEGA) 발사체는궤도에따라 300~2,500kg 을 투입할수있는로켓개발성공(2012 년 2 월), 기존 Ariane 발사체대비, 발사비용절감달성 미국은우주왕복선퇴역후, 초대형발사체개발프로그램 (SLS, Space Launch System) 과별도로, 인공위성발사나우주정거장 (ISS) 물자운송등지구저궤도우주수송임무를민간에이관(COTS), 민간기업에대한정부지원강화 COTS(Commercial Orbital Transportation Services) : 민간우주개발지원정책 러시아는구소련체제붕괴후, 대륙간탄도탄을우주발사체로전용하여가격경쟁력을무기로 상용발사서비스시장을주도해왔으나, 신형 Angara 발사체개발을통해 2020년까지시장 점유율을 16% 로확대할계획 Angara 발사체는범용모듈(URM, Universal Rocket Module) 적용을통하여발사임무별구성 다양화, 소형발사체 (Angara A1.1) ~ 대형발사체 (Angara A5) 일본은미국의우주협조프로그램을통해우주발사체개발기술을확보했으며, H-시리즈개발을 통해수소엔진등세계수준의우주발사체개발기술확보 JAXA 주관으로 IHI 에어로스페이스사에서개발한입실론 (Epsilon) 발사체는지구저궤도 (500km) 700kg, 태양동기궤도 (500km) 450kg 을투입할수있는로켓개발성공(2013 년 9 월), 기존 M-V 로켓대비, 경량화및발사비용절감 중국은자국의위성발사를위해장정시리즈개발하였으나, 2015년까지세계시장점유율 15% 달성을위해새로운소형발사체 ( 장정 6 호) 개발추진 CGWIC 주관으로친환경추진제를사용하는장정 6호개발을통해미국의국제무기거래규정에 저촉되지않는위성발사등발사서비스시장진출 국내업체및제품현황( 과학로켓, 저궤도발사체) 우리나라는우주발사체선진국대비, 기술수준이낮은편이며, 특히산업체의기술수준이나개발은 부진한실정 우리나라는 1990 년대부터우주발사체기초기술확보를위하여과학로켓 (KSR, Korea Sounding Rocket) 개발사업을추진해왔으며, 3차례의연구개발사업을통해고체및액체추진로켓 개발에필요한기초기술확보 과학로켓개발사업을통하여한국항공우주연구원을비롯한정부출연연구기관 ( 표준연, 천문연등) 과 한화, 두원중공업, 한국화이바, 단암시스템스등산업체및대학등산학연 협력체계구축및 나로호개발을위한기반확보 2002년부터 100kg 급위성을지구저궤도 (300km) 에투입할수있는소형발사체개발사업을 추진해왔으며, 2013년 1 월, 나로과학위성발사달성 207

214 우주발사체 소형발사체 2001년 3 월, MTCR( 미사일기술통제체제 ) 가입, 러시아와국제공동개발추진 2010 년부터 1.5 톤급실용위성을지구저궤도 (600 ~ 800km) 에투입할수있는한국형발사체개발 사업을추진하고있으며, 2021 년까지 19,572 억원을투입계획 우주발사체개발에참여하고있는국내기업은다른분야에서확보된기술을바탕으로우주발사체 구성품개발에참여하는형태이며, 다른분야에서개발된기술을우주발사체개발에 활용(Spin-on) 하고, 우주발사체개발을통해확보된기술을다른분야에적용(Spin-off) 함으로써, 중소기업의기술역량강화필요 2008 년부터우주기초연구와, 우주핵심기술개발사업을통하여기초기술확보및인력양성추진 우주기술개발에대한대학과산업체의참여를확대하고, 제공함으로써, 우주발사체기술확보를위해노력중 개발된기술을검증할수있는기회를 2015년부터 2018년까지표준과학로켓개발및활용촉진을위한과학로켓센터구축사업을추진할 계획이며, 이를통해탑재중량 60kg, 고도 100km, 거리 100km 의표준과학로켓을설계, 개발하고, 시험발사를추진할계획 구분 목적 과학로켓 KSR-I KSR-II KSR-III 1단형무유도과학관측로켓국산화개발, 한반도오존층탐사 [ 국내발사체개발현황 ] 초기자세제어기능을갖춘 2단형고체추진과학관측로켓국산화개발 액체추진로켓독자개발소형위성발사체개발기반확보 나로호 ( 소형위성발사체 ) 소형(100kg 급위성) 위성발사체개발발사체독자개발을위한기술과경험확보 한국형발사체 1.5 톤급실용위성을지구저궤도에투입할수있는발사체개발및우주발사체기술확보 개발기간 ~ ~ ~ ~ ~ 개발비( 억원) ,025 19,572 길이 (m) 직경 (m) 중량 (kg) 1,268 2,048 6, , ,000 발사일 1호기 월( 예정) 2호기 월( 예정) 3호기 특징 - 1 단형고체추진과학로켓 - 2 단형고체추진과학로켓 - 2 단분리성공 - 국내최초액체추진로켓독자개발성공 - 소형위성발사체개발기반확보 - 국내최초위성발사체개발 - 한 러공동개발 - 러시아기술협력을통한체계기술확보 - 국내최초실용위성발사체개발 - 국내독자개발 - 75톤급액체엔진개발 * 1990년부터 2013년까지연평균 155 억원투입( 나로호개발관련국제협력예산제외) 208

215 전략제품현황분석 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 우주발사체 ( 과학로켓, 소형발사체) 주요내용 체계기술, 임무기술 구조기술, 열/ 공력기술 유도항법기술, 전자제어기술 액체엔진기술, 추진기관기술 고체엔진기술, 추진기관기술 발사대, 지상장비 주요제품/ 기술 시스템설계종합, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 발사체체계총조립, 발사운용, 비행안전시스템, 궤도분석등 발사체구조물 ( 동체, 동체연결부, 추진제탱크, 단분리기구, 공력설계 / 분석, 열제어/ 화재안전 / 단열 관성항법장치, 원격측정 / 추적시스템, 전력/ 전원시스템, 추력벡터제어시스템 액체엔진총조립, 연소기, 가스발생기, 터보펌프, 엔진공급계, 기체공급계등 고체킥모터, 부스터, 기체공급계등 발사대, 지상시험설비, 지상지원장비 해외기업 Lockheed Martin, Boeing, EADS, MHI, IHI 에어로스페이스, Khrunichev 등 Lockheed Martin, Boeing, EADS, MHI, IHI 에어로스페이스, Khrunichev 등 Lockheed Martin, Boeing, EADS, MHI, IHI 에어로스페이스, Khrunichev 등 Lockheed Martin, Boeing, EADS, MHI, Khrunichev, Tsniimash 등 Lockheed Martin, Boeing, EADS, MHI, IHI에어로스페이스, Khrunichev Tsniimash 등 Lockheed Martin, Boeing, EADS, MHI, TsENKI 등 한국항공우주산업등 두원중공업, 한양이엔지등 두산 DST, 한국항공우주산업, 한화등 삼성테크윈, 한화등 한화등 현대중공업, 한화, 삼성테크윈, 한양이엔지등 국내기업 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 리얼타임웨이브등 데크항공, 사이언텍, 한국화이바, 퍼스텍등 단암시스템즈, 기가알에프, 넵코어스등 한성이엔지, 비츠로테크, 스페이스솔루션, 삼양화학, 하이록코리아, 네오스펙, 마이크로프렌드, 제우테크, 한국진공야금, 동헌기업등 스페이스솔루션등 현대로템, 제넥, 유콘시스템, 단암시스템즈, 가스로드, 이엠코리아, 신성이엔지, 선진엔지니어링, 한성이엔지등 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 209

216 우주발사체 3. 기업니즈조사 소형발사체 우주발사체개발에참여하고있는중소기업들의주요참여분야를살펴보면, 다음과같은분야에적극참여 체계및임무기술분야의경우, 시스템통합시험설비, 임무제어시스템, 비행안전시스템등에대한 설계, 제작및시험평가등의분야에참여하고있으며, 해당분야를직접수행하거나대기업과의 역할분담을통해수행하는형태로참여 구조및열공력기술분야의경우, 추진제탱크( 산화제탱크, 연료탱크), 동체류, 열제어 / 화재안전 시스템, 단열시스템등에대한설계, 제작및시험평가등의분야에참여하고있으며, 대기업과 역할분담을통해수행하는경우도있으나, 대부분직접수행하는형태로참여 유도항법및전자제어기술분야의경우, 관성항법장치, 원격측정및추적시스템, 전력및전원시스템, 추력벡터제어시스템등에대한설계, 제작및시험평가등의분야에참여하고있으며, 특히, 추력기 자세제어계, 원격측정및추적시스템, 전력및전원시스템, 파이로구동장치, 비행종단시스템등의 경우, 중소기업에서직접수행하는형태로참여 액체엔진및추진기관기술분야의경우, 연소기, 가스발생기, 점화기, 엔진및기체공급계밸브, 배관등에대한설계, 제작, 및시험평가등의분야에참여하여해당분야를직접수행하고있으며 엔진시스템총조립의경우, 대기업과의상호역할분담을통해수행하는형태로참여 고체엔진및추진기관기술분야의경우, KSR-II 개발사업종료후, 우주발사체관련기술개발이중단된 상태이나, 2015 년부터과학로켓센터관련사업이추진될경우, 중소기업의참여가확대될것으로전망 발사대및지상장비기술분야의경우, 발사대, 지상시험설비, 지상지원장비등에대한설계, 제작 및시험평가등의분야에참여하고있으며, 발사대등대형시설구축의경우, 현대중공업등 대기업과역할분담을통해수행하고있으나, 대부분직접수행. 특히, 엄빌리칼접속장치, 고압가스 공급장비, 산소량모니터링장비, 탑재장비점검장비등의분야를직접수행하는형태로참여 210

217 전략제품현황분석 4. 기술분석53) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 소형발사체의대상특허 763 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지 꾸준한출원이이루어지면서증감을반복하는양상을보이고있으며, 미국이가장많은특허보유 출원규모에있어서는미국이 389(51%) 로가장많은특허를보유하고있으며, 이어서한국이 205(27%), 일본 147(19%), 유럽 22(3%) 의특허를보유하고있는것으로파악 2008 년이후미국, 한국, 일본모두증감을반복하며비슷한양상을보이고있는것으로파악 [ 소형발사체의국가 연도별출원동향 ] 53) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임. 211

218 우주발사체 소형발사체 소형발사체의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로미국특허의비중이높고 미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 미국의경우미국국적출원인에의한출원이활발하며, QUALCOMM(US) 이최상위출원인으로 나타났고, 일본의경우 TANIGAWA HIROYASU(JP) 이최상위출원인으로분석 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 212

219 전략제품현황분석 (2) 국내동향 소형발사체의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2012년까지증감을반복하다가 2012년 이후감소추세 54) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 60% 이상으로높은비중차지 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 88%, 외국인 12% 로한국인의특허출원비율이매우 높아기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관의특허비율이 62% 로가장높았고, 중소기업 55) 이 23% 로 그뒤를이었으며, 해외출원인이 12% 그리고개인과대기업이각각 10%, 9% 로분석되어 소형발사체분야는대학/ 연구소 / 공공기관에의한특허출원이많은분야로진출하기위한기술기반을 마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 소형발사체의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학/ 연구소/ 공공기관이대기업과중소기업보다 활발한특허출원활동을나타내고있는것으로나타났으며, 대학/ 연구소/ 공공기관에서는 한국항공우주연구원 (KR) 이 61 건으로최다출원기록. 대기업에서는한화(KR) 가최다출원기록 54) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 55) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 213

220 우주발사체 소형발사체 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 나. 기술군도출 소형발사체전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 또한소형발사체전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해데이터마이닝으로 누락될수있는요소기술후보군을추가도출 214

221 전략제품현황분석 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 소형발사체의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 후보군을도출 15개의요소기술 제품별 dataset 구축 : 소형발사체관련특허/ 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 56) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 57) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드를나타내는원과키워드 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 [ 소형발사체에대한키워드클러스터링 ] 56) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 57) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 215

222 우주발사체 소형발사체 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 클러스터 01 클러스터 02 launch vehicle, launch, launcher satellite, small satellite 11~46 10~33 관련특허 / 논문제목 1. New opportunities for small satellite launch vehicles 2. Micro-lambda - A micro satellite launch vehicle concept 3. Space transportation solutions and innovations symposium (D2.) launch services, missions, operations and facilities (2.): Space research launch vehicle development in Australia 1. Analysis of launch methods for small satellites 2. An affordable small satellite launcher concept in Japan 3. Launching small satellites in Russia, the present situation and some future directions 클러스터 03 orbit, earth orbit, low earth orbit 36~50 1. Micro-lambda - A micro satellite launch vehicle concept 2. Aerothermal and trajectory analysis of small payloads launched to low earth orbit from an airborne platform 3. Optimal ground station coverage for crew launch Vehicle in low earth orbits 클러스터 04 payload, cargo 10~50 1. Payload adapters including antenna assemblies, satellite assemblies and related systems and methods 2. SYSTEM AND METHOD FOR DEPLOYING PAYLOADS WITH A LAUNCH VEHICLE 3. ISOLATION OF PAYLOAD FROM LAUNCH VEHICLE DYNAMIC LOADS 클러스터 05 structure 10~31 1. "MLA" airborne micro-launcher a candidate for ALDEBARAN 2. Catalyzed decomposing structural payload foam 클러스터 06 ananlysis, simulation 10~52 1. Aerothermal loads evaluation on protrusion of VEGA launch vehicle 2. Flight technology demonstrator launch vehicle 3. The hardware-in-the-loop simulation on the control system of a small launch vehicle 4. Explicit fem simulation of VEGA launch vehicle solid rocket motors sea impact and sinking 클러스터 07 cost, low cost Micro-lambda - A micro satellite launch vehicle concept 2. A microsatellite launch system using the XP spaceplane as a reusable first stage for a new generation hybrid rocket upper stage 클러스터 08 클러스터 09 model 10~17 module Aerothermal loads evaluation on protrusion of VEGA launch vehicle 2. A comparison of wing stowing designs focused on increased continuous payload volume for projectile applications 1. Space transportation solutions and innovations symposium (D2.) launch services, missions, operations and facilities (2.): Space research launch vehicle development in Australia 2. Apparatus and method of transferring and utilizing residual fuel of a launch vehicle upper stage 3. REUSABLE MODULE FOR LAUNCHER 클러스터 10 control system, attitude control System for guiding a projectile 2. Changing rocket attitude to improve communication link performance in the presence of multiple rocket plumes 3. Small hybrid thruster development for small satellite attitude control system 216

223 전략제품현황분석 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 11 rocket, motor, rocket engine 10~31 1. Multiple Use Hybrid Rocket Motor 2. CFD modeling activities on testing technology of liquid rocket engine 3. Pre-design study of a sub-orbital vehicle concept and study of the N2O/paraffin regression rate in a scaled hybrid rocket engine 클러스터 12 application 10~33 1. Explicit fem simulation of VEGA launch vehicle solid rocket motors sea impact and sinking 2. A comparison of wing stowing designs focused on increased continuous payload volume for projectile applications 클러스터 13 sensor Integrated multi-channel nano-engineered optical hydrogen and temperature sensor detection systems for launch vehicles 2. Onboard sensor suite for determining projectile velocity 3. Projectile with inertial sensors oriented for enhanced failure detection 클러스터 14 trajectory 10~26 1. Small launch vehicle trajectory profile optimization using hybrid algorithm 2. Aerothermal and trajectory analysis of small payloads launched to low earth orbit from an airborne platform 3. Six-degree-of-freedom trajectory simulation of small solid launch vehicles 클러스터 15 design 10~52 1. Integrated system design of air launched small space launch vehicle using genetic algorithm 2. Multidisciplinary design of air-launched satellite launch vehicle using particle swarm optimization 3. Multidisciplinary design optimization of a small solid propellant launch vehicle using system sensitivity analysis (2) 특허분류체계를이용한기술트리 소형발사체의유효데이터의 IPC 58) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 20위에 대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는 추가적인요소기술후보군을도출 58) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975년 10월에제정한기술분야별분류기호 217

224 우주발사체 소형발사체 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B) 처리조작 ; 운수 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (B64D) 항공기의장비 ; 비행복 ; 패러슈트 (parachute 낙하산 ); 동력장치또는추진전달기구의설비또는장치 (B64G) 우주비행 ; 우주항공체또는그장비 (B64D-001) 항공기에서물품, 액체등의투하, 발사, 해방, 수입 (B64G-001) 우주항공체 (F01) 기계또는기관일반 ; 기관설비일반 ; 증기기관 (F01K) 증기기관설비 ; 증기어큐뮬레이터 (accumulator) (F01K-027) 열또는유체에너지를기계적에너지로변환하는설비로서, 따로분류되지않는것 (F02) 연소기관 (F02K) 제트추진장비 (F02K-009) 로켓엔진, 탑재한설비그의제어 즉연료와그산화제의양쪽을 (F03) 액체용기계또는기관 ; 풍력원동기, 스프링원동기, 중력원동기 ; 기계동력또는반동추진력을발생하는것 (F03G) 스프링, 동력, 관성또는비슷한원동기 ; 기계적동력을발생하는장치또는기구 (F03G-003) 타의원동기, 예, 중력또는관성에의한 원동기 (F41A) 소화기와대포등의 화기에공통되는기능적특징또는세부 ; 소화기또는대포용총포 (F41A-009) 탄약의공급또는장전 (F) 기계공학 ; 조명 ; 가열 ; 무기 ; 폭파 (F41) 무기 (F41B) 폭발성또는연소성추진장약을사용하지않는미사일발사용무기; 달리분류되지않는무기 (F41F) 포신으로부터 (F41B-011) 압축- 가스총, 예. 공기총; 증기총 투사체또는미사일을발사하기위한장치 (F41F-003) 로켓또는어뢰발사기 (F41G) 무기용조준기 (F41G-007) 스스로추진되는미사일용방향제어시스템 (F42) 탄약; 폭파 (F41H) 장갑; 장갑포탑 ; 장갑차량또는병장차( 兵裝車 ); 공격또는방어의수단일반 (F42B) 장약, 예. 폭파용; 불꽃; 탄약 (F41H-005) 장갑, 장갑판 (F42B-010) 예로써, 발사체또는미사일의공기역학적특성을개선하는등에영향을미치는수단; 안정, 조타, 사정거리증감또는강하감속을위한발사체또는미사일에대한장치 (F42B-012) 탄두, 특정효과또는재료에특징이있는발사체, 미사일또는지뢰, 기뢰 218

225 전략제품현황분석 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (F42B-015) 자가추진되는발사체또는미사일 (G01C) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전- 감응장치 ; 운동질량이없는회전-감응장치; 자이로스코프효과를이용한각속도의측정 (G01C-021) 항법 (G01S-001) 비지향성수신기에의해탐지되며한편비콘 송신기에관련하여정해지는방향, 위치또는위치선을 측정할수있는 1 또는복수의특성을가진신호를 (G) 물리학 (G01) 측정; 시험 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 ; 무선전파의사용에의한거리또는속도의결정 ; 무선전파의반사또는재방사의사용에의한위치또는유무의탐지; 기타의파류를사용하는유사한방식 송신하는비콘, 또는비콘방식그것과협동하는수신기 (G01S-003) 방향성이없는초저주파, 음파, 초음파전자파또는입자방사의도래하는방향을결정하기위한방위측정기 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 ( G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템 ; 이와 같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도 또는자세결정 (G06) 산술논리연산; 계산; 계수 (G06F) 전기에의한디지털데이터처리 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 (3) 전문가기반의요소기술도출 소형발사체의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출 IPC 분류로도출된기술트리를 219

226 우주발사체 소형발사체 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 발사체환경영향해석기술키워드클러스터링 analysis, simulation, model 요소기술 02 발사체연료( 모듈) 기술키워드클러스터링 module 요소기술 03 탑재체구조해석및분리기술키워드클러스터링 model, application, structure, payload, cargo 요소기술 04 발사체센서적용기술키워드클러스터링 sensor 요소기술 05 공중위성발사체설계기술키워드클러스터링 design 요소기술 06 소형발사체임무, 시설및발사기술 키워드클러스터링 IPC launch vehicle, launch, launcher, satellite, small satellite, cost, low cost (B64G-001) 우주항공체 요소기술 07 저고도소형탑재발사체공기열및궤도분석기술 키워드클러스터링 IPC orbit, earth orbit, low earth orbit, trajectory (G01C-021) 항법 payload, cargo (G01S-001) 비지향성수신기에의해탐지되며한편비콘송신기에관련하여정해지는방향, 위치또는 요소기술 08 전파송/ 수신기술 ( 안테나조립체, 레이더시스템포함 ) 키워드클러스터링 IPC 위치선을측정할수있는 1 또는복수의특성을가진신호를송신하는비콘, 또는비콘방식그것과협동하는수신기 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에 무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 요소기술 09 위성및발사체의고도/ 자세제어기술 키워드클러스터링 IPC control system, attitude control (F41G-007) 스스로추진되는미사일용방향제어시스템 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 (F02K-009) 로켓엔진, 즉연료와그산화제의양쪽을탑재한설비그의제어 요소기술 10 추진기관및추력제어기술 ( 추진모터, 엔진, 연소기, 터보펌프포함 ) 키워드클러스터링 IPC rocket, motor, rocket engine (B64D-001) 항공기에서물품, 액체등의투하, 발사, 해방, 수입 요소기술 11 에너지저장및변환기술 ( 원동기기술포함 ) IPC 기술트리 (F01K-027) 열또는유체에너지를기계적에너지로변환하는설비로서, 따로분류되지않는것 (F03G-003) 타의원동기, 예, 중력또는관성에의한원동기 요소기술 12 위성방위측정기술 IPC 기술트리 요소기술 13 데이터수신및처리기술 IPC 기술트리 (G01S-003) 방향성이없는초저주파, 음파, 초음파전자파또는입자방사의도래하는방향을결정하기위한방위측정기 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 220

227 전략제품현황분석 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 소형발사체의기술별출원점유율 59) 및최신특허비율 60) 을살펴보면, 요소기술 03, 요소기술 06, 요소기술 08의 경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수한분야로판단 요소기술 01, 요소기술 04, 요소기술 05, 요소기술 07, 요소기술 13 의경우출원점유율은낮으나, 최신특허비율은평균이상으로최신특허측면의경쟁력은높은것으로분석 요소기술 02, 요소기술 10, 요소기술 11 의경우최신특허비율은낮으나, 출원점유율은평균이상으로 출원점유율측면의경쟁력은높은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 01 발사체환경영향해석기술 % 69.23% 中 요소기술 02 발사체연료( 모듈) 기술 % 37.04% 中 요소기술 03 탑재체구조해석및분리기술 % 57.45% 上 요소기술 04 발사체센서적용기술 % 47.37% 中 요소기술 05 공중위성발사체설계기술 % 43.33% 中 요소기술 06 요소기술 07 요소기술 08 요소기술 09 요소기술 10 소형발사체임무, 시설및발사기술 저고도소형탑재발사체공기열및궤도분석기술 전파송/ 수신기술( 안테나조립체, 레이더시스템포함 ) 위성및발사체의고도/ 자세제어기술 추진기관및추력제어기술( 추진모터, 엔진, 연소기, 터보펌프포함 ) % 53.06% 上 % 48.28% 中 % 54.00% 上 % 36.36% 下 % 39.82% 中 59) 출원점유율 : 전체특허중에서해당요소기술의점유율 출원점유율 = 해당요소기술의특허건수전략제품전체특허건수 60) 최신특허비율 : 해당요소기술의특허중에서 2011 년~2014 년최근 4년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 해당요소기술의 2011 년~2014년특허건수해당요소기술의전체특허건수 221

228 우주발사체 소형발사체 요소기술 No. 요소기술 11 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 에너지저장및변환기술 ( 원동기기술포함 ) % 10.61% 中 요소기술 12 위성방위측정기술 % 29.27% 下 요소기술 13 데이터수신및처리기술 % 47.83% 中 분야평균 % 42.60% - (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 61) ) 및시장확보력지수 (PFS 62) ) 를이용하여 소형발사체의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 08은피인용지수및시장확보력지수모두 평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 요소기술 01, 요소기술 05, 요소기술 11 은피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는 것으로분석 요소기술 09, 요소기술 12, 요소기술 13 은시장확보력은우수하나, 이에비해피인용지수는평균미만으로 나타나기술력이다소미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 01 발사체환경영향해석기술 中 요소기술 02 발사체연료( 모듈) 기술 下 요소기술 03 탑재체구조해석및분리기술 下 요소기술 04 발사체센서적용기술 下 요소기술 05 공중위성발사체설계기술 中 요소기술 06 소형발사체임무, 시설및발사기술 下 61) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 62) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 222

229 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 07 요소기술 08 요소기술 09 요소기술 10 요소기술 11 저고도소형탑재발사체공기열및궤도분석기술 전파송/ 수신기술( 안테나조립체, 레이더시스템포함 ) 위성및발사체의고도/ 자세제어기술 추진기관및추력제어기술 ( 추진모터, 엔진, 연소기, 터보펌프포함 ) 에너지저장및변환기술 ( 원동기기술포함 ) 下 上 中 下 中 요소기술 12 위성방위측정기술 中 요소기술 13 데이터수신및처리기술 中 분야평균 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 01, 요소기술 02, 요소기술 08, 요소기술 13은각 14%, 8%, 7%, 18% 의중소기업 출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가 상대적으로높은분야로판단 중소기업출원인비율역시요소기술 01, 요소기술 02, 요소기술 08, 요소기술 10, 요소기술 13이각 25%, 13%, 13%, 14%, 25% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가 높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 01, 요소기술 02, 요소기술 08, 요소기술 13 분야가중소기업출원비율과 중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 223

230 우주발사체 소형발사체 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허 중소기업 중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수출원비율 63) 중소기업 출원인비율 64) 종합평가 요소기술 01 발사체환경영향해석기술 % 25.00% 上 요소기술 02 발사체연료( 모듈) 기술 % 13.33% 上 요소기술 03 탑재체구조해석및분리기술 % 0.00% 下 요소기술 04 발사체센서적용기술 % 0.00% 下 요소기술 05 공중위성발사체설계기술 % 0.00% 下 요소기술 06 요소기술 07 요소기술 08 요소기술 09 요소기술 10 요소기술 11 소형발사체임무, 시설및발사기술 저고도소형탑재발사체공기열및궤도분석기술 전파송/ 수신기술( 안테나조립체, 레이더시스템포함 ) 위성및발사체의고도/ 자세제어기술 추진기관및추력제어기술( 추진모터, 엔진, 연소기, 터보펌프포함 ) 에너지저장및변환기술 ( 원동기기술포함 ) % 0.00% 下 % 0.00% 下 % 12.50% 上 % 0.00% 下 % 14.29% 中 % 0.00% 下 요소기술 12 위성방위측정기술 % 0.00% 下 요소기술 13 데이터수신및처리기술 % 25.00% 上 63) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 64) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 224

231 전략제품현황분석 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 요소기술 08 은기술성장성, 기술수준, 중소기업적합성의 종합평가가모두우수한것으로판단 [ 요소기술별종합평가표 ] 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 69.23% 中 中 14.29% 25.00% 上 요소기술 % 37.04% 中 下 7.69% 13.33% 上 요소기술 % 57.45% 上 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 47.37% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 43.33% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 53.06% 上 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 48.28% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 54.00% 上 上 7.14% 12.50% 上 요소기술 % 36.36% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 39.82% 中 下 2.94% 14.29% 中 요소기술 % 10.61% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 29.27% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 47.83% 中 中 18.18% 25.00% 上 225

232 우주발사체 소형발사체 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 궤도진입및궤도분석기술 특허분석, 타부처로드맵 위성및발사체의고도/ 자세제어기술특허분석, 전문가 전자/ 항법/ 제어기술 위성방위측정기술 발사체유도항법제어시스템설계기술 운항장치및운항제어장치부품 특허분석 전문가 글로벌유망 원격측정 / 추적기술타부처로드맵 추진기술및추진시험기술 관성항법기술 추력벡터제어기술 비행안전시스템기술 추진기관및추진제어시스템설계기술 ( 엔진, 연소기, 터보펌프포함) 추진기관및추진제어시스템시험기술 ( 엔진, 연소기, 터보펌프포함) 발사체환경영향해석기술및그에맞는발사체체계 ( 부체계및구성품포함) 구조설계기술 구조경량화기술 타부처로드맵 타부처로드맵 타부처로드맵 특허분석, 전문가, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 전문가 특허분석, 전문가 안테나조립체, 위성조립체및관련체계분석기술특허분석 발사체및탑재위성체체계분석, 설계, 제작및시험평가기술 발사체센서적용기술 특허분석 ( 재사용) 소형위성발사체분석기술 특허분석 탑재체구조해석및분리기술 특허분석 공중위성발사체설계기술 특허분석 저궤도발사체상용화기술 발사체세부계통설계기술 전문가 전문가 sub-orbital ( 극한환경에사용되는부품) 글로벌유망 발사운용기술 데이터수신및처리기술 타부처로드맵 특허분석 우주센터및위성관제 수신 처리기술 저궤도/ 정지궤도관제운용기술타부처로드맵 수신전처리기술 발사통제기술 타부처로드맵 타부처로드맵 발사대시스템기술 타부처로드맵 발사체연료( 모듈) 재사용기술특허분석 기타 에너지변환기술 특허분석 중력/ 관성원동기기술특허분석 소형발사체임무, 시설및발사기술특허분석 226

233 전략제품현황분석 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을 고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 위성및발사체의고도/ 자세제어기술특허분석, 전문가 전자/ 항법/ 제어기술 운항장치및운항제어장치부품 글로벌유망 발사체유도항법제어시스템설계기술 전문가 추진기술및추진시험기술 추진기관 ( 엑체로켓엔진 ) 특허분석, 전문가, 타부처로드맵 엔진공급계 / 기쳬공급계 ( 각종밸브, 제어기및배관) 특허분석, 타부처로드맵 발사체환경영향해석기술및그에맞는발사체체계( 부체계및구성품포함) 구조설계기술 특허분석, 전문가 안테나조립체, 위성조립체및관련체계분석기술특허분석 발사체및탑재위성체체계분석, 설계, 제작및시험평가기술 발사체센서적용기술 특허분석 ( 재사용) 소형위성발사체분석기술 특허분석 탑재체구조해석및분리기술( 구조경량화기술포함) 특허분석 발사체세부계통설계기술 전문가 sub-orbital ( 극한환경에사용되는부품) 글로벌유망 우주센터및위성관제 수신 처리기술 데이터수신및처리기술 특허분석 발사체연료( 모듈) 재사용기술특허분석 기타 에너지변환기술 특허분석 중력/ 관성원동기기술특허분석 227

234 우주발사체 핵심기술선정 소형발사체 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 전자/ 항법/ 제어기술 발사체및탑재위성체체계분석, 설계, 제작및시험평가기술 추진기술및추진시험기술 요소기술 위성및발사체의고도/ 자세제어기술 발사체유도항법제어시스템설계기술 발사체환경영향해석기술및그에맞는발사체체계( 부체계및구성품포함) 구조설계기술 탑재체구조해석및분리기술( 구조경량화기술포함) 추진기관 ( 엑체로켓엔진 ) 엔진공급계 / 기쳬공급계 ( 각종밸브, 제어기및배관) 228

235 전략제품현황분석 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 전자 / 항법 / 제어기술 위성및발사체의고도/ 자세제어기술 발사체유도항법제어시스템설계기술 - 발사체의요구조건에맞춰이륙에서임무종료시까지요구되는자세각을유지하고, 자세안정화를위한자세제어구동장치시스템 (TVC/RCS/ RoCS) 구동기술 - 발사체의요구조건에따른관성계측기 ( 자이로, 가속도계 ) 로각속도, 가속도측정, 자세, 속도, 위치등을계산하는관성항법유도시스템설계기술 - 발사체의단별제어요구조건, 성능을고려한자세제어시스템 ( 구동장치, 구동장치제어시스템) 설계 - 구성품제작, 성능시험 - 관성항법유도시스템설계및제작 - 시이퀀스제어유닛설계및제작 - 발사체의단별제어요구조건, 성능을고려한자세제어시스템 ( 구동장치, 구동장치제어시스템 ) 제작 - 성능 / 환경시험 - 관성항법유도시스템성능및환경시험 - 시이퀀스제어유닛성능및환경시험 - 자세제어시스템 ( 구동장치, 구동장치제어시스템 ) 설계확정 - 자세제어시스템 FM제작 - 시험발사를통한성능입증 - 관성항법유도시스템설계확정, - 관성항법유도시스템 FM제작 - 시험발사를통한성능입증 - 발사체의단별제어요구조건및제어성능을고려한자세제어시스템구동장치 (, 구동장치제어시스템 ) FM 설계, 제작 / 시험평가 - 발사체 1단및 V E B 탑재용관성항법유도시스템 FM 설계, 제작 / 시험평가 발사체및탑재위성체체계분석, 설계, 제작및시험평가기술 발사체환경영향해석기술및그에맞는발사체체계 ( 부체계및구성품포함 ) 구조설계기술 탑재체구조해석및분리기술 ( 구조경량화기술포함 ) - 발사체의운용환경과요구조건 ( 중량, 하중등) 을고려한열/ 환경해석및발사체구조 ( 동체, 탱크, 덕트 / 카울등) 의경량화설계기술 - 발사체의운용환경과요구조건 ( 중량, 하중등을 ) 고려한구조해석및분리기구 ( 단분리, 페어링분리, 페이로드분리, 비행종단 ) 설계기술 - 열제어/ 화재안전계비행 화재안전계 열차단/ 환경계설계 - 동체, 추진제탱크, 덕트, 카울등구조체설계및해석, 제작및시험장비구축 - 치공구제작, 공정개발, 물성시험 - 발사체준정적하중해석, 구조강도, 동적하중 ( 저주파진동, 음향/ 랜덤진동), 강도분석, 분리기구설계 / 해석 - 열제어/ 화재안전계 비행화재안전계 열차단/ 환경계제작및시험 - 복합재동체, 돔/ 실린더제작, 돔 / Y - r i n g / 실린더부용접및세척 - 전방및후방동체제작, 덕트및카울제작 - 발사체준정적하중해석, 구조강도, 동적하중( 저주파진동, 음향/ 랜덤진동), 강도분석, 분리기구부품제작, 시험 - 열제어 / 화재안전계 비행화재안전계 열차단/ 환경계 FM제작 - 동체, 추진제탱크, 덕트, 카울등환경시험, 설계확정 - 구조체 FM 제작, 시험발사를통한성능입증 - 발사체정적구조시험, 진동/ 음향시험, 분리기구설계확정, 분리기구 FM 제작, 시험발사를통한성능입증 - 발사체의운용환경과요구조건을고려하여경량화된단별구조물 F M 설계, 제작/ 시험평가 - 발사체의운용환경과요구조건을고려한구조해석및분리기구 FM 설계, 제작및시험평가 229

236 우주발사체 소형발사체 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 추진기술및추진시험기술 추진기관 ( 엑체로켓엔진 ) 엔진공급계 / 기쳬공급계 ( 각종밸브, 제어기및배관 ) - 연소기, 가스발생기연소및추력발생 - 터보펌프연료 / 산화제공급능력확보 - 엔진및기체시스템연료 / 산화제공급및제어기술 - 연소기, 가스발생기및터보펌프형상구조설계 - 연소기, 가스발생기재생냉각채널제작성확보 - 터보펌프베어링 / Seal 제작수급 ( ) - 엔진기체 / 공급계밸브, 제어기및배관, 포고억제장치형상구조설계 / - 엔진열교환기형상구조설계 / - 연소기노즐목가공기법확보 - 연소기가스발생기 / 연소안정성확보시험설계 ( / ) - 터보펌프산화제 / 연료공급성능확보 - 극저온고압유연배관제작 - 밸브작동신뢰성확보 - 밸브극저온작동, 기밀성능확보 - 열교환기성능확보 - 파워팩 ( 가스발생기터보펌프 / ) 성능확보 ( 시험 ) - 엔진조립체성능확보 / 시험 - 기체공급계작동성능확보 ( 추진시스템 / 단인증모델시험 ) - 엔진공급계작동성능확보 ( 엔진성능시험 ) - 소형위성발사를위한저비용고신뢰도, 고효율액체엔진주요추진기관개발완료 - 소형위성발사를위한저비용고신뢰도, 고효율액체엔진주요공급계개발완료 나. 로드맵기획 230

237 전략제품현황분석 유도항법시스템 1. 개요 - 정의: 우주발사체가탑재유도항법시스템을이용하여비행중, 한장소에서다른장소로이동하도록발사체를 유도조종하는장치또는시스템을의미하며, 항법시스템, 비행제어컴퓨터, 비행제어 / 구동시스템, 탑재 단말체계등을포함 - 범위: 유도항법시스템은자체자세제어용관성항법시스템과제어오차를보정하고정확한위치를알려주는 위성항법시스템, 지상제어명령신호를전달하는탑재통신체계, 통합항법계산및출력을위한 비행제어컴퓨터, 비행제어루프를형성하는구동장치신호처리체계가포함 가. 정의및필요성 우주발사체기술은위성이냐탄두냐탑재 Payload 만다를뿐대체적으로탄도유도탄기술과 유사하며우주발사체를유도조종하고정확하게궤도에진입시켜서정확하게비행하게하는 유도항법시스템은탄도유도탄이나무인기를포함하는항공기유도항법시스템과유사한기술개념 미국 NASA 는 일발사된명왕성탐사선인 뉴호라이즌호가 에명왕성에도착할 예정이고, 일발사된유럽우주기구 (ESA) 의혜성탐사선로제타호는 일혜성 67P/ 츄류모프 -게라시멘코에탐사로봇필라이를착륙 일본도소행성 1999JU3 의탐사선하야부사 2호를 일발사에성공했으며중국도 월달탐사선을발사. 향후우주선진국의우주발사체는계속등장이예상되는데이와 같이우주분야개척을위하여서는유도항법시스템기술을포함한발사체기술이필수 최근에유도항법시스템은용도에따라우주발사체용, 항공기용, 유도탄용, 선박용, 차량용등으로 다양하게개발되어활용중이나항공기나차량용은소요가많아급속도로기술이발전하고있으나 우주발사체용유도항법시스템은한정적인소요량으로그기술의중요도에비해서기술의발전 속도가느리므로국가적인차원에서대비책수립이절실 유도항법시스템은항법시스템과탑재통신시스템, 비행제어컴퓨터, 발사체구동시스템으로나누어 먼저항법시스템은발사체의자세및위치를감지하는시스템으로발사체가원하는궤도를따라 비행하기위하여비행중자신의자세와위치를결정하는시스템 여기에는관성항법시스템이일반적으로사용되어왔으나이시스템은발사체의비행운동에의한선형가속도를측정하는가속도계와가속도계의올바른자세를유지하고발사체의각속도를측정하는자이로스코프로구성하며가속도의출력을적분하여이동속도를구하고다시적분하여이동거리를구하는원리를이용 231

238 우주발사체 유도항법시스템 이는외부환경에영향을받지않고단시간에정확한연속데이터를확보할수는있으나시간이 흐를수록적분오차가누적되어시간에따라오차가급격하게커지는단점이있어서근래에는 위성항법시스템과함께사용하므로오차를보정 관성항법시스템에적용하는자이로에는초기의기계식자이로에서구조가간단한기전식인동조자이로 (DTG : Dynamically Tuned Gyroscope), 레이져광학간섭계를이용한링레이져자이로 (RLG : Ring Laser Gyroscope), 광섬유선의간섭을이용한광섬유자이로 (FOG : Fiber Optic Gyroscope) 등이개발되어왔으며최근에는무게를아주줄인압전형미소기전시스템 (MEMS : Micro Electro Mechanical System) 등이개발되어적용중 위성항법시스템은전파항법시스템으로 3 개의위성으로부터송수신간도달시간과시간차이, 도달각을 측정하여거리를구하고 3 각측량법개념으로비행중위치를정확하게구하는시스템임. 여기서는 위성이중요한데선발주자인미국의 GPS(Global Positioning System) 로서 1993 년말까지 NAVSTAR(Navigation Satellite Timing and Ranging) 프로그램으로 24개의위성을우주에 배치하여군용항공기에게위치정보를제공 위성 3개로위치를계산하고한개를추가하여 Timing 을맞추어주므로정확한위치를제공 최근에는우주발사체, 유도탄, 항공기뿐아니라지상차량, 열차심지어선박에까지활용도가확대 또한미국의 GPS 에대항하기위하여러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 가운용 중에있고 2013 년부터는 EU를중심으로전지구위성항법시스템인갈릴레오시스템을구축중이며 일본의 QZSS(Quasi Zenith Satellite System), 중국의 Beidou 시스템이위성을독자적으로배치할예정 이런전파를이용한위성항법시스템도전파방해에취약하여새롭게대두되는시스템이원자간섭 현상을이용한원자레이져관성항법시스템 이는원자에서발생하는물질파를이용하여광파보다약 1억배높은주파수로진동하므로 1억배나 정밀하게움직임의변화를측정할수있는항법시스템이되는것으로영하 문제가고비인데미국을중심으로원자냉각및포획기술을이용하여원자간섭계를제작 원자레이저항법시스템은외부신호가필요없어전파교란에강하고 위치를측정할수있는초정밀항법장치의적용이예상 273도까지냉각하는 GPS의도움없이정확하게 지상관제시스템으로부터수신되는비행제어명령은탑재비행제어컴퓨터에입력이되는데이때 송신주파수에따르는탑재수신처리장치와안테나가단말장치로탑재필요 비행제어컴퓨터는비행제어법및비행경로와임무에맞는알고리듬을개발하여발사체에내장하고 각종입력신호들을연산하고각신호를처리하여실시간으로정확한출력을산출해내는컴퓨터로서 각기발사체의임무에적합한컴퓨터하드웨어및소프트웨어로구성 컴퓨터개발시각종시나리오에따르는검증툴과 (Program in the Loop Simulation) 기술포함 HILS(Hardware in the Loop Simulation) 과 PILS 232

239 전략제품현황분석 발사체제어및구동기술은발사체임무에따라발사체자세제어와궤도비행제어를위하여 비행제어루프를형성하는비행체의구동/ 추력제어신호처리시스템으로전기적인구동신호까지 포함하며실제발사체의임무수행에맞는벡터추력제어는추진기관이맡아서수행 나. 범위및분류 ( 제품분류관점) 유도항법시스템기술은가속도및각속도계 ( 자이로센서) 를기반으로하는 자세제어용관성항법시스템과관성센서출력분의적분으로인한오차누적을보완하기위하여 위성을이용하여위치를제어하는위성항법시스템과여기서나오는출력과지상관제센터로부터 탑재된통신안테나를통하여수신한비행제어명령신호를통합하여발사체의정밀비행항법 설계기술이포함. 여기에는안테나를포함하여비행제어컴퓨터와각종항법센서가포함 유도조종설계기술로는발사체유도및비행제어를위한컴퓨터설계기술로서하드웨어뿐아니라 비행제어기법, 비행경로를포함하는유도조종알고리듬개발등소프트웨어기술도포함하며 개발결과를검증하는각종툴과 PILS 기술도포함. 발사체제어및구동기술은발사체자세제어와 궤도비행제어를위한루프를형성하는구동/ 제어신호처리체계를포함 ( 공급망관점) 관성항법시스템은발사체자세제어를위한기본시스템임. 임무에따라발사체에적합한항법기술및 동조자이로시스템, 링레이져자이로, 광섬유자이로, 초소형자이로시스템등이있으며자이로시스템 설계및시험평가를위한시험설비들이포함 위성항법시스템은미국이운용중인 GPS 항법시스템과러시아의 GLONASS, EU의갈릴레오항법시스템 등이있으며위성항법수신시스템과안테나등이포함 탑재수신단말체계는지상관제에따르는탑재단말제어신호수신신호처리체계로서신호처리부와 안테나가포함 비행제어컴퓨터는하드웨어및소프트웨어가포함되며하드웨어설계와프로그램기법이기본으로 비행경로및각종알고리듬이포함된다. 하드웨어시험평가를위한 HILS와소프트웨어시험평가를 위한 PILS도포함되며오차가없어야하는각종툴도포함 비행제어 / 구동시스템은비행제어컴퓨터로부터. 신호체계루프를이루는발사체구동시스템이포함됨 실제전기기계적인신호출력까지담당하며이신호에대응하는벡터추력제어등은추진기관이담당 [ 유도항법시스템분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 항법시스템 관성항법시스템, 위성항법시스템, 통합항법시스템 유도항법시스템 비행제어컴퓨터 비행제어컴퓨터하드웨어, 비행운용및임무소프트웨어 비행제어 / 구동시스템발사체비행제어 / 구동시스템 탑재단말체계 관제신호수신처리체계, 탑재안테나 233

240 우주발사체 유도항법시스템 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 유도항법시스템 항법시스템 비행제어컴퓨터 비행제어 / 구동시스템 탑재단말체계 발사체체계분석, 환경분석, 기능분석 / 흐름도, 인터페이스분석, 통합항법시스템기본/ 상세설계, 시험평가 ( 지상, 비행시험 ) 설비 발사체체계분석, 환경분석, 인터페이스분석, 소프트웨어기능분석, 비행제어컴퓨터기본/ 상세설계, 시험평가, 비행운용및임무소프트웨어상세설계, coding, unit/ 통합시험, 소프트웨어평가, HILS, PILS, 지상시험 / 비행시험설비 발사체체계분석, 환경분석, 기능분석, 인터페이스분석, 발사체비행제어 / 구동시스템기본/ 상세설계, 시험평가 발사체체계분석, 환경분석, 발사체관제시스템분석, 인터페이스분석, 주파수분석/ 획득, 탑재단말체계기본/ 상세설계, 시험평가설비 234

241 전략제품현황분석 2. 산업및시장분석 - 세계 GNSS 시장규모는향후 20년간 2500 억유로에다다를것으로분석하고있으며, 2011년부터향후 5년간시장규모역시 700 억~1100 억유로정도로분석하고있음 -, 위성항법시스템을, 적용하는분야가늘어남에따라이동통신기지국동기발전소전력시스템군사적이용등 위성항법시스템의안정적이용에대한중요성이증가로기만신호를검출하는수신기의필요성증대 - 위성항법수신기시장규모는, '13년에 2400 억달러규모/ 전세계위성기반항법장비및서비스는꾸준히 성장할전망이고, '20년에 1,650 억유로, '30년경에는 2,500 억유로에이를전망 가. 니즈분석 새로운위성항법(Galileo, Compass) 시스템들이개발 시장니즈 1 : 수신기개발을위한 GNSS 항법신호생성장비의필요성증가 GSA(European GNSS Agency) 에서예측하는세계 GNSS 시장규모는향후 20년간 2500억 유로에다다를것으로분석하고있으며, 2011년부터향후 5년간시장규모역시 700 억~1100 억 유로정도로분석 전세계 GNSS 시뮬레이터시장이 GNSS 전체시장의 10Sigma 정도로추정했을때이는 1000 억~1660 억원정도로추정이가능하며, 국내시장은세계시장의 5% 수준으로예상 수신기개발시좀더유연하고확장성을갖는소프트웨어기반의위성항법신호생성시뮬레이터필요 위성항법신호생성시오차및에러환경을생성하여시험할수있게하거나시나리오로신호를 구현해주는소프트웨어솔루션기술이필요 기업체, 학교, 연구원과같이위성항법시스템을사용하고있는곳에서는고가의외산위성항법 시뮬레이터를구입하여사용하고있는상태 저가의 RF 기반의위성항법신호생성기개발할경우그동안고가의해외장비를제한적으로사용했던학교, 기업체등에좋은영향을제공할뿐아니라위성항법수신기및응용기기의교육과제품의질적향상이기대 항법시스템의선두주자인미국을중심으로위성항법신호를생성하는기술이활발히진행되어왔으며, 최근유럽및세계각국에서위성항법시장을고려하여위성항법신호생성시뮬레이터에관심증대 235

242 우주발사체 유도항법시스템 사회및기술의발전에따라위성항법응용분야의증대 시장니즈 필요성증대 2 : 위성항법데이터를안정적으로이용하기위해기만신호를검출하는수신기의 위성항법시스템이제공하는정보는크게위치및시각정보로나뉘며사회및기술의발전에 따라응용분야확대 육상교통 정보통신 우주항공 : ITS, 차량추적, 배차계획, 물류관리, 철도운행, 선로유지 : 이동통신기지국시각동기, 위치서비스, 긴급구조 : 비행항로관리, 정밀접근, 착륙 그밖의해양, 농업, 과학, 군사, 치안, 문화, 복지, 토목, 환경, 레포츠등 위성항법시스템을적용하는분야가늘어남에따라이동통신기지국동기, 발전소전력시스템, 군사적이용등위성항법시스템의안정적이용에대한중요성이증가 위성항법수신기시장규모는, '13년에 2400 억달러규모/ 전세계위성기반항법장비및서비스는 꾸준히성장할전망이고, '20년에 1,650 억유로, '30년경에는 2,500 억유로에이를전망 위성항법시스템단기적고장(2 일) 이발생할경우운송/ 통신분야에서 816 억, 금융/ 보험분야에서 720 억손실이있을것으로예상 Los Alamos( 미국) 대학은실제위성신호는시간의흐름에따라위성신호세기, 도플러등이 변화되는데비해, 기만신호는변화되지않는점을이용하여기만신호를판단하고, 신호추적동안 발생된코드및도플러변화정보를통해기만신호를판단하는데사용 텍사스오스틴대학( 미국) 은군용신호에대한 GPS 기법에의한검출기법을제시 기만신호검출기법으로이중수신기상관 236

243 전략제품현황분석 [ 유도항법시스템분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 월국가과학기술위원회에서 국가위성항법시스템종합발전계획 의결을함으로써위성항법시스템구축기반조성및발전도모 년국가우주개발중장기계획에 2040년까지한국형위성항법시스템을구축하는계획수립 - 국가중점과학기술과연계된핵심기술임 - 한-EU 갈릴레오프로젝트, 한- 미, 한-일간 GNSS분야국제협력을위한협의체결성추진 - 연구개발기간의장기화우려로국가의지속적인투자에대한정책변화에민감 - EU, 일본, 중국등주요국가는독자 GNSS 구축을주요내용으로하는국가적차원의 GNSS 발전방안을수립및추진중이나우리나라는체계적대응이미흡한실정 - 미국, 일본등주요국가와의정기적인교류체계미비 - 유도항법관련업무전담조직미비 - 유도항법기술은항공기, 우주발사체뿐만아니라선박, 철도, 차량에도다양하게유사시스템이적용가능 - 교통부분에서가져다줄위성항법서비스의안전성, - 작은국내시장규모 경제 효율성, 안락함을넘어서위성항법시스템은모든 - 국내기업들의경우상용화실적이부족하여세계 경제영역에서가치있는요소가될것 - 위성항법관련기술은여러산업에적용되는차세대유망기술로서향후거대신규시장을형성할것으로전망 시장에서가격협상력을갖추기어려움 사회 - 위성항법시스템은현재국방, 행정, 통신등경제 사회전반에활용되고있는필수적인시스템 - 유비쿼터스사회의도래에따라항법, 측지, 긴급구조, 정보통신등위성항법시스템 (GNSS) 의활용영역및의존도가날로증대 - 사회전반의기간활동을지원하고개인의편익을증진하는주요인프라로서 GNSS의중요성이부각 - 경제, 사회, 국방등국가활동전반의 GNSS 의존도가 날로심화되고있으나우리나라는 GNSS 인프라를 GPS 에전적으로의존 - 개발에필요한전문인력부족과개발인프라부족 - 우주분야는안보등의이유로신규진입자가시장에 진입하기어려운분야 기술 - 한국은세계최고수준의반도체기술과 IT 기술을 가지고있어항법시스템개발에있어전망이밝음 ( 유도항법 시스템 분야의 기술력은 선진국 대비 85% 이상) - 핵심기술력및기술개발정보부족 - 위성항법시스템개발기술은현재소수의위성항법선진국만보유한기술로단기간에독자적으로기술을개발하기는어려움 - 국내보강시스템간상호연계가원활히되지않아시스템기능을여러분야에효율적으로활용하기어려움 선진국의기술고도화 시장과점확대 국내및신흥개도국수요증가 반도체기술 IT 기술 국제혐력위한협의체 경제, 사회, 국방등국가활동전반의 GNSS 의존도날로심화 우리나라는 GNSS 인프라를 GPS에전적으로의존하고있으므로독자적인 GNSS기술개발필요 개발에필요한전문인력및인프라기술을개발하기위해산학연 GNSS 전문인력양성을통해 GNSS 및보강시스템 구축운용, 이용기술및서비스개발을촉진필요 237

244 우주발사체 유도항법시스템 나. 산업특징및구조 항법시스템이개발되기시작한것은 2차대전시기로먼저군사용으로비행체및유도무기의가속도를 측정하는가속도계와각속도를측정할수있는자이로를기반으로하는관성항법시스템개발 이시스템은가속도와각속도를적분하여위치, 속도및자세를구함. 그러나큰부피와무게를차지하는 단점을보완하기위하여최근에는아주작은크기의초소형항법시스템들이개발되어생산 또한관성항법시스템에서적분오차누적을보완하기위하여비교적저렴한위성항법시스템이 개발되어상당히정확한자세제어및위치를구할수있게되었지만위성을여러개이용해야하고 전파방해에약한것이단점 근래에는관성항법에위성항법을보강한 GPS/INS 통합항법시스템이개발되어우주발사체뿐 아니라항공기, 선박, 차량산업분야까지좋은성능을제공하는시스템이생산 위성항법시스템은 1994년도부터미국이 GPS 항법서비스를시작하여거의독점해오고있었는데 각국에서는이러한미국의존성을탈피하기위해독자적인위성항법시스템을구축중 먼저러시아가 1990 년대중반부터 GLONASS 위성시스템은운용중이고 2013 년부터는 EU를중심으로갈릴레오 시스템을구축중이며일본의 QZSS, 중국의 Beidou 시스템이위성을우주에배치하고있거나배치할예정 우리나라도위성항법시스템구축기반을조성하고관련산업발전을도모하기위하여 2005 년 12월 국가과학기술위원회에서 국가위성항법시스템종합발전계획을 의결하고먼저항공용을위한위성항법 보강시스템구축에필요한기반기술개발을추진중이나전문인력부족과개발인프라부족으로 독자적인산업화는시간이걸릴것으로판단 지상관제센터로부터수신되는제어명령은탑재안테나에서수신하여비행제어컴퓨터에입력되는데 이런제어명령수신단말기는지상관제센터에서대부분담당 비행제어시스템은초기아날로그시스템에서시작하여디지털시스템으로전환되었고실시간 제어가가능해져서다양한비행환경에대처가능 비행제어컴퓨터도초기에유도탄과항공기용으로개발되어오다가발사체에도사용되었는데주로 비행체전체의비행성에관련이깊으므로발사체 ( 비행체 ) 체계업체에서직접개발및생산을담당 이와같이선진각국은유도항법분야의다양한활용성과장래성이밝아서이분야에투자를아끼지 않고있어서꾸준하게성장중 유도항법시스템을포함하는우주발사체국내현황으로는 월국방과학연구소에서사정거리 150km 의지대지유도탄, 백곰이개발된후에관성항법시스템이내장된순항계열인현무 유도탄이개발되어배치 해성 238

245 전략제품현황분석 우주발사체로는항공우주연구원을중심으로 80년대후반부터 2003년까지선보이기시작한과학로켓 KSR-I, II, III 를통하여유도항법시스템과관제시스템을포함하는위성발사체의분야별핵심기술을 확보하기시작 특히한국은세계최고수준의반도체기술과 상당부분확보중 IT 기술을가지고있어서유도항법시스템기반기술은 과학기술부와한국과학기술기획평가원에서펴낸 선진국대비 2010 국가우주기술전략에 의하면발사체전반기술이 70~ 75% 인반면에탑재전자시스템을포함하여유도항법시스템분야의기술력은선진국 대비 85% 이상으로유도항법시스템분야의기술수준은타분야에비해양호하므로국가의전폭적인 투자가이루어진다면유도항법시스템분야는국내뿐아니라세계시장을상당부분점유예상 [ 유도항법시스템중심의연관산업구조 ] 후방산업 우주발사체 ( 소형발사체 ) 전방산업 전기/ 전자시스템, 항법시스템, 위성시스템, 항공우주운용소프트웨어, 자동제어시스템, 컴퓨터시스템 관성항법시스템, 위성항법시스템, 비행제어컴퓨터, 비행제어 / 구동시스템, 탑재수신단말시스템 발사체유도항법시스템, 우주탐사 / 개척정밀도, 발사체관제시스템, 항법보강시스템, 위성제어 / 관제시스템, 탑재데이터링크 [ 유도항법시스템중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 우주탐사및개척에대한국가적인공감대형성 - 군용항공기 / 유도탄산업활성화에따른유도항법시스템에대한기술력향상 - 고도의반도체 /IT 기술수준확보로발사체의정밀도향상 - 유도항법시스템의인프라확보로세계우주개발틈새시장확보에유리 기회요인 (Opportunity) - 선진국및신흥국의위성발사증가 - 국가적인투자활성화로우주탐사및개발수요증가 - 유도항법시스템발전에따르는발사체정밀도향상 - 유도항법시스템국산화체계구축으로세계틈새시장확보 - 주변국 ( 러시아, 일본, 중국) 의우주개발추진전략및국가투자증가 약점 (Weakness) - 한정적인소요량으로산업참여저조 ( 양산부재) - 개발비용이타산업에비해대규모로소요됨 - 국제기술협력을통제하는 MTCR 및 ITAR 존재 - 우주선진국과경쟁심화 위협요인 (Threat) - 대규모투자에비해한정적인발사체갯수로가격경쟁력확보곤란 - 전반적인발사체기술은전자/ 소프트웨어발전속도에비해뒤지고있음 - 타산업에비해발전속도가늦고국가적인투자가활성화하지못하면선진국과관련기술격차심화 다. 시장현황/ 전망분석 우주발사체유도항법시스템분야의산업구조는한정적인발사체댓수로양산체제를갖추지 못하므로거의선진국의독점분야였으나다행이유도항법시스템분야는유사시스템을 사용하는탄도유도탄과항공기분야에서다양하게개발되어옴 2 차, 세계대전이후유도탄에적용되어온유도항법기술은근래에는항공기우주발사체뿐만아니라 선박, 철도, 차량에도다양하게유사시스템이적용 239

246 우주발사체 유도항법시스템 우주발사체분야도근래에들어서서각국의우주개척열풍으로러시아와미국의독무대에서중국, 유럽, 인도, 일본, 이스라엘순으로발사체를생산하고있고위성을포함하는발사체의세계시장은 2003~ 2012년간총발사체가 809기로서 1,870 억달러가투자되었는데 2013~ 2022년간 발사체총 1,151 기, 2,360 억달러가투자할것으로예측되는바발사체수는 42% 증가가 예상되며총투자액도 26% 증가예상 [ 향후 10 년간(2013~2022) 궤도별예상발사체수 ] 구분정지궤도발사체중궤도발사체저궤도발사체우주탐사발사체 발사체수 349기 156기 603기 43기 합계 1,151 기 (2,360 억달러) * 자료 : Satellite to be built & launched by 2022 (Euroconsult 2013) Handbook of Cost Engineering for Space Transportation Systems (2012) 에의하면세계 발사체시장중유도항법을포함한발사체전자분야매출예측치로는 예측액 억달러중발사체유도/ 전자분야는 억달러로서 30% 를차지 2013년총발사체매출 향후 10년간꾸준하게늘어서 2021~2022 년도에는발사체총예측 억원중유도/ 전자분야는 억달러로예측이되어전자분야만 74% 증가가예상 유사한시스템으로우리나라는먼저군사용으로 1978 년지대지유도탄백곰을국방과학연구소에서 개발한이후다양한유도탄에적용되어왔으며향후에도다양한지대지유도탄과차세대전투기인 보라매에적용될예정 발사체분야도항공우주연구원에서 2012 년발표한 국내발사체개발현황 자료에의하면 ~ 까지 KSR-I, II, III 과학로켓발사체개발로 억원이투자되었고 ~ 까지 나로호발사체에 5,000 억원이투자 향후 ~ 까지한국형발사체개발로 19,572 억원이투자될예정. 유도항법을포함한 발사체전자분야는항공우주연구원이 2013 년에발표한 한국형발사체연차별투자계획 ( 안) 에따르면 2010~2020 년까지한국형발사체에투자예정인총 19,572 억원중유도항법/ 전자제어분야에는 2,169 억원이투자할예정으로발사체총투자액대비 13.38% 를차지할것으로예상 유도항법시스템분야별로는먼저항법시스템은국내에서 오다가항법시스템을국내에서개발하여국내서개발된육군기동헬기 1970년도부터유도탄용으로개발되어 수리온 에적용하여배치 중에있고최근에는각종차량용으로개발되고있어서향후발사체적용을위한항법시스템의 국내개발에는문제없을것으로판단 비행제어컴퓨터도국방과학연구소주도로항공기용비행제어컴퓨터를개발하였고업체에서도생산실적이 있어서반도체및 IT 강국인한국으로서발사체비행제어컴퓨터국산화에도문제가없으며통신시스템과 구동장치도다양한개발경험으로국내개발및생산가능할것으로판단 240

247 전략제품현황분석 라. 공급망( 분류) 에따른분석 세계업체및제품현황 관성항법시스템을생산하는해외업체는주로유도탄및항공기용항법시스템을전문으로생산하는 업체로서대부분오랜역사를가진회사들 미국의선두주자로 Honeywell 과 Litton 이거의독점해오다가 BAE 미국법인회사가다양한제품을 선보이고있고영국의 BAE사와프랑스의 Thales, 스웨덴의 SAAB, 이스라엘의 Elisra 등이존재 위성항법시스템도대부분관성항법시스템과유사한구조를갖고있으며 Optic Gyro 가주류 Ring Laser Gyro와 Fiber 미국의 Rockwell Collins 가 GPS를기반으로다양한시스템을선보였고이어서 Honeywell, Litton 과 BAE 가뒤를잇고있음. 영국과프랑스, 이스라엘의위성항법시스템은관성항법시스템 생산업체와같으며근래에와서각회사가 GPS/INS 통합시스템을생산하여정밀도를높이는중 비행제어컴퓨터는내장된비행알고리듬및 OFP(Operational Flight Program) 는전투기성능에 직결되므로소프트웨어보호목적도있지만구동장치와더불어발사체의전체운동에관련되어 있어서대부분발사체체계업체가담당 미국은항공기제작업체인 Lockheed Martin 사와 Boeing 사가직접개발하여생산하다가 BAE Systems 가최근에생산하고있으며영국의 BAE, 유럽의다국기업인 EADS, 이스라엘의 IAI, 중국의 Beidou 가제품을생산중 탑재통신단말은대부분지상관제시스템에서맡고있으며독일의 Tesat, OHB, 이탈리아의 TASSI 사, 이스라엘의 IAI, 라파엘, MBT( 특히위성분야단말) 등에서제품을생산중 국내업체및제품현황 관성항법시스템은국내에서는국방과학연구소에서개발한동조자이로를두산인프라코어가생산하여 유도탄및위성에탑재하기시작했고그후 RLG를개발하여역시두산에서생산하여국산기동헬기 수리온 에탑재. 또한센택을인수한한화에서관성센서를생산하여군사용으로납품중 위성항법시스템역시두산인프라코어가항공기용으로생산하여탑재중이고최근에는넵코어스 ( 구 한양네비콘 ) 가 GLONASS 체계로개발하여군장갑차와무인기에탑재. 그리고텔에이스가 민군과제로갈릴레오체계인위성센서를개발하여장갑차용으로납품중 비행제어컴퓨터는국방과학연구소와항공기체계업체인 KAI가항공기용으로개발하여국산항공기에 장착하고있고 LIG 와한화, 인텔릭스등이소형비행제어컴퓨터를생산하여무인기및유도무기에 탑재중 한국형발사체에서는항공우주연구원과 월발사대총조립업체로협약을체결한 KAI에서 제어컴퓨터및제어부품을담당할것으로예상 발사체비행제어 / 구동장치분야는국내에서나로호발사체는러시아에서담당해왔으나한국형 발사체부터는발사체총조립을담당하는업체가담당할것으로예상 탑재통신단말분야에있어서, 국내에서항공기및무인기데이터링크는 LIG 나삼성탈레스, 단암, 파인텔레콤에서생산하여탑재해왔으나우주발사체용은주로지상관제센터에서통신을담당한다. 통신단말은발사체의발사통제를맡고있는항공우주연구원과나로호에서경험이있는 엔지니어링등이담당할것으로예상 SK C&C, 탑 241

248 우주발사체 유도항법시스템 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 유도항법시스템 주요내용관성항법시스템위성항법시스템비행제어컴퓨터탑재통신단말 주요제품/ 기술 해외기업 유도탄및항공기용항법시스템, 동조자이로, RLG, 관성센서 Honeywell, Litton, BAE( 미국), BAE( 영국), Thales( 프랑스), SAAB( 스웨덴), Elisra( 이스라엘 ) 유도탄및항공기용항법시스템, Ring Laser Gyro, Fiber Optic Gyro, 위성센서 Rockwell Collins, Honeywell, Litton, BAE( 미국), BAE( 영국), Thales( 프랑스), Elisra( 이스라엘 ) 내장된비행알고리듬및 OFP(Operational Flight Program), 소형비행제어컴퓨터, 제어컴퓨터및제어부품 Lockheed Martin, Boeing, BAE Systems( 미국), BAE( 영국), EADS( 유럽), IAI( 이스라엘 ), Beidou( 중국) 두산인프라코어, 한화두산인프라코어 KAI, LIG, 한화 지상관제센터통신단말, 항공기및무인기데이터링크 Tesat, OHB( 독일), TASSI( 이탈리아 ), IAI, 라파엘, MBT( 이스라엘 ) LIG, 삼성탈레스, SK C&C 국내기업 - 텔에이스, 넵코어스 ( 구한양네비콘 ) 인텔릭스 단암, 파인텔레콤, 탑엔지니어링 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 242

249 전략제품현황분석 3. 기업니즈조사 유도항법시스템개발에참여하고있는중소기업들의주요참여분야를살펴보면, 다음과같은분야에적극참여 관성항법장치, 원격측정및추적시스템, 전력및전원시스템, 추력벡터제어시스템등에대한설계, 제작 및시험평가등의분야에참여하고있으며, 특히, 추력기자세제어계, 원격측정및추적시스템, 전력 및전원시스템, 파이로구동장치, 비행종단시스템등의경우, 중소기업에서직접수행하는형태로참여 우리나라도선진국위주의위성항법시스템이용제한에대비한대응으로독자위성항법시스템이필요. 또한위성항법선진국과국익이충돌하는경우군무기체계운영이마비될위험이있으므로국방, 안보를위한독자적인위성항법시스템이필요 유도항법시스템분야와관련하여아래와같은기술개발을추진 우리나라는 2013 년국가우주개발중장기계획에 2040 년까지한국형위성항법시스템을구축하는계획수립 위성항법시스템개발기술은현재소수의위성항법선진국만보유한기술로단기간에독자적으로 기술을개발하기는어려움. 따라서단계별접근전략이필요하며, 2014년부터착수예정인 위성기반위성항법보강시스템 (SBAS) 개발과정에서위성항법시스템개발기술및운용기술, 시각정보생성기술, 항법신호생성기술등과같은기반기술을확보하는것이필요 차세대위성항법보정시스템 (SBAS : Satelite Based Augmentation System) 을통해항공, 항해등 위치측정오차 1m 이내유지( ~ 21 년) 기술개발. 추진 ITST 기술을, 융합한연속적위치제공기반기술을통해사고감지대응체계구축하고미래자율주행차량 등위성항법기반기술및서비스시장신규창출추진 ('25 년부터협력개발, '35 년부터국내독자개발추진) 정밀하고안정적인위치정보제공을위한항법위성개발을위해경사궤도항법위성을단계적으로 4기개발하고정지궤도항법위성 3기를개발하여한국형위성항법시스템구축계획추진 243

250 우주발사체 4. 기술분석65) 유도항법시스템 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 유도항법시스템의대상특허 454 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로 최근까지꾸준한출원이이루어지면서 보이고있으며, 미국이가장많은특허보유 2010년까지는증가했다가이후에는감소하는양상을 출원규모에있어서는미국이 240(53%) 로가장많은특허를보유하고있으며, 이어서일본이 108(24%), 한국 80(17%), 유럽 26(6%) 의특허보유 2008 년이후미국, 일본, 한국모두증감을반복하고있으며, 미국은 2010년이후증가하는양상을 보이나, 일본과한국은감소하는양상을보이고있는것으로파악 [ 유도항법시스템의국가 연도별출원동향 ] 65) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임. 244

251 전략제품현황분석 유도항법시스템의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로미국특허의비중이 높고미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 미국의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, RAYTHEON(US) 이최상위출원인으로 나타났고, 일본의경우 TANIGAWA HIROYASU(JP) 가최상위출원인으로분석 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 245

252 우주발사체 유도항법시스템 (2) 국내동향 유도항법시스템의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2010년까지매년증가하다가 2010년 이후감소추세를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 60% 이상으로높은비중차지 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 79%, 외국인 21% 로한국인의특허출원비율이높아 기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관 66) 의특허비율이 62% 로가장높았고, 중소기업이 23% 로 그뒤를이었으며, 해외출원인이 21% 그리고대기업과개인이각각 6%, 5% 로분석되어유도항법 시스템분야는대학/ 연구소 / 공공기관에의한특허출원이많은분야로진출하기위한기술기반을 마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 유도항법시스템의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학/ 연구소 / 공공기관이대기업과중소기업보다 활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학/ 연구소/ 공공기관에서는 한국항공우주연구원 (KR) 이 29 건으로최다출원을기록하고있음. 대기업에서는한화(KR) 가최다출원기록 66) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 246

253 전략제품현황분석 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 나. 기술군도출 유도항법시스템전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 또한유도항법시스템전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해데이터마이닝으로 누락될수있는요소기술후보군을추가도출 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 유도항법시스템의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 요소기술후보군을도출 15개의 제품별 dataset 구축 : 유도항법시스템관련특허/ 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 247

254 우주발사체 유도항법시스템 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 67) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 68) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의 연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 [ 유도항법시스템에대한키워드클러스터링 ] 67) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 68) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 248

255 전략제품현황분석 No. 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 03 클러스터 04 클러스터 05 클러스터 06 해당키워드 launch, launcher, space vehicle guidance, guicance system 연관도수치 5~14 5 control, control system 5~11 navigation, navigation system GPS, global navigation satellite, GPS receiver 5~22 5~11 model 5~13 키워드도출 관련특허 / 논문제목 1. Axial stage separation with close-loop attitude control of a small solid launch 2. Bounds on achievable closed-loop bandwidth for satellite launchers 3. New opportunities for small satellite launch vehicles 1. Research on hardware-in-the-loop simulation system for terminally guided projectile guidance and control system 2. Derivation of the optimal guidance law for space vehicle based on a DAE approach 3. Online trajectory reshaping for a launch vehicle to minimize the final error caused by navigation and guidance 1. Analysis and design of launch vehicle flight control systems 2. ATTITUDE CONTROL STRUCTURE AND PROJECTION TEST DEVICE 3. Metallurgical investigation of cracked stainless steel plumbing tubes used in engine gimbal control system of satellite launch vehicle 1. Characteristics of parabolic and proportional navigation guidance of terminal trajectory correction rocket projectile 2. A fast initial fine alignment algorithm for a strapdown inertial navigation system of a satellite launcher 1. GPS monitoring of ionospheric disturbances generated during rocket launches at large distances from launch sites 2. Error correction capability of GPS/INS integrated navigation system for guided rockets 3. Estimate of attitude and position of flying projectile controlled by combined guidance based on magnetometer/gps 1. A technology pathway for airbreathing, combined-cycle, horizontal space launch through sr-71 based trajectory modeling 2. Analytical model development and impulse thrusters pairing guidelines for trajectory corrections of spin-stabilized projectiles 클러스터 07 position control, position servo system 5 1. Active disturbance rejection control for position servo system of rocket launcher 2. Backstepping sliding mode control for rocket launcher alternating current servo system 클러스터 08 trajectory, trajectory correction 5~17 1. Control system in missiles for whole-trajectory-controlled trajectory correction projectile based on DSP 2. Characteristics of parabolic and proportional navigation guidance of terminal trajectory correction rocket projectile 3. A new method of optimal design on terminal trajectory correction projectile 클러스터 09 attitude control 5~8 1. ATTITUDE CONTROL STRUCTURE AND PROJECTION TEST DEVICE 2. Air-launched rocket attitude control of separation stage based on RCS 3. Application of optimization technique for compensator design of launcher attitude control 4. Influence of accelerometer location on autopilot stability of reusable launch vehicle attitude control system 249

256 우주발사체 유도항법시스템 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 10 propulsion, in-space propulsion technology, impulse thruster 7 1. Small hybrid thruster development for small satellite attitude control system 2. In-space propulsion technology products for NASA's future science and exploration missions 클러스터 11 inertial sensor, inertial navigation system 5 1. A fast initial fine alignment algorithm for a strapdown inertial navigation system of a satellite launcher 2. A fast initial fine alignment algorithm for a strapdown inertial navigation system of a satellite launcher 3. MEMS gyro strapdown inertial navigation system (SINS) for rockets 클러스터 12 클러스터 13 payload 5~21 simulation 5~30 1. Attitude monitoring and surveillance system for Lapan payload test rocket 2. Problems of satellite navigation and communications for nanosatellites launched as piggyback payload from the orbital stage of carrier rockets 3. Suborbital Reusable Launch Vehicles need reusable research payloads 1. Hardware-in-the-loop simulation and flight experimentation of the control system on a small solid rocket 2. Modeling and simulation of a launch vehicle thrust vector control system 3. Research on hardware-in-the-loop simulation system for terminally guided projectile guidance and control system 4. Small solid rocket control system design and hardware-in-the-loop simulation and validation 클러스터 14 actuator, actuator fault 5 1. A Hardware-In-the Loop experimental set up for a launch vehicle actuator 2. Control method of impulse actuator of antiaircraft trajectory correction projectile 3. An adaptive actuator failure compensation scheme for an attitude dynamic model of near space vehicles 클러스터 15 sensor 5~6 1. Configuration and half size hardware-in-the-loop simulation of projectile attitude determination based on magnetic sensors only 2. Design of Kalman filter of attitude measurement of spinning projectile based on magnetic sensors and inertial sensors 3. Smart sensor for low earth orbiting satellite navigation and positioning applications 250

257 전략제품현황분석 (2) 특허분류체계를이용한기술트리 유도항법시스템의유효데이터의 IPC 69) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 20 위에대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이 있는추가적인요소기술후보군을도출 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B) 처리조작 ; 운수 (F) 기계공학 ; 조명 ; 가열 ; 무기 ; 폭파 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (F01) 기계또는기관일반 ; 기관설비일반 ; 증기기관 (F02) 연소기관 ( 열가스또는연소생성물을이용하는기관설비 ) (F03) 액체용기계또는기관; 풍력원동기, 스프링원동기, 중력원동기; 다른종류에속하지않는기계동력또는반동추진력을발생하는것 (F41) 무기 (B64G) 우주비행 ; 우주항공체또는그장비( 지구외의광원에서의원광용의장치또는방법 (F01K) 증기기관설비 ; 증기어큐뮬레이터 (accu mulator); 달리분류되지않는기관설비 ; 특수한작동유체또는사이클을사용한기관 (F02K) 제트추진장비 (F03G) 스프링, 동력, 관성또는비슷한원동기; 기계적동력을발생하는장치또는기구로서, 타류에속하지않는또는타류에속하지않는에너지원을사용하는것 (F41A) 소화기와대포등의화기에공통되는기능적특징또는세부; 소화기또는대포용총포가 (F41B) 폭발성또는연소성추진장약을사용하지않는미사일발사용무기; 달리분류되지않는무기 (B64G-001) 우주항공체 (B64G-005) 우주항행체를위한지상설비, 예. 발사탑, 연료공급장치 (F01K-027) 열또는유체에너지를기계적에너지로변환하는설비 (F02K-009) 로켓엔진, 즉연료와그산화제의양쪽을탑재한설비그의제어 (F03G-003) 타의원동기, 예, 중력또는관성에의한원동기 (F41A-033) 훈련에적용 ; 총포시뮬레이터 (F41B-011) 압축 - 가스총, 예. 공기총 ; 증기총 69) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975년 10월에제정한기술분야별분류기호 251

258 우주발사체 유도항법시스템 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (F41G-001) 조준장치 (F41G) 무기용조준기; 조준 (F41G-003) 조준수단, 지향수단 (F41G-007) 스스로추진되는미사일용방향제어시스템 (F41H) 장갑; 장갑포탑 ; 장갑차량또는병장차 ( 兵裝車 ); 공격또는방어의수단일반 (F41H-005) 장갑, 장갑판 (F42B-010) 예로써, 발사체또는미사일의공기역학적특성을 개선하는등에영향을미치는수단 ; 안정, 조타, 사정거리증감또는강하감속을위한발사체또는미사일에대한장치 (F42) 탄약; 폭파 (F42B) 장약, 예. 폭파용; 불꽃; 탄약 (F42B-012) 탄두, 특정효과또는재료에특징이있는발사체, 미사일또는지뢰, 기뢰 (F42B-015) 자가추진되는발사체또는미사일, 예. 로켓유도미사일 (G01C) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전- 감응장치 ; 운동질량이없는회전- 감응장치; 자이로스코프효과를이용한각속도의측정 (G01C-021) 항법 (G) 물리 (G01) 측정; 시험 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 ; 무선전파의사용에의한거리또는속도의결정; 무선전파의반사또는재방사의사용에의한위치또는유무의탐지; 기타의파류를사용하는유사한방식 (G01S-003) 방향성이없는초저주파, 음파, 초음파전자파또는입자방사의도래하는방향을결정하기위한방위측정기 (G01S-005) 2 이상의방향선또는위치선의조정 (co-ordinating) 에의한위치결정 ; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템 ; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템 ; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 (G06) 산술논리연산 ; 계산; 계수 (G06F) 전기에의한디지털데이터처리 (G06G) 아날로그컴퓨터 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 (G06G-007) 수행되는장치 변화하는전기적또는자기적양에의해연산이 252

259 전략제품현황분석 (3) 전문가기반의요소기술도출 유도항법시스템의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술도출 IPC 분류로도출된기술트리를 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 발사체및위성체운용기술 키워드클러스터링 control, control system 요소기술 02 항법용보강시스템기술키워드클러스터링 GPS, global navigation satellite, GPS receiver 요소기술 03 위성관제시스템기술키워드클러스터링 payload 요소기술 04 추진및제어기술 키워드클러스터링 IPC launch, launcher, space vehicle, propulsion, in-space propulsion technology, impulse, thruster, attitude control (B64G-001) 우주항공체 (F02K-009) 로켓엔진, 즉연료와그산화제의양쪽을탑재한설비그의제어 요소기술 05 지상처리국기술지상국통신링크기술, 레이더시스템설계기술지상국컴퓨팅데이터처리기술지상국전기/ 자기식아날로그컴퓨팅연산기술 키워드클러스터링 IPC guidance, guicance system (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식, 예. 레이더시스템; 파의특성또는파장에무관하거나규정되지않은파류의반사또는재방사를사용하는유사방식 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 (G06G-007) 변화하는전기적또는자기적양에의해연산이수행되는장치 요소기술 06 궤도제어기술키워드클러스터링 요소기술 07 요소기술 08 자세제어기술 위치제어기술 키워드클러스터링 IPC 키워드클러스터링 IPC 요소기술 09 우주발사대지상설비 IPC 기술트리 요소기술 10 에너지저장및변환기술 ( 원동기기술포함 ) IPC 기술트리 요소기술 11 관성항법시스템기술 IPC 기술트리 요소기술 12 방위측정기술 IPC 기술트리 trajectory, trajectory correction, navigation, navigation system, actuator, actuator fault inertial sensor, inertial navigation system, model, attitude control (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 position control, position servo system, simulation (G01S-005) 2이상의방향선또는위치선의조정(co-ordinating) 에의한위치결정; 2이상의거리측정의조정에의한위치결정 (G01S-019) 위성전파비콘위치확인시스템; 이와같은시스템에의해발신된신호를사용한위치, 속도또는자세결정 (B64G-005) 우주항행체를위한지상설비, 예. 발사탑, 연료공급장치 (F01K-027) 열또는유체에너지를기계적에너지로변환하는설비 (F03G-003) 타의원동기, 예, 중력또는관성에의한원동기 (G01C-021) 항법 방향성이없는초저주파음파초음파전자파 (G01S-003),, 또는입자방사의도래하는방향을결정하기위한방위측정기 253

260 우주발사체 유도항법시스템 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 유도항법시스템의기술별출원점유율 70) 및최신특허비율 71) 을살펴보면, 요소기술 01 의경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수한분야로판단 요소기술 03, 요소기술 09 의경우출원점유율은낮으나, 최신특허비율은평균이상으로최신특허측면의 경쟁력은높은것으로분석 요소기술 04, 요소기술 05, 요소기술 10 의경우최신특허비율은낮으나, 출원점유율은평균이상으로 출원점유율측면의경쟁력은높은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 01 발사체및위성체운용기술 % 51.43% 上 요소기술 02 항법용보강시스템기술 % 30.00% 下 요소기술 03 위성관제시스템기술 % 50.00% 中 요소기술 04 추진및제어기술 % 41.76% 中 요소기술 05 지상처리국기술( 지상국통신링크기술, 레이터시스템설계기술, 지상국컴퓨팅데이터처리기술, 지상국전기/ 자기식아날로그컴퓨팅연산기술 ) % 34.48% 中 요소기술 06 궤도제어기술 % 29.41% 下 요소기술 07 자세제어기술 % 37.50% 下 요소기술 08 위치제어기술 % 31.58% 下 요소기술 09 우주발사대지상설비 % 52.17% 中 70) 출원점유율 : 전체특허중에서해당요소기술의점유율 출원점유율 = 해당요소기술의특허건수전략제품전체특허건수 71) 최신특허비율 : 해당요소기술의특허중에서 2011 년~2014 년최근 4년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 해당요소기술의 2011 년~2014년특허건수해당요소기술의전체특허건수 254

261 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술 10 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 에너지저장및변환기술( 원동기기술포함 ) % 17.74% 中 요소기술 11 관성항법시스템기술 % 41.67% 下 요소기술 12 방위측정기술 % 40.00% 下 분야평균 % 38.15% - (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 72) ) 및시장확보력지수 (PFS 73) ) 를이용하여 유도항법시스템의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 01, 요소기술 05, 요소기술 08, 요소기술 11은 피인용지수및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 요소기술 12 는피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는것으로분석 요소기술 03 은시장확보력은우수하나, 이에비해피인용지수는평균미만으로나타나기술력이다소 미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 01 발사체및위성체운용기술 上 요소기술 02 항법용보강시스템기술 下 요소기술 03 위성관제시스템기술 中 요소기술 04 추진및제어기술 下 요소기술 05 지상처리국기술( 지상국통신링크기술, 레이터시스템설계기술, 지상국컴퓨팅데이터처리기술, 지상국전기/ 자기식아날로그컴퓨팅연산기술 ) 上 요소기술 06 궤도제어기술 下 72) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 73) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 255

262 우주발사체 유도항법시스템 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 07 자세제어기술 下 요소기술 08 위치제어기술 上 요소기술 09 우주발사대지상설비 下 요소기술 10 에너지저장및변환기술( 원동기기술포함 ) 下 요소기술 11 관성항법시스템기술 上 요소기술 12 방위측정기술 中 분야평균 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 01, 요소기술 03는각 20% 와 50% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다 중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단 중소기업출원인비율역시요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 04, 요소기술 09가각 33%, 50%, 25%, 20% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 04, 요소기술 09 분야가중소기업출원비율과 중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 74) 중소기업 출원인비율 75) 종합평가 요소기술 01 발사체및위성체운용기술 % 33.33% 上 요소기술 02 항법용보강시스템기술 % 0.00% 下 요소기술 03 위성관제시스템기술 % 50.00% 上 요소기술 04 추진및제어기술 % 25.00% 上 요소기술 05 지상처리국기술( 지상국통신링크기술, 레이터시스템설계기술, 지상국컴퓨팅데이터처리기술, 지상국전기/ 자기식아날로그컴퓨팅연산기술 ) % 0.00% 下 256

263 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 74) 중소기업 출원인비율 75) 종합평가 요소기술 06 궤도제어기술 % 0.00% 下 요소기술 07 자세제어기술 % 0.00% 下 요소기술 08 위치제어기술 % 0.00% 下 요소기술 09 우주발사대지상설비 % 20.00% 上 요소기술 10 에너지저장및변환기술( 원동기기술포함 ) % 0.00% 下 요소기술 11 관성항법시스템기술 % 0.00% 下 요소기술 12 방위측정기술 % 0.00% 下 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 요소기술 01 은기술성장성, 기술수준, 중소기업적합성의 종합평가가모두우수한것으로판단 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 [ 요소기술별종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 요소기술 % 51.43% 上 上 20.00% 33.33% 上 요소기술 % 30.00% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 50.00% 中 中 50.00% 50.00% 上 요소기술 % 41.76% 中 下 8.00% 25.00% 上 요소기술 % 34.48% 中 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 29.41% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 37.50% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 31.58% 下 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 52.17% 中 下 9.09% 20.00% 上 요소기술 % 17.74% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 41.67% 下 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 40.00% 下 中 0.00% 0.00% 下 종합평가 74) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 75) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 257

264 우주발사체 5. 유도항법시스템 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 비행제어기술 위성항법보강 위성용원자시계기술발사체항법시스템설계기술비행제어컴퓨터설계기술발사체운항장치및부품위성탑재식시각동기소형항법안테나기술우주항법기술궤도제어기술자세제어기술위성체추진기술항법용보강시스템기술발사체위치제어기술발사체자세측정및결정을위한센서기술 전문가, 타부처로드맵 전문가 전문가 글로벌유망 타부처로드맵 타부처로드맵 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석 특허분석 특허분석 음파/ 초음파이용방위측정기술특허분석 보강시스템운영기술실시간정밀궤도결정 (POD) 관련기술 전문가 타부처로드맵 관제 수신 처리시스템기술특허분석, 타부처로드맵 인공위성편대비행기술 전문가, 타부처로드맵 탑재체안테나/ 중계기기술특허분석 위성항법활용 위성체운용기술 유도조종설계기술 특허분석 전문가 지구기준계 / 지구자전상수결정기술타부처로드맵 심우주통신기술 타부처로드맵 저궤도, 정지궤도관제운용기술타부처로드맵 수신전처리기술 항법위성지상국기술 타부처로드맵 전문가 지상국통신링크기술, 데이터시스템설계기술특허분석 지상국기술 지상국컴퓨팅데이터처리기술 특허분석 지상국전기/ 자기식아날로그컴퓨팅연산기술특허분석 기타 우주발사대지상설비 에너지변환설비기술 제트추진및제어기술 특허분석 특허분석 특허분석 중력/ 관성원동기기술특허분석 258

265 전략제품현황분석 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 발사체항법시스템설계기술 전문가 비행제어기술 비행제어컴퓨터설계기술 전문가 발사체운항장치및부품 글로벌유망 항법용보강시스템기술 특허분석 위성항법보강 발사체자세제어기술 특허분석 음파/ 초음파이용방위측정기술특허분석 위성항법활용 탑재체안테나/ 중계기기술특허분석 위성체운용기술 특허분석 우주발사대지상설비 특허분석 지상국기술 지상국통신링크기술 특허분석 지상국컴퓨팅데이터처리기술 특허분석 에너지변환설비기술 특허분석 기타 제트추진및제어기술 특허분석 중력/ 관성원동기기술특허분석 259

266 우주발사체 핵심기술선정 유도항법시스템 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 요소기술 비행제어기술 발사체항법시스템설계기술 비행제어컴퓨터설계기술 위성항법보강 발사체자세제어기술 항법용보강시스템기술 위성항법활용 탑재체안테나/ 중계기기술 위성체운용기술 지상국기술 지상국통신링크기술 기타 제트추진및제어기술 260

267 전략제품현황분석 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술 비행제어기술 발사체항법시스템설계기술 비행제어컴퓨터설계기술 기술요구사항 우주발사체임무및비행환경에적합한항법시스템설계 우주발사체의정확한비행제어를위한컴퓨터설계 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 - 발사체임무 / 환경분석 - 항법시스템개발일정 / 개발계획 / 인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 발사체임무 / 환경분석 - 비행제어컴퓨터개발계획 / 인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 시스템신뢰도분석 - 시스템상세설계검토 - 시험평가준비상태검토 - 시스템/ 구성품환경시험 - 시스템및 SW 신뢰도분석 - 시스템상세설계 - 시험평가검토 - 시스템 / 구성품환경시험 - 시스템지상시험 - 지상시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착및연동분석 - HILS, PILS 모의시험평가 - 비행시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착/ 연동분석 최종목표 - 발사체통합 - 발사체연동시험 - 비행시험 - 발사체통합 - 발사체연동시험 - 비행시험 위성항법보강 발사체자세제어기술 항법용보강시스템기술 우주발사체의정확한비행자세제어기술 정확한실시간비행제어를위한항법용보강시스템설계 - 발사체임무 / 환경분석 - 관성/ 위성통합자세제어시스템개발/ 인증계획 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 발사체임무 / 환경분석 - 항법용보강시스템개발/ 인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 시스템및 SW 신뢰도분석 - 시스템상세설계 - 시험평가검토 - 시스템/ 구성품환경시험 - 시스템및 SW 신뢰성검증 - 시스템기본설계에대한시험평가검토 - 시스템 / 구성품환경시험 - 시스템지상시험 - 지상시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착및연동분석 - 시스템지상시험 - 지상시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착및연동분석 - 발사체통합 - 발사체연동시험 - 비행시험 - 발사체통합 - 발사체연동시험 - 비행시험 위성항법활용 탑재체안테나/ 중계기기술 위성체운용기술 우주환경에적합하고저중량안테나/ 중계기설계기술 항재밍 기능이 보강된 위성체 운용기술 - 발사체임무 / 환경분석 - 탑재안테나 / 중계기개발 / 인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 발사체임무 / 환경분석 - 항재밍이보강된시스템개발및인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 탑재체안테나/ 중계기신뢰도분석 - 시험평가검토 - 구성품환경시험 - 시스템신뢰도분석 - 시스템최적설계검토 - 시험평가검토 - 시스템 / 구성품환경시험 - 시스템지상시험 - 지상시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착및연동분석 - 시스템지상시험 - 지상시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착및연동분석 - 발사체통합 - 발사체연동시험 - 비행시험 - 발사체통합 - 발사체연동시험 - 비행시험 261

268 우주발사체 유도항법시스템 중분류핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 지상국기술 지상국통신링크기술 지상관제시스템의신뢰도높은데이터링크우주통신기술 - 발사체임무 / 환경분석 - 우주데이터링크통신시스템개발 / 인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 한국형전술데이터링크구축 - 센서연동을통한전술데이터링크확보 - 시스템신뢰도분석 - 시스템상세설계 - 시스템지상시험 - 지상-발사체통신시험 - 관제시스템통합및주파수분석 - 발사체연동시험 - 비행시험 기타 제트추진및제어기술 비행임무에적합한실시간비행제어 / 구동및제트추진제어기술 - 발사체임무 / 환경분석 - 제트제어구동시스템개발 / 인증계획수립 - 설계요구도 / 규격서 - 시스템기본설계 - 시스템신뢰도분석 - 시스템상세설계 - 시험평가검토 - 시스템지상시험 - 지상시뮬레이션분석 - 지상통합시험 - 발사체장착및연동분석 - 발사체통합시험 - 발사체연동시험 - 비행시험 나. 로드맵기획 262

269 항공시스템 전략분야현황분석

270

271 전략분야현황분석 항공시스템 1. 개요 - 정의: 수송, 관측, 국방등의서비스를제공을위한항공기의제작과정비및개량을수행하는산업분야 - 범위 : 유무인 항공기, 항공기계통부품 ( 유압 / 착륙장치등), 항공기용전자부품 ( 탐색기 / 센서 / 컴퓨터 / 작동기 / 전원장치 ), 설계 소프트웨어, 항공기용소재및구조부품, 데이터링크및지상관제장비개발관련기술등 가. 정의및범위 (1) 정의 항공시스템은항공기를활용하여수송, 관측, 국방등의서비스를제공하는것을목적으로하며, 항공기와항공기의운용을위한항법, 통신과유지/ 보수서비스등으로구성 수송을목적으로여객기, 화물기등의항공기들이제작되고있으며, 전투기등을활용하여국방 서비스를제공 그외항공촬영이나레저등의목적으로무인기, 소형항공기등이광범위하게활용 항공기는그사용처에따라민간항공기와군용항공기로구분되며, 형태에따라서는크게일반적인 고정익기와헬리콥터와같은회전익기, 등으로구분 그리고조종사의탑승유무에따라유인기와무인기 민간항공기는크기에따라대형여객기, 중형항공기, 비즈니스젯, 소형기등으로구분되며, 군용항공기는 쓰임에따라전투기, 수송기, 특수목적기등으로구분 항공기운항을위한서비스로는관제등을위한각종지상장비와항공기의정비, 수리및개조등을포함 항공기의정비, 수리및개조는항공운항과는별도의산업영역으로발전 (2) 범위 항공시스템은항공기제작산업및항공기운항등과관련된지상장비를포함 항공기제작산업은완제기분야와항공기의부분품, 부품및소재, 그리고항공기의정비및개조를 담당하는 MRO(maintenance repair and overhaul) 등으로구성 항공기운항관련지상장비로는통신/ 관제, 항법장비등을들수있음 완제기는소형기, 비즈니스젯, 중형항공기, 대형여객기등의민간항공기와전투기, 수송기등의 군용기, 그리고헬리콥터를포함한회전익기와무인기등으로분류 265

272 항공시스템 항공기생산과정은완제기총조립, 날개및엔진등의주요부분품, 부품및소재등으로 계층화 분업화되어있으며, 기계, 전자, 재료등다양한기술영역을아우르고있음 항공기의운용과정에서지속적으로이루어지는 MRO 분야는항공기의도장, 정비, 수리에서부터 개조 개량까지포함 나. 주요제품 항공시스템의주요제품은여객기( 비지니스젯, 중형항공기, 대형여객기등) 과군용기( 전투기, 수송기등) 과같은완제기단위로대분류될수있으며, MRO 분야및부품/ 소재분야의구성품 역시완제기의구성품분류에포함 그러나 MRO 접근필요 분야는항공기제작과별도의시설과사업형태를요구하여항공기제작과는분리하여 항공기에사용되는기술및부품등을기준으로분류할경우, 체계종합기술, 기체기술, 추진기술, 비행조종기술, 항공전자기술및이와관련된하부장비, 부품들로분류할수있음(DAPA 무기체계 분류기준 ) (1) 완제기분류( 완제품기준) 완제기는크게그특성에따라무인기를별도로간주하여고정익기와회전익기구분하는경우가 일반적이며, 상업적으로활용되는민수분야의고정익기는그크기와운항특성에따라다양하게분류 민수분야의고정익기중항공운항사가주로활용하는여객기는그크기에따라중형항공기와 대형여객기로나뉘며, 대형여객기는다시객실의통로가 1 개인단일통로기 ( 또는협동체기 ) 와 2개인 광동체기로구분 중형항공기는주로 100 인승이하로서상대적으로단거리인지역내노선(regional) 을담당하고 있으며, 대형여객기는 A320 및 737 등과같은 100~200 인승의단일통로기와 787, A350과같은 200~300 인승의광동체기그리고 747 및 A380 과같은초대형기 (VLJ, Very Large Jet) 으로구분 개인또는기업이소유하여비정기운항을하는일반항공기의경우 사용되는비즈니스젯등으로구분 2~8인승의소형기와사업용으로 민간용및군수회전익기는크기에따라민수용및군용소형과중대형으로구분되며, 군용으로활용되는무인기의경우조종및통신을담당하는지상장비와통합하여취급 대부분 (2) 주요항공기부분품기준( 중간재기준) 항공기제작과정은전세계의협력업체로부터부품및부분품을공급받아완제기업체가조립하는 형태로서, 부분품및부품역시완제기이상으로중요한제품으로서고려되어야함 266

273 전략분야현황분석 항공기제작과관련하여그구성부품을분류하면크게기체, 추진기관, 항공전자로구분할수 있으며, 거기에더하여지상장비로항법, 관제및통신장비등 기체는동체, 날개등의기체구조, 연료공급장치, 유압펌프등의세부계통장비를포함 추진기관은엔진, 변속기및기타동력전달장치를포함 항공전자는레이더, 통신, 임무컴퓨터등을포함 (3) MRO 분야 MRO 분야는항공기를운항하는과정에서필요한정비및수리와기존의항공기를활용목적에 맞게개조및개량하는것을포함 라인정비, 기체중정비, 구성품정비, 기체수명연장, 성능개조등 MRO를위한기체부분품및부속품등의제작도포함 MRO의많은부분은제품생산이아니라서비스제공의형태로존재 [ 주요제품분류표 ] 세부전략분야주요품목주요제품및기술 체계종합기술 - 민간항공기 ( 중형항공기, 대형여객기, 비즈니스젯, 소형기등) - 군용기( 전투기, 훈련기, 수송기등) - 체계공학기술, 체계설계기술, 체계시험평가기술등 기체구조설계해석기술 - 항공기체공력설계, 설계통합및기체형상최적화기술 - 기체구조기본설계하중경로 (, 구조배치, 주요부재설계, 소재선정등) - 하중예측기술( 기동하중, 동하중, 지상하중 ) - 정적 동적구조해석기술 - 피로수명해석기술 - 진동해석등 고정익체계 ( 민수 군수고정익항공기 ) 기체기술 기체구조단품제작 기체구조물날개구조물개폐문및좌석등 - 연료공급장비 - 환경제어장치 세부계통장비 - 전력계통, 전기장치, 전기식구동장치 - 유압펌프및유압식구동장치 - 착륙장치 ( 완충장치, 브레이크, 잠금 해지장치, 타이어등) - 엔진( 터보펜, 터보프롭, 터보샤프트, 피스톤등), 엔진구성품 추진기술 - 이차동력장치 (APS, Auxiliary Power System) - 비상동력장치(EPS, Emergency Power System) 등 267

274 항공시스템 세부전략분야주요품목주요제품및기술 비행제어기술 - 비행제어기술 - 항법기술 ( 관성항법, 전파항법, 복합항법 ) 등 비행조종기술 비행제어장치 항법장치 - 비행제어컴퓨터 - 비행제어센서(AOA 센서, ACS 센서, Ratetps 서, TAT 센서, 가속도센서 ) 등 - 러더& 브레이크패달조립체 - 조종간조립체- - 항공전자체계 - 위성관성 / 항법장치 (GPS/INS), 위성항법장치 (GNSS), 관성항법장치 (INS) - 전술항법장치 (TACAN) - 초단파전방향무선표식장치 - 계기착륙장치등 감지장치 - 관성센서, 대기센서, 센서통합및보정기술등 항공전자기술 통신장비 임무/ 무장장비 - 공중충돌방지장치 (TACS) - 피아식펼장치 (IFF) - 항공통신장치, 위성통신장치 - 항공기내전자장비간무선통신망 - 데이터링크, 데이터버스 - 기내인터넷서비스, 인터콤등 - 임무컴퓨터, 무장관리컴퓨터 - 무장제어기술등 기타항전장비 - 비행기록장치(FDR) - 항행/ 기상용항공기탑재레이더 - 기내엔터테인먼트시스템등 레이더, EO/IR 장비 - 적외선탐색추적장치(IRST) - 탐지/ 추적/ 사격통제용레이더 - 레이저거리측정기 / 지시기 - 광학/ 열상카메라(E)/IR) 등 준항공전자기술 ( 군용) SAR 체계 SAR 소자 - SAR 시뮬레이터기술, 모드별시험평가기술 - SAR 안테나기술, SAR 신호처리 / 판독기술 - 송수신기술 (T/R 모듈을활용한고출력/ 고효율송수신) 등 - 신호발생기 (DDS), 고출력증폭기(TWTA) - 동기화발진기, 광대역주파수상향변환기등 전자전체계 - 전자공격기술 ( 기만, 방해기술 ) - 신호정보탐지기술 ( 계기신호분석기술, NCW 통합분석기술 ) - 대전자전장치등 268

275 전략분야현황분석 세부전략분야주요품목주요제품및기술 체계종합기술 기체기술 추진기술 ( 고정익과동일) 회전익체계 ( 민수헬기 / 군용헬기 ) 비행조종기술항공전자기술동력전달장치로터시스템체계종합기술기체기술추진기술비행조종기술항공전자기술 - 동력전달장치체계설계기술 - 토크튜브( 복합재, 금속재) - 기어박스, 기어냉각장치 - 기어윤활장치, 무윤활기어장치 - 칩탐지장치, 칩소각장치등 - 로터시스템체계설계기술 - 로터블레이드, 로터허브 - 탄성체베어링, 댐퍼 - 스와시플레이트조립체등 ( 고정익과동일) 무인기시스템 지상장비 지상무인기통제장치지상항공기관제장치지상임무지원체계 - 훈련용시뮬레이터 MRO 항공우주소재 전기무인기시스템 민수 MRO 군수성능개조 / 개량 복합재료 항공우주용고강도경량합금 - 전기무인기체계설계및개발기술 - 전력분배기, 전력제어및공급장치 - 연료전지, 초경량전력저장장치, 태양전지 ( 박막태양전지, 다중접합태양전지 ) 등 - 구동모터, 모터드라이버 - 초전도전기부품, 고전압변환기, 케이블등 - 라인정비 (Line MRO) - 기체중정비 (Airframe MRO/ A-check, B-check, C-check) - 엔진정비 (Engine MRO) - 개조/ 개량, 도장등 - 구성품정비, 부품정비, 정기점검및교체 - 기체수명연장(SLEP) - 성능개조 / 개량등 - 탄소섬유, 아라미드복합재료 - 세라믹복합재료등 - 알루미늄합금, 티타늄합금, 마그네슘합금 - 내열금속합금, 초고강도철강등 269

276 항공시스템 2. 산업현황분석 - 항공시스템분야는높은기술및산업파급효과로서정책적으로신성장동력으로육성하고자함 - 세계경제회복과신흥공업국의성장등으로항공시스템은향후안정적으로성장할것으로예상되며, 내수시장이 부족한우리나라는세계시장진입이필수 - 국제공동개발의일반화와세계시장진출기회가확대된반면에글로벌화와경쟁심화에따라지속적인경쟁력 확보를위하여핵심기술개발및육성정책마련필요 - 기계, 전자, IT 등연관분야에서세계적인경쟁력을보유한우리나라는향후무인기등신산업분야에서두각을 나타낼가능성이높음 가. 환경분석 (1) 정책(Politics) 촉진요인 정부는자주국방, 육성 발전에주력 신성장동력확보를위해산업파급효과와기술파급효과가높은항공산업의 2020년세계 7 대항공산업선진국진입을목표로항공산업발전기본계획 (2010~2019) 및국내 항공교통선진화를위해제1 차항공정책기본계획 (2010~2014) 수립 항공시스템분야는산업통상자원부, 국방부및국토교통부를중심으로투자가이루어지고있으며, 특히 항공산업발전기본계획 (2010~2019) 수립과함께세계시장진입을목표로다양한정책적수단고려 기존의군수중심의항공산업구조에서벗어나민 군균형발전을통한안정적성장을도모하고 있으며, 중앙정부의연구개발투자와함께지역사회에서도항공산업클러스터조성에적극적 저해요인 항공시스템분야는정부정책에크게영향을받지만국내산업전체에서차지하는비중이낮아, 대규모투자가필요한경우타산업분야와의경쟁에서소외될가능성이존재 항공기의개발과생산은 10~20 년의긴투자회임기간을가지므로, 산업초기안정적인정책적 지원이필수 높은국방비지출에도불구하고, 경제성을중시하는체계획득중심정책기조에따라기초 원천 기술분야를포함한산업및기술경쟁력확보에어려움 세계시장진출을위해독자항공기개발의필수적이나아직항공기인증및산업금융지원방안 등제도적기반이부족 270

277 전략분야현황분석 (2) 경제(Economy) 촉진요인 세계경제의회복과글로벌화의영향으로세계항공여객및항공운항수요가안정적으로성장 BRICs, MARVINs 등의, 신흥경제권에서항공여객수요와민간항공기수요가급증하고있어 향후이들지역이세계항공기수요의주요한한축을차지할것으로기대 저해요인 세계경기침체에따른항공여객및화물운송수요감소, 유가상승은항공기수요에대한저해요인으로작용 그리고불안한국제정세에따른 9.11 테러나 2008년세계금융위기당시세계여객기시장은급격한감소를보인바있음 국내의경우충분한내수시장을형성하지못하여, 어려움이존재 세계시장진입에필수적인완제기개발에 훈련기등국방분야는국내수요를기반으로 T-50, 수리온등의국산완제기개발 국내항공시스템분야성장을위해서는세계시장확보가필수 (3) 사회(Society) 촉진요인 글로벌화에따른국가간항공운항수요가증가하고, 신흥공업국의국민소득향상역시 항공여객수요를증가시켜민간여객기를중심으로지속적인시장성장이예상되며, 소득수준 향상에따라라이프스타일이다양화되어교통수단외에관광및레져등다양한목적으로의 항공기수요도증가할것으로예상 세계각국에서진행되고있는거대도시화는항공교통의이점을강화시키고있어향후지속적인 수요증가가예상되며, 항공운송산업에대한규제완화는항공운송물동량의증가와함께 중 소형기에대한구매도증가필요 항공기의운항경제성뿐만아니라, 대기오염및소음공해에대한규제강화에따라기존항공기의 교체와함께친환경성이강화된신형항공기에대한수요가증가하여, 항공시스템분야의성장을야기 271

278 항공시스템 * 자료: 28th Annual Commercial Aviation Industry Suppliers Conference(2014)-Aircraft delivery and retirement forecasts, Airbus [ 경제성장에따른신흥국의항공여객수요증가 ] 저해요인 우리나라의경우노령화와인구감소가빠르게진행되고있어, 어려움이발생가능 향후우수한항공기술인력수급에 자원과노동력이풍부한신흥국가대비경쟁력약화로국내항공시스템분야성장이제한될 가능성존재 (4) 기술요인 (Technology) 촉진요인 항공기는기계, 전자, IT, 재료등다양한기술분야가결합되어있는분야로서기계, 전자, IT 등의관련산업분야에서세계적인경쟁력을갖고있는우리나라는항공시스템분야에서도높은 발전가능성보유 기초원천기술분야에대한경쟁력은부족한편이나, 제조및가공분야에서는이미높은경쟁력을보유 272

279 항공기의자동화및무인화추세에따라전자및 전략분야현황분석 IT분야에서세계적인경쟁력을가진우리나라의 잠재력은더욱높게평가되고있으며, 상대적으로진입장벽이낮은무인기등과같은신규산업 분야에서성장기회가발생 항공기국제공동개발추세가일반화됨에따라, 공동개발참여를통한기술개발및세계시장진출기회확대 저해요인 항공시스템분야는기술진입장벽이높은매우보수적인분야로서, 장기간기술개발과정과검증과정을요구 기술경쟁력을확보하기위하여 기술개발및상품화에오랜개발기간과많은개발비를소요 신기술의적용에앞서실제항공기에적용하여검증할필요 항공시스템의첨단기술투자및신기술통합은선진국이나시장선도거대기업을중심으로이루어지고있으며, 국제공동개발은일반화되는반면첨단기술에대한기술보호역시강화되어후발주자의기술격차해소에어려움존재 273

280 항공시스템 [ 항공시스템분야의 PEST 분석 ] 구분 촉진요인 저해요인 정책 - 항공시스템 분야는 산업 및 기술파급효과가 높아 신성장동력확보등을위해국가차원의육성필요 - 항공산업발전기본계획 등 항공시스템 분야 육성을 위한정책추진 - 중앙정부 뿐만 아니라 항공산업 클러스터 조성 등 지방정부의항공시스템분야육성의지강함 - 성장과정에서정부정책의영향이지대한반면, 국내산업중비중이낮아타분야와의경쟁에서소외될가능성 - 경제성중시, 체계획득중심의정부수요로산업/ 기술경쟁력축적에어려움 - 항공기인증및금융지원체계등수출산업화관련제도적환경미비 경제 - 세계경제회복과글로벌화의영향으로세계운항수요가안정적으로증가 - BRICs, MARVINs 등신흥경제권의여객및항공기수요급증으로세계항공기수요성장 - 경기침체시기의여객및화물운송수요감소가능국제정세의불안요인상존 - 협소한국내시장여건으로세계시장진입에필수적인독자기종개발어려움 사회 - 글로벌화에따른항공운항수요와신흥공업국의국민소득향상에따른여객수요증가 - 거대도시화에따른항공교통의이점증대와각종항공운송관련규제완화에따른지속적인수요증가 - 고효율친환경항공기로의교체진행으로신형항공기에대한수요증가 - 국내의경우노령화와인구감소의진행으로향후우수한항공기술인력수급에어려움발생가능 - 신흥국가의상대적으로풍부한자원과인력에의해경쟁우위상실가능 기술 - 항공시스템과 밀접한 기계, 전자, IT 등의 산업 분야에서세계적인경쟁력보유 - 자동화 무인화추세에따라전자및 IT 분야에강점이 있는우리나라의잠재력이높아짐 - 항공기 국제공동개발의 일반화로 공동개발 참여를 통한기술획득기회확대 - 항공시스템분야의높은기술장벽으로기술경쟁력확보를위해오랜연구기간과자금소요 - 시장선도국가및기업중심으로첨단기술에대한보호장벽강화 신성장동력 글로벌화 좁은내수시장 시장성장과경쟁심화 뛰어난전 후방산업 기술장벽강화 정부는기계, 전자, IT 등국가의기술및산업역량이종합적으로나타나는분야인항공시스템을신성장동력으로서지원필요 세계경기회복과글로벌화등의영향으로항공시스템분야는안정적으로성장하고있으며, 정부역시관련정책을수립및시행하여항공시스템분야육성에노력 좁은국내시장에서탈피하여세계시장진출이필수적이며, 국제공동개발의일반화에따라시장기회가확대됨 선진국의핵심기술보호와후발국의추격에서지속적인경쟁력확보를위하여원천기술분야에대한투자와제도개선등을통한산업경쟁력증진노력필요 274

281 전략분야현황분석 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 항공시스템분야는기계, 자동차, 조선, IT 등기반산업과융 복합되어있는시스템산업으로타산업에 대하여선도형기술특성을갖고있으며, 해당국가의기술/ 산업경쟁력을종합적으로보여주는척도 세계각국은기술및산업파급효과가높은항공시스템분야에대하여정책적으로지원 항공시스템분야의국가브랜드가치는반도체, 핸드폰, 자동차등타산업대비월등 우리나라의조선, 기계, 자동차, 반도체등은세계적인경쟁력을갖추고있으나, 항공시스템분야의경우 아직이에크게미치지못함 높은수준의기술력및 존재하며, R&D 인프라그리고많은숙련인력을필요로하여높은기술진입장벽이 막대한초기투자비용과긴투자회임기간을갖는장주기산업으로거대다국적기업 혹은정부주도로산업활동이이루어지고있는중 산업종사자중연구원비중 : 기계산업 14.8%, 항공산업 25.9% 수준 일반적으로항공기개발의손익분기점은 300 여대수준이며, 투자회임기간은개발이후 20~30 년수준 항공시스템중 항공기제조분야는완제기제작업체에서원재료업체까지단계별로구성되어 있으며, 최종소비자에게는엔진과완제기만이제공되며, 부분품및부품들은완제기제조업체 등의원청업체를구매층으로둠 일반대중을상대하는산업이아니라기업또는국가를상대로하는산업 MRO의경우부품제조업체가 MRO서비스를직접항공기소유주에게제공 정부또는항공운항사등을주요구매층으로하고있는관계로항공기판매과정에서정부의 영향력이높으며, 절충교역과같이부품및부분품의계약에도정부의영향력이높음 항공기구매시항공기판매국가로부터의다양한해택이계약조건으로제시 매우보수적인분야로서신규업체의제품또는신기술의적용에부정적이며, 오랜신뢰관계의형성이필요 공동개발참여역시 항공기에소요되는부품은항공기개발시에대부분결정이되며, 개발하여도항공기제조사가쉽게채택하지않음 신규업체가뛰어난신제품을 Tier 1 에위치한기업들이국제공동개발에참여하고있으며, 국내에서는 KAI, KAL 등이 Tier 1에 근접한것으로인정받고있음 275

282 항공시스템 * 자료: ICF SH&E [ 항공기제조분야의가치생성단계 ] (2) 산업구조 항공시스템분야중완제기시장은 Boeing 과 Airbus 가양분하고있는대형여객기가차지하고있으며, 우리나라기업들은대부분 Tier3 이하의위치에서 Boeing 과 Airbus 에부분품및부품을공급하는위치 항공시스템은완제기제조업체에의하여엔진과기체가조립되어공급되며, 가치사슬상의후방기업들은 차례로원재료부터부품과부분품, 주요모듈들을제작하여완제기제작사에공급하는구조 주요모듈을공급하는 Tier1 은항공기개발과정에참여하여위험과수익을나누며 (RSP, Risk Sharing Partner) 부분품및원재료를제공하는 Tier2 이하는단계별로하청을받아공급하는형태 항공기에사용되는부품및원자재공급업체는완제기제조업체의협력업체목록에서선택하도록 되어있는등시장진입장벽이높음 항공시스템분야의전방산업으로는항공기를이용하여다양한서비스를제공하는항공교통분야, 레저, 국방 등이존재하고, 후방산업분야로는재료에서부터엔터테인먼트산업까지광범위한영역포함 소재및가공, 전자부품등의경우기계, 자동차, 조선등타산업분야와겸업하기도함 [ 항공시스템분야산업연관구조 ] 후방산업항공시스템전방산업 금속소재 ( 철강, 티타늄, 알루미늄등) 복합소재 ( 탄소섬유, 플라스틱등) 전자산업 ( 베터리, 모터, 디스플레이, 컴퓨터등 ) 기계산업 ( 유압기구, 정밀가공등) 완제기( 여객기, 전투기등) 주요모듈( 레이더, 동체, 엔진, 날개등) 소재( 복합재, 항공용경합금등) 지상장비 ( 레이더, 관제장치, 통신장비등) MRO 서비스 항공수송 ( 여객, 물류) 항공레져국방등금융산업 ( 항공기리스, 금융) 276

283 전략분야현황분석 3. 시장분석 년세계항공시스템분야의시장규모는약 5,600 억달러수준으로추정되며, 국내시장규모는약 60억 달러수준으로세계시장의약 1.1% 로추정( 생산금액기준으로는약 0.7%) - 세계시장에서 Boeing 과 Airbus 는 2012년기준약 32% 를점유하고있으며, 2012년매출기준 55위인 우리나라의 KAI는총매출 14억달러수준으로약 0.3% 를차지 - 향후세계항공시스템분야는연평균 6.2% 성장하여 2017 년경에는약 6,500 억달러수준이될것으로전망 가. 시장현황및전망 (1) 세계시장규모 2014년세계항공시스템분야는약 5,600 억달러수준으로추정되고있으며, 이중완제기 분야가 2,810 억달러를차지하고, 항공기부품의경우약 1,260 억달러수준으로추정 엔진및엔진 MRO시장이 1,335 억달러, 엔진 MRO를제외한 MRO가약 676억달러로추정 세계항공시스템시장규모는 2012년부터 2017년까지 5년간연평균 6.2% 의성장하여 2017년에는 약 6,500 억달러수준에이를것으로예상되며, 완제기시장의경우 2012 년 2,253 억달러수준에서 연평균 8.0% 성장하여 2017 년에는약 3,364 억달러시장이될것으로예상 전체항공시스템시장중에서완제기분야는약 50% 를차지하고있으며, 부품과 MRO 시장이 나머지를비슷한수준으로양분할것으로추정 세부항목별로는민간용무인기가연평균 시장규모자체는전체시장에서미미한수준 31% 수준으로가장빠르게성장할것으로예상되나, 완제기기준으로민간용항공기시장이군용기시장을압도하고있으며, 민간용항공기시장은 세계경기변화에따라민감하게반응하는반면, 군용기시장은장기적인국방계획및지역적인 군사적긴장이반영되어변화 민간용항공기의연평균성장률은 9.6% 로서군용기의성장률이 8.3% 인것을감안하면이러한 차이는더욱확대될것으로예상 민간분야에서는대형여객기 ( 연평균 9.5% 성장) 와비즈니스젯 ( 연평균 13%) 가시장성장을주도할 것으로예상 정비부품 / 장비및 MRO 의경우는현재운용중인항공기규모및상태에따라변화하며, 경우에 따라신규기체로교체가진행되는경우오히려 MRO시장은단기적으로위축되는수도있음 정비부품 / 장비및 MRO의연평균성장률은완제기보다다소낮은 5.7% 와 3.0% 가될것으로예상 277

284 항공시스템 [ 세계항공시스템분야시장현황및전망 ] ( 단위: 억달러) 구분주요품목 성장률 (%) (2012 ~2017) 대형여객기 1, , , , , , % 중형항공기 % 민간용항공기 비지니스젯 % 소형기 % 회전익기 % 무인기 % 소계 1, , , , , , % 전투기 % 군용항공기 훈련기 % 수송기및특수목적기 % 회전익기 % 무인기 % 소계 % 세계시장 ( 완제기) 완제기총계 2, , , , , , % 민간용 1, , , , , , % 고정익기군용 % 회전익기 ( 민간용/ 군용) % 무인기( 민간용/ 군용) % 완제기총계 2, , , , , , % 완제기구성품 ( 아웃소싱 ) 기체구조 % 엔진및엔진부품 % 항공전자 SW % 세부계통 / 기타장비 % 동력전달장치 % 기어박스하우징 % 기타부품 % 소계 1, , , , , , % 완제기총계대비수준 70.2% 69.8% 69.4% 69.3% 69.2% 69.0% -0.3% 278

285 구분주요품목 세계시장 ( 정비부품 / 장비 ) 세계시장 (MRO) 전략분야현황분석 성장률 (%) (2012 ~2017) 기체구조및단품 % 엔진및엔진부품 / 장비 % 항공전자 SW 및부품/ 장비세부계통 / 기타장비및부품 민수 MRO 군수 MRO % % 동력전달장치 % 기어박스하우징 % 기타장비 / 부품 % 정비부품 / 장비총계 1, , , , , , % 라인정비 % 기체중정비 % 엔진정비 % 구성품정비 % 소계 % 부품정비및부품생산 % 기체수명연장 % 성능개조/ 개랑 % SW 업그레이드 % MRO 총계 소계 , , , , , , , , , % 3.0% 항공시스템시장총계 4, , , , , , % * 자료: Forecast International, Teal 등의자료를참고하여추정 현재완제기분야세계시장은생산과구매모두북미와유럽지역이양분하고있는가운데 러시아, 중국, 일본, 등신규진입국가들이성공적인시장진입을위해노력하고있으며글로벌 공급사슬구축에따라금속가공품등상대적으로기술수준이낮은분야는가격경쟁력이높은 국가에서제조되어완제기업체에납품 유럽의 Airbus 와미국의 Boeing 이양분하고있는대형여객기는 14년기준완제기시장 67.4%, 민간용항공기시장중약 81% 를차지 최종조립이이루어지는것과별개로부분품및부품은전세계각지에서생산되어조달되며, 정비부품 / 장비및 MRO의경우는항공기가운항되는지역에따라그소비가결정 미국은 14년기준약 1,395 억달러수준의완제기를생산하여전세계완제기중약 49.6% 가량을 279

286 항공시스템 생산하는것으로추정되며, 이와관련하여약 억달러수준의완제기구성품을소요하는 것으로추정 완제기분야에서미국의점유율은 12년약 50.5% 에서 17년약 44.7% 로연평균 2.4% 가량 감소할것으로예상 미국이소비하는완제기구성품은 12년약 799 억달러에서 17년약 1,032 억달러로연평균 5.3% 수준의성장률을보일것으로예상( 아웃소싱비율이세계평균과동일한것으로가정) [ 미국항공시스템완제기분야시장현황및전망 ] ( 단위: 억달러) 구분주요품목 성장률 (%) (2012 ~2017) 고정익기 민간용 , , , , , % 군용 % 회전익기 ( 민간용/ 군용) % 무인기( 민간용/ 군용) % 완제기총계 1, , , , , , % 미국시장 ( 완제기 ) 완제기구성품 ( 아웃소싱 ) 기체구조 % 엔진및엔진부품 % 항공전자 SW % 세부계통 / 기타장비 % 동력전달장치 % 기어박스하우징 % 기타부품 % 소계 , % 완제기총계대비수준 70.2% 69.8% 69.4% 69.1% 68.8% 68.6% -0.5% 세계완제기시장총계 2, , , , , , % 세계완제기시장점유율 50.5% 48.1% 49.6% 47.3% 45.2% 44.7% -2.4% * 자료: Forecast International 등의자료를참고하여추정 (2) 국내시장규모 국내항공시스템분야생산은 2014년총 41 억달러수준에이를것으로예상되며, 이중완제기 분야는약 18 억달러, 그리고부품및 MRO 분야는약 23억달러수준에이르는것으로추정 국내생산금액은 12 년이후 14년까지연평균 25.5% 의고성장이예상되나, 국내총생산대비 점유율은약 0.57% 수준( 13 년기준) 280

287 전략분야현황분석 완제기제조는전투기, 훈련기등군용항공기에머물고있으며, 민수분야는부품생산수준 민항기부품분야(31.3%) 와엔진부품(21.4%) 등항공기부품분야가빠르게성장 기체정비는연평균약 6% 성장하는반면, 엔진정비는약 7% 감소 [ 항공시스템품목별국내생산현황 ] ( 단위: 백만달러) 구분주요품목 ( 추정) 연평균 성장률 (%) (2012~2014) 전투기 (KF-16, F-15K) % 군용항공기 훈련기 (KT-1, T-50) , % 회전익기 ( 수리온) % 무인기 % 민간용항공기 국내생산 완제기총계 1, , , % 민항기부품 , , % 부품및 엔진정비 % 엔진부품 % 기체정비 % 기타 % MRO 총계 1, , , % 국내생산총계 2, , , % * 자료: 국내항공우주통계, 한국항공우주산업진흥협회 국내항공시스템분야수급현황을살펴보면, 공급은 12년총 66 억달러수준에서 14년에는약 80 억달러로증가, 생산은 2014년총 41 억달러수준에이를것으로예상되며, 17년에는약 107 억달러수준에이를것으로예상 공급측면에서국내생산이연평균 24.7% 성장하여 17년약 81억달러수준에달하는것과반대로 수출은연평균 1% 가량감소하는추세를보일것으로추정 수요측면에서내수규모가연평균 7.3% 성장률을보여 17년에는약 74억달러수분에이를것으로추정 수출규모는약 21% 수준의높은연평균성장률보여약 36억달러에달할것으로추정 국내항공시스템분야는 14 년현재, 수요기준세계시장의약 1.1% 를그리고생산기준 0.7% 를수준을차지할것으로추정 281

288 항공시스템 [ 국내항공시스템수급현황및전망 ] ( 단위: 백만달러) 구분 성장률 (%) (2012~2017) 공급 생산 (A) 2,697 3,606 4,191 5,224 6,513 8, % 수입 (B) 3,862 3,812 3,785 3,747 3,710 3, % 계 (A+B+C+D) 6,559 7,418 7,976 8,795 9,699 10, % 수요 내수 (C) 5,193 5,766 5,974 6,408 6,872 7, % 수출 (D) 1,366 1,652 2,002 2,424 2,934 3, % * 자료: 항공우주산업통계 (2014), 한국항공우주산업진흥협회, 2012~2014 년간연평균성장률지속가정 나. 무역현황 항공시스템수출현황 2008년 11억 2,496 만달러, 2013년 26억 5,295 만달러, 수입현황 2008년 32억 2,403 만달러, 2013년 51억 7,937 만달러로수출입모두증가추이 항공에는항공기부품, 항공기용엔진등이포함 한미 FTA 체결로수출관세하락으로인해특히미국으로의수입량급증추세 무역특화지수는 2008(-0.48) 년부터 2013 년(-0.32) 까지증가하였으며, 항공은수입특화제품 [ 항공관련품목별무역현황 ] 구분 ( 단위: 천불(USD1,000), 톤(TON)) 성장률 (%) (2008 ~2013) 수출중량 2,658 3,236 5,275 6,270 6,658 7,932 24% 수출금액 1,124,960 1,128,518 2,064,998 1,766,667 1,834,023 2,652,950 19% 수입중량 4,889 9,461 6,618 6,669 6,204 10,128 16% 수입금액 3,224,037 2,653,334 4,674,861 5,424,539 4,813,154 5,179,370 10% 무역수지 -2,099,077-1,524,816-2,609,864-3,657,872-2,979,131-2,526,419 4% 무역특화지수 * % * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 282

289 전략분야현황분석 다. 글로벌수출유망품목 글로벌수출유망품목조사는전략분야별수출유망품목발굴을통해기술경쟁력과수출성장잠재력이 우수한중소기업을지원하기위한목적으로, 2015 년글로벌전략기술개발사업과연계하여수행 무역특화지수, 시장성장률등의종합적지표를기준으로수출유망품목군을도출 항공시스템은서보비틀, 항공기구동장치및부품, 항공기운항장치및부품, 항공기탑재전자장비 및부품이수출유망품목으로선정 라. 업체동향분석 (1) 해외업체동향 항공시스템분야는세부시장들간의구분이뚜렷이드러나는반면, 그리고우주분야까지겸업하는경우존재 업체들은민수와국방분야 민간항공기분야에서대형여객기는 Airbus와 Boeing, 중형항공기는 Bombardier, Embraer, ATR이 점유하는등시장간의구분이명확 양대기업인 Boieing 과 Airbus 는완제기시장에서소형기를제외한거의모든시장을포괄하는 반면 Lockheed Martin 의경우대형여객기시장에서실패후군수분야에집중 항공시스템분야는지속적인 M&A를통한기업의통합이이루어져일부선도기업에대한 집중도가높으며, 12년도매출기준상위 6개기업이 100대기업총매출의 50% 가량을, 그리고 22개기업이약 80% 수준을점유 러시아는 2006년지주회사인 United Aircraft Corporation(UAC) 를설립하여 Sukhoi, Mikoyan, Ilyushin, Irkut, Yakovlev 등을산하로편입 1위기업인 Boeing 과 2위인 Airbus 의매출은각각 817억달러과 748억달러수준으로서 4위 기업인 General Dynamics 의매출 315억달러의두배가넘는수준 12 년매출기준국내기업인한국항공우주산업 (KAI) 는 55 위(13.9 억달러) 수준 세계민간고정익항공기시장은 Airbus 와 Beoing 이양분하여 14년기준으로약 86% 를점유할 것으로추정되는가운데, 중형항공기와비즈니스젯시장에서강점을보이고있는 Bombardier 가 점유율 3.7% 수준으로 3위를차지 Forecast International 은 14년세계민간고정익항공기시장을약 2,255 억달러로추정 항공기용엔진은 GE, Pratt&Whitney, Rolls Royce 등이주도하고있으며, 유가상승에따른 연비개선압력과배기가스규제강화등으로고효율엔진개발을위해다양하게시도중 283

290 항공시스템 항공기개발비용상승과시장경쟁심화로위험분담을위한국제공동개발이일반화되어일본, 한국등의후발국이세계시장에진출하기위해노력하고있으며, 중형항공기시장을목표로러시아, 중국, 일본등이시장진입을시도 상대적으로진입장벽이낮은 글로벌공급사슬의구축에따라항공기부품및부분품제작은다양한나라로확산되었으나, 전자장비등의고부가부품과항공기소재등은소수의선도업체중심구조유지 한편, 중형항공기시장의강자인 Bombardier 는 C-series 를통하여대형여객기와중형항공기의 중간시장을개척하고자함 (2) 국내업체동향 국내항공시스템분야에는소수중견기업과다수의중소기업이분포되어있으나, 매출, 인력, 투자의 대부분이 KAI, 대한항공, 삼성테크윈의주요 3사에집중되어있는역피라미드구조 국내항공시스템분야에는약 110 여업체가있으나, KAI, 대한항공, 삼성테크윈의 3사가매출의 80%, 인력의 65%, 투자의 84% 가량을점유 항공기부품을가공생산하는대부분의하부업체는영세한규모로, 어려움을겪고있음 안정적인생산물량확보에 국내항공시스템분야중소기업들은국내생산액의 55% 에이르는군수분야를바탕으로성장하였으나, 부품제조업체가완제기개발과독립적으로세계시장에진출하기어려운항공시스템분야의특성에 따라국내수요중심으로운영 군수체계개발사업을바탕으로기체기술, 항공전자기술, 무인기기술등다양한분야의기술확보 세계시장수출은대형여객기기체부품및부분품중심으로이루어짐 ( 12년기준약 60%) 제품분야별중소기업의참여를살펴보면, 상대적으로기술적난이도가낮은분야와소규모고급기술을요하는분야에중소기업의참여정도와점유율이높은값차지 기술적으로난이도가낮은기체구조단품제작의경우 중소기업들이생산하는경우가많음 KAI, 대한항공등의재하청을통하여다수의 국내군수분야프로그램등을통하여기술축적이이루어진항법, 중소기업의참여가높게나타나는상황 센서등의분야도상대적으로 284

291 전략분야현황분석 [ 항공시스템분야주요제품의국내업체현황 ] 중분류주요제품대기업중소기업 중소기업주요 참여영역 중소기업 참여정도 * 중소기업 점유율 * 체계종합기술 - KT-1, T-50, 수리온 한국항공우주산업 (KAI) - - 기체기술 추진기술 기체구조설계해석기술 기체구조단품제작 세부계통장비 엔진및구성품, 이차동력장치, 비상동력장치 - 항공공력, 기체형상설계 - 설계통함, 최적화 - 기체구조기본설계 - 하중예측기술 - 구조해석( 동적/ 정적) - 피로수명해석기술등 - 기체구조물 - 날개구조물 - 개폐문및좌석등 - 연료공급장비 - 환경제어장치 - 전력계통, 전기장치, 전기식구동장치 - 유압펌프및유압식 - 구동장치 - 착륙장치 - 엔진 ( 터보펜, 터보프롭, 터보샤프트, 피스톤등), 엔진구성품 - 이차동력장치 (APS, Auxiliary Power System) - 비상동력장치 (EPS, Emergency Power System) 등 대한항공, 한화, KAI 대한항공, 한화, KAI 한화, LS 산전, LS 전선, 두산모토롤, 현대위아, KAI 삼성테크윈, 두산중공업 퍼스텍, 티유알, 세딕, 에이엠티 아스트, 한국로스트왁스, 남양정밀, 포렉스, 라코, 수성기체산업, 데크, 에이엠티, 썬에어로시스, 하이즈항공, 율곡, 샘코, 한일이화, 삼양컴텍퍼스텍, 뉴로스, 경주전장, 영풍전자, 연합정밀, 비에스아이, 일진전자, 제이엔에스, 엘씨텍, 동진전기, 세우항공, EMK, 다윈프릭션, 세아전자, 에이알텍 한국로스트왁스, 뉴로스, 아이원스, 동진전기 항공공력, 기체형상설계설계통함, 최적화기체구조기본설계하중예측구조해석( 동적/ 정적) 피로수명해석 기체구조단품, 기체구조상세설계, 날개구조단품, 개폐문, 좌석 연료공급장비환경제어장치전력계통, 전기장치, 전기식구동장치유압펌프및유압식구동장치착륙장치 소형엔진, 고온부품, 단수명엔진, 터빈및연소기, 초고온터빈블레이드, 엔진부품등 285

292 항공시스템 중분류주요제품대기업중소기업 중소기업주요 참여영역 중소기업 참여정도 * 중소기업 점유율 * 비행제어장치, 항법장치, 감지장치 - 러더& 브레이크페달조립체 - 조종간조립체 - 항공전자체계 - 위성/ 관성항법장치 (GPS/INS), 위성항법장치 (GNSS), 관성항법장치 (INS) - 전술항법장치 (TACAN) - 초단파전방향무선표식장치 - 계기착륙장치등 - 관성센서, 대기센서, 센서통합및보정기술등 대한항공, LIG 넥스원, LG CNS, 두한 DST, KAI AP 우주항공, 픽소니어, 인텔릭스, 에어로마스터, 성진테크윈, 모피언스, 텝코어스, 영풍전자, STX 엔진, 마이크로인피니티, 에버링스, 휴원, 소어솔류션, 신보 러더& 브레이크, 패달조립체, 조종간조립체, 항공전자체계, 위성 / 관성항법장치, 위성항법장치, 관성항법장치,, 전술항법장치, 초단파전방향, 무선표식장치, 관성센서, 대기센서, 센서통합및보정기술 현대제이콤 ( 인 항공전자기술 통신장비 - 공중충돌방지장치 (TACS) - 피아식펼장치 (IFF) - 항공통신장치, 위성통신장치 - 항공기내전자장비간무선통신망 - 데이터링크, 데이터버스 - 기내인터넷서비스, 인터콤등 LIG 넥스원 터콤), 휴니드, AP 우주항공, 위다스, 모피언스, 빅텍, 올제텍, 단암시스템즈, 파인텔레콤, 옥성, 피플웍스, 쏠리드, 솔빛시스템, 극동총신, 엠티지, 유텔, 브이엠이텍, 하이게인안테나 공중충돌방지장치, ADS-B, 피아식펼장치 (IFF) 항공통신장치, 위성통신장치항공기내전자장비간무선통신망데이터링크, 데이터버스기내인터넷서비스, 인터콤등 기타항전장비 - 비행기록장치(FDR) - 항행 / 기상용항공기탑재레이더 - 기내엔터테인먼트시스템 LIG 넥스원 영풍전자, 연합정밀, 퍼스텍, 도담시스템즈, 넥시스, 아이쓰리시스템, DSK Holdings, 케이웍스, 황하상사, 유니텍, 에이스트로닉스, 코츠테크놀로, 도원시스템, 엠디에스테크놀로지, 리얼타임웨이브 방빙장치, 결빙탐지장치, 비행기록장치, 기내엔터네인먼트시스템, 조명장치, 전파고도계, 항행/ 기상용항공기레이더, 항행안전시설, 관제시스템, 항공전자시험장치 286

293 전략분야현황분석 중분류주요제품대기업중소기업 중소기업주요 참여영역 중소기업 참여정도 * 중소기업 점유율 * - 동력전달장치체계설계 회전익체계 동력전달장치 로터시스템 - 토크튜브 ( 복합재, 금속재 ) - 기어박스, 기어냉각장치 - 기어윤활장치, 무윤활기어장치 - 칩탐지장치, 칩소각장치등 - 로터시스템체계설계 - 로트블레이드, 로터허브 - 탄성체베어링, 댐퍼 - 스와시플레이트조립체등 현대위아, 현대다이모스 대한항공, LG CNS, KAI S&T 중공업, 거산, 현잰소재, 우림기계 퍼스텍, 성우엔지니어링 토크튜브, 기어박스, 기어윤활장치, 기어냉각장치, 무윤활기어장치, 항공용특수베어링 로터시스템, 로터블레이드, 탄성체베어링, 탄성체댐퍼, 로터허브, 스화시플레이트조립체 무인기시스템 지상장비 전기무인기시스템 - 지상무인기통제장치 - 지상항공기관제장치 - 지상임무지원체계 - 훈련용시뮬레이터 - 전기무인기체계설계및개발기술 - 전력분배기, 전력제어및공급장치 - 연료전지, 초경량전력저장장치, 태양전지박막 ( 태양전지, 다중접합태양전지 ) 등 - 구동모터, 모터드라이버 - 초전도전기부품, 고전압변환기, 케이블등 대한항공, KAI 한화, KAI 퍼스텍, 도담, 위다스, 세트렉아이, 솔탑, 유니텍 성우엔지니어링, 스마텍, 단암시스템즈, CNL 에너지, Fuel cell power, 티움리서치, 코캄, 솔레이텍, 맥시스 무인기통제장치, 관제장치, 임무지원체계, 훈련용시뮬레이터, 공항감시레이더, 이차감시레이더 전력분배기, 전력제어및공급장치, 연료전지, 베터리, 박막태양전지, 케이블 MRO 및항공기성능개량 - 라인정비 (Line MRO) - 기체중정비 - 엔진정비 (Engine MRO) - 개조/ 개량, 도장등 - 구성품정비, 부품정비, 정기점검및교체 - 기체수명연장 (SLEP) - 성능개조 / 개량등 대한항공, 아시아나, KAI 라인정비샤프항공헬기정비 LG상사우아이그룹한국타임즈항공한화, 위아 라인정비, 중정비, 엔진정비, 구성품정비, PTF 및성능개량, 부품정비및생산, 기체수명연장, 성능개조 / 개량, SW업그레이드 287

294 항공시스템 중분류주요제품대기업중소기업 중소기업주요 참여영역 중소기업 참여정도 * 중소기업 점유율 * 항공우주특수공정 / 가공 - 탄소섬유, 아라미드복합재료 - 세라믹복합재료등 - 알루미늄합금, 티타늄합금, 마그네슘합금 - 내열금속합금, 초고강도철강등 KAI 천지산업, 태웅, 동국 S&C, 현진소재, 한국로스트왁스, 두레에머메탈, 거산, 경신금속, 보원경금속, HMK, 신창전기 사형주조, 티타늄주조, 단조, 알루미늄용점, 첨삭가공, 고상용접, 일체화성형, 마그네슘가공 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ) 높은단계: ) 마. R&D 동향분석 (1) 해외 R&D 동향 항공시스템분야의 R&D 는크게경제성, 친환경, 안전, 무인/ 자동화등으로요약하여설명할수 있으며, 이특성들은서로간에밀접한연관관계를갖고있음 유가상승과시장경쟁심화로항공기의운항경제성이중요시되었으며, 이에따라항공기의경량화, 연료효율성향상, 대체연료등이주목받게됨 대기오염과항공기소음등에대한규제가강화되고있으며, 고효율엔진과대체연료의사용등은 항공기로인한대기오염을감소시킬것으로기대 항공기항법, 관제기술개발을통하여운항효율성과안전성향상을도모 기체경량화를위하여복합재적용확대및첨단경금속재료적용이이루어지고있으며, 연료효율성이높은신형엔진의적용을통하여 CO2 및 NOx 배출절감 B787은복합재료를 50% 이상적용하여, 연료소비및 CO2 배출을 20% 절감 A350XWB 역시복합재료적용확대와고효율엔진적용으로연료소비및 CO2 배출을 20% 절감 PWC와 CFM은 GTF 및 Leap-X 와같은고효율엔진을개발하였으며, 737MAX 와 A320neo 등에 적용되어 15% 이상연료소비절감을목표로함 항공기용으로고가의티타늄및신형알루미늄합금(Al-Li) 소요확대예상 288

295 전략분야현황분석 a) GE 계열엔진의연료소비비교 b) GTF(PW1000G) 와기존엔진의소음비교 * 자료: CFM(2013), PWC(2014) [ 신형엔진적용에따른연료절감과소음감소 ] 항법시스템개선을통한운항효율성개선으로연료소비절감및운항안전성향상이이루어지고 있으며, 자동화/ 무인화로사고예방도모 효율적인항로설정으로운항거리감축 지상관제와위성항법등을통합한항법시스템으로효율성향상및자동화와더불어충돌방지및 사고예방 현재미래핵심분야로서무인기활용영역및무인기관련연구확대 군사적정찰및공격용으로사용되던무인기가민간영역으로활용범위를확대 고고도장기체공무인기를활용한지상관측, 통신중계등활용영역확대 충돌회피, 자율비행등관제/ 제어기술개발 (2) 국내 R&D동향 군용기분야에서는 KT-1 및 T-50 등의훈련기를개발하여수출한바있으며, 현재 KF-X의국내 주도개발을위한절차가진행중 T-50등의개발을통하여독자항공기개발역량확보 KF-X 사업을통해스텔스기술등첨단기술의개발과독자전투기개발능력배양기대 산업계에서는국방수요를중심으로관련기술개발이이루어지고있으며, 근래에는민수분야에서도 생산성향상등을위하여적극적으로기술개발을추진중 T-50, 수리온, 등의개발을통하여기존의기체구조제작능력에더하여임무컴퓨터디지털시현장치등의항공전자부품의국산화가크게진전 수리온개발과정에서로터시스템, APU 등의부품은민 군공통적용을염두에두고진행 민간부문에서는해외기업과의경쟁에서우위를차지하기위하여염가의복합재성형및생산방법등에대한연구진행 289

296 항공시스템 민간항공기분야는절충교역및국제공동개발참여를통산생산물량확보와기술획득등을 통하여기체부품, 엔진, 보기 소재등에대한연구개발이이루어짐 대한항공은 A350XWB 의화물용 Main door 를독자개발하였으며, 787의 APU Door도생산중 KAI 는 A350XWB 의 Wing-rib 을독자개발하였으며, 추가적으로날개하부구조물 WBP 의독점계약체결 수리온개발과정에서로터시스템, APU 등의부품은민 군공통적용을염두에두고진행 한화는 UH-60 헬기의성능개량사업참여로 FBW 작동기를개발하는등다양한항공기유압식 / 전기식구동기개발을수행하고있으며, B787 의국제공동개발에신규참여하여유압식 / 전기식 구동기를수출 무인기분야연구는군용에서시작되었으며, 현재는연구용및민간활용을목적으로스마트 무인기및고고도장기체공무인기등의신개념무인기의개발이진행되는등세계수준에근접한 기술을보유 90 년대이후국방과학연구소와대우중공업 ( 현 KAI) 는군용저고도단기체공전술무인헬기개발 00 년저고도정찰용무인기 송골매를 개발하여 03 년부터실전배치하였으며, 현재사단급무인기 및중고고도무인기개발이진행중 12 년개발된스마트무인기를통하여틸트로터기술을확보하였으며, 현재스마트무인기의기술을 활용한무인기의제품화가진행중 바. 기업니즈조사 항공시스템분야중소기업의니즈분석을통한제품및기술개발현황을살펴보면다음과같은 제품및기술을개발 항공기용부품의프레스압출판금및열처리기술은재료경량화를위해항공기의특성상구조채의중량을 감소시키기위해경량재료가널리시용되며, 대표적인경량재료로는알루미늄합금을들수있음 실제로유럽에서생산되고있는 Airbus 의경우최근에개발된모델 (A340) 일수록알루미늄합금의 사용량이점차감소하고, 그대체재료로 Al-Li 합금과복합재료가점점더많이사용 2000 년도에개발예정인새로운항공기 (Airbus2000) 에있어서는더많은양의 Al-Li합금이사용 될예정이고, 새로개발될금속기지복합재료 (Metal MatrixComposite) 의사용도증가할전망 관련기술분야로는알루미늄압출재등이대표적 국내민수분야의부품제작업체들은주로기체구조물을중심으로발전하여왔으며, 그외전기 / 전자, 제어 등의분야는미약한개발경험및높은진입장벽으로인하여아직충분한경쟁력을확보하지못하고있음 해외협력을통한항공전자시스템개발경험은있으나 수명주기비용감소를위한기술개발필요 S/W 및체계설계기술이취약하여전 290 무인기용비행제어컴퓨터개발, 생산경험이있으나국산화를위해기초부품소자및모듈/ 시스템에서 독자기술력확보가필요

297 복합재 전략분야현황분석 Lay-up 은수지강화복합재료는무게의감소와더불어강성과강도가증가되어비강성및 비강도가상승하여점차더많은양이항공기에사용될것으로예상 복합재소재의경우국내민수분야의부품제작업체들도개발및생산경험이있어일부경쟁력을 보유한것으로분석 관련세부기술분야로는프르프레그, 노멕스하니컴코어, 탄소섬유등의기체소제관련기술이대표적 사. 중소기업분포분석 (1) 사업체수 항공시스템분야의전체사업체수는 2013년 507개임 항공시스템분야사업체의규모별분포는소기업이 448개로전체 507개중약 88% 차지 중기업은 53개로조사됨 전체사업체수증가율은 8% 증가 (2) 종사자수 종사자수에서는대기업이 9,452 명으로전체 19,363 명중약 49% 차지 소기업은 4,253명으로 22%, 중기업은 5,716명으로 30% 를차지함 전체종사자수증가율은 8% 증가 소기업 3%, 중기업은 7% 종사자수증가율을보임 291

298 항공시스템 [ 항공시스템분야주요기업분포현황 ] ( 단위: 개, 명) 기준 품목 구분 ( 추정) CAGR 사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자사업체종사자 항공기부품 계 , , , , , ,363 8% 8% 소기업 299 3, , , , , ,253 8% 3% 중기업 , , , ,716 6% 7% 대기업 ,452 11% 12% 계 , , , , , ,363 8% 8% 총계 소기업 299 3, , , , , ,253 8% 3% 중기업 , , , ,716 6% 7% 대기업 ,452 11% 12% * 표준산업분류 항행용무선기기및측량기구제조업, 항공기, 우주선및부품제조업, 항공기용엔진제조업, 항공기용부품제조업 을대상으로주요기업분포현황분석진행 * 중소기업규모구분은상근종사자수를고려하여 3 단계로구분 ( 소기업 : 50 명미만 / 중기업 : 50명이상 300 명이하 / 대기업 : 300 명이상) 292

299 전략분야현황분석 4. 기술분석 윈텔립스 DB를활용하여최근 10 년(2003 년 1 월 ~ 2014 년 6 월) 출원된국내특허와해외특허 ( 미국, 일본, 유럽특허) 를분석하여항공시스템분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 전체적으로 2000 년후반이후약간감소추세, 미국이 52% 의점유율로가장많은특허보유 항공시스템분야는전체적으로지속적인출원이이루어지고있는분야이고, 분야라고볼수있어특허출원도큰변화가나타나지않음 시장진입의벽이높은 항공시스템과관련된기술은시장상황에직접적으로영향을받지않는기술로, 있었던 2000년대후반약간감소하는것으로나타나지만그영향이크다고볼수없음 금융위기등이 [ 우주항공 - 항공시스템분야의국가 연도별출원동향 ] 293

300 항공시스템 해외출원인의경우기업출원이다수를차지하며, AIRBUS, The Boeing company 등미국, 유럽 기업에의한출원강세 미국과유럽의경우항공시스템분야에서거의독보적인자리를차지하고있으며, AIRBUS 의 경우는프랑스, 독일, 등이 The 합작해서만든업체로유럽최대의항공우주산업분야의기업이고 Boeing company 의경우는미국최대의항공우주산업분야기업으로, 특허출원에서도미국, 일본, 유럽에서모두 1, 2위출원인으로나타남 [ 해외특허의주요출원인동향 ] 전체적으로미국, 일본, 유럽에서모두 AIRBUS, The Boeing company 가최다출원 미국에서는구간별변화가거의나타나지않았고, 유럽의경우는최근상대적으로 The Boeing company 가약간저조한것으로분석 일본은 TOSHIBA 가 AIRBUS, The Boeing company 와함께주요출원인 TOSHIBA 는일본에서만주요출원인으로나타나는데, 항공레이더, 항공통신과관련된기술이 주류를이루고있는것으로분석 294

301 전략분야현황분석 [ 미국특허주요출원인의구간별출원비율 ] [ 일본특허주요출원인의구간별출원비율 ] [ 유럽특허주요출원인의구간별출원비율 ] 295

302 항공시스템 (2) 국내동향 출원증감을반복하며지속적출원을유지하고있으며, 대기업점유율 23% 차지 기업( 대기업, 중소기업 ) 에의한출원점유율이 36% 정도를차지 그외해외출원인 27%, 개인출원인 18%, 대학/ 연구소 20% 점유 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 296

303 전략분야현황분석 내국인의출원비율이전체적으로 70% 이상으로높은편 국내특허의내외국인비율은내국인 76%, 외국인 24% 로내국인의특허출원비율이높음 해외출원인의경우 2006년이후출원점유율감소추세 대기업인한국항공우주산업의특허건수 (180) 가압도적으로기술개발활발하게진행 한국항공우주연구원이 중소기업에서유양산전의특허가 73 건으로대학/ 연구소 / 공공기관에서최다출원인으로분석 14건이지만상대적으로출원이미미한것으로분석 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 297

304 항공시스템 구간별주요출원인은대기업의경우 2000년후반특허출원크게증가 한국항공우주산업의경우 03~ 08년 49 건의출원에그치고있으나, 09~ 14년 131 건(61%) 출원 또한, 삼성탈레스, 한국공항공사, 엘아이지넥스원등도 2000년후반특허출원크게증가 중소기업의경우구간별주요출원인의출원건수가 10 건미만으로대기업및대학/ 연구소/ 공공기관에비해연구활동미비 중소기업의경우대기업과대학/ 연구소 / 공공기관에비해서상대적으로출원비중이매우낮은것으로 나타나는데, 이는항공시스템분야특성상진입장벽이높기때문이라고볼수있음 [ 국내주요출원인의구간별출원현황 ] 298

305 전략분야현황분석 (3) 대표기술군선별 항공시스템분야의전체유효특허대상출원건수를기준으로다출원국제특허분류 (IPC) 10 위를도출하여대표기술군선별 상위 대표기술군으로항공기의동체, 착륙장치, 항공기의설비, 항공기의회전요소, 항공기의조정계통, 운행제어, 무선전파, 항공기교통제어, 항법용수치기, 항공기의공기처리장치로 10개의대표 기술군최종선별도출 [ 대표기술군 ] No. 대표기술군세부내용 1 항공기의동체 2 착륙장치 3 항공기의설비 4 항공기의회전요소 5 항공기의조정계통 6 운행제어 7 무선전파 8 항공기교통제어 9 항법용수치기 10 항공기의공기처리장치 1. 항공기용부품 2. 항공기프레임 3. 항공기용도어 4. 항공기용구조재 5. 항공기용패널 1. 착륙조작시스템 2. 안전한착륙방법 3. 랜딩기어용구성요소 4. 스티어링각제어시스템 5. 브레이크제어장치 1. 항공기용좌석 2. 멀티시스템 3. 소음감소장치 4. 충격흡수장치 1. 항공기의날개 2. 항공기로터블레이드 3. 회전제어장치 4. 헬리콥터회전날개 1. 전력공급 2. 조종방법 3. 제어시스템 1. 항공기자세제어 2. 충돌방지장치 3. 선회시스템 1. 레이더시스템 2. 검출장치 3. DME 지상장치 1. 유도장치 2. 관제시스템 3. 운항노선제어 1. 이동경로관리시스템 2. 항법장치 1. 공기조절시스템 2. 공조시스템 대표기술 (IPC) IPC코드 건수 B64C B64C B64D B64C B64C G05D G01S G08G G01C B64D 대표출원인 AIRBUS(EU) EUROCOPTER(EU) MITSUBISHI AIRCRAFT(JP) AIRBUS(EU) MESSIER-BUGATTI-DOWTY (FR) The Boeing company(us) AIRBUSEU) RECARO AIRCRAFT SEATING(DE) The Boeing company(us) Bell Helicopter Textron(US) EUROCOPTEREU) SIKORSKY AIRCRAFT AIRBUSEU) The Boeing comany(us) Honeywell International(US) AIRBUSEU) The Boeing comany(us) Honeywell International(US) TOSHIBA CORP(JP) Honeywell International(US) Rockwell Collins(US) Honeywell International(US) The Boeing comany(us) THALES(FR) Honeywell International(US) The Boeing company(us) THALES(FR) AIRBUSEU) HAMILTON SUNDSTRAND(US) Honeywell International(US) 299

306 항공시스템 나. 대표기술군분석 (1) 기술성장성분석 항공시스템분야의기술별출원점유율 76) 및최신특허비율 77) 을살펴보면, 항공기의동체, 착륙장치, 항공기의설비분야는출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수한 분야로판단 운행제어, 항공기의공기처리장치분야의경우최신특허비율은평균정도이고, 출원점유율은평균이상으로 출원점유율측면의경쟁력은높은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성측면에서 경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 기술전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 항공기의동체 % 1.67% 上 착륙장치 % 2.10% 上 항공기의설비 % 1.36% 上 항공기의회전요소 % 1.12% 下 항공기의조정계통 % 1.08% 下 운행제어 % 0.98% 中 무선전파 % 0.82% 下 항공기교통제어 % 1.01% 下 항법용수치기 % 0.52% 下 항공기의공기처리장치 % 0.56% 中 분야평균 % 1.12% - 76) 출원점유율 : 전체특허중에서해당기술분야의점유율 출원점유율 = 해당기술분야의특허수전체특허수 77) 최신특허비율 : 전체특허중에서 2010 년~2014 년최근 5년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2010 년~2014년출원특허수전체특허수 300

307 전략분야현황분석 (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 78) ) 및시장확보력지수 (PFS 79) ) 를이용하여 항공시스템분야의기술별기술수준을살펴보면, 항공기의설비, 항공기의조정계통분야는 피인용지수및시장확보력지수모두평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 무선전파, 항공기교통제어, 항법용수치기분야는피인용지수는우수하나, 시장확보력은평균에 미치지못하는것으로분석 항공기의동체, 착륙장치, 항공기의공기처리장치분야는시장확보력은우수하나, 이에비해 피인용지수는평균미만으로나타나기술력이다소미흡한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 기술미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 항공기의동체 中 착륙장치 中 항공기의설비 上 항공기의회전요소 下 항공기의조정계통 上 운행제어 下 무선전파 中 항공기교통제어 中 항법용수치기 中 항공기의공기처리장치 中 분야평균 ) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 79) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 301

308 항공시스템 (3) 중소기업적합성분석 한국특허를대상으로분석하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한전략제품후보군선별 항공기의동체, 항공기의조정계통, 항공기교통제어분야가중소기업출원비율과중소기업출원인 비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한대표기술군으로판단 항공기교통제어는국내특허건수(41 건) 중에서중소기업의출원건수 (8 건) 비율이 20% 를차지하여 타기술군보다중소기업의출원비율이높음 항공기교통제어분야는중소기업출원인비율또한 진출이용이한분야로판단 30% 로나타나상대적으로국내중소기업의 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허 중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 중소기업 출원인비율 종합평가 항공기의동체 % 13.33% 上 착륙장치 % 4.17% 下 항공기의설비 % 0.00% 下 항공기의회전요소 % 10.00% 中 항공기의조정계통 % 15.79% 上 운행제어 % 10.53% 中 무선전파 % 4.76% 下 항공기교통제어 % 29.63% 上 항법용수치기 % 0.00% 下 항공기의공기처리장치 % 20.00% 上 302

309 전략분야현황분석 다. 종합결론 미국, 유럽및일본은 2000 년초반이후비교적지속적으로출원이나타나고있고, 한국의경우 2000 년후반이후출원이소폭으로상승 이러한추세는산업분야특성상경기변화에크게영향을받지않는분야이기때문에나타난것이라고 볼수있으며, 한국은최근에항공시스템분야에대한관심이높아지고있다고볼수있음 미국특허의비율이높고, 유럽, 미국기업들(AIRBUS, The Boeing company, Honeywell International 등) 의출원이주도적 미국과유럽특허는유럽국적의 AIRBUS, 미국국적의 The Boeing company 가, 한국특허의경우 한국항공우주산업의활동이활발 각대표기술후보군을특허지수를종합분석한결과, 중소기업적합성이높은수준으로평가된 항공기교통제어관련기술군은상대적으로국내중소기업의출원활동이활발한것으로평가되고, 기술성장성은낮고기술수준은중간정도인것으로평가되어국내중소기업이해당분야에서 기술개발을고려해볼수있는후보군으로판단 항공기의동체는기술성장성이높고, 항공기의조정계통은기술수준이높은것으로나타나중소기업 적합성이높게나왔다고하더라고, 적절한후보군으로판단하기어려움 [ 특허분석종합평가표 ] 대표기술군 전체 특허 건수 특허점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 항공기의동체 % 1.67% 上 中 10.00% 13.33% 上 착륙장치 % 2.10% 上 中 3.57% 4.17% 下 항공기의설비 % 1.36% 上 上 0.00% 0.00% 下 항공기의회전요소 % 1.12% 下 下 10.77% 10.00% 中 항공기의조정계통 % 1.08% 下 上 9.38% 15.79% 上 운행제어 % 0.98% 中 下 7.14% 10.53% 中 무선전파 % 0.82% 下 中 3.33% 4.76% 下 항공기교통제어 % 1.01% 下 中 19.51% 29.63% 上 항법용수치기 % 0.52% 下 中 0.00% 0.00% 下 항공기의공기처리장치 % 0.56% 中 中 14.29% 20.00% 上 303

310 항공시스템 5. 시사점및제언 기계, 자동차, 조선, IT 등기반산업과융 복합되어있는시스템산업인항공시스템분야는타 산업에대하여선도적위치에서해당국가의기술/ 산업경쟁력을종합적으로보여주는척도가 되지만, 높은진입장벽과긴투자회임기간등으로정부의정책적인지원필요 항공시스템분야국내생산량은 2014년기준약 41억달러로서세계시장의 0.7% 수준만을 점유하고있으나세계시장의연평균성장률 6.8% 를크게상회하여연평균약 26% 수준의빠른 속도로성장하고있으며, 항공시스템분야로부터의높은기술파급효과와산업파급효과를 고려하면, 정부의정책적지원을우선적으로고려필요 국내항공시스템분야는군수및체계획득중심의사업을바탕으로성장하여소수의중견기업 시장의대다수를차지하고있으며, 그하부에다수의영세한중소기업이존재 체계획득중심의사업진행으로기초원천기술보다진부화된실용기술중심으로기술획득 군수중심의산업구조는단속적인수요로인하여안정적인성장에저해 안정적인산업성장을위하여군수 민수균형발전이필요하며, 민수시장에대한성공적인진입을 위하여절충교역의활용과국제공동개발에위험분담파트너 (RSP) 로의참여를적극적으로고려필요 국내중견기업의 RSP 참여를통해중소기업의해외발주물량확대 숙련된정비인력과국내공항인프라등을활용하여민수 MRO 시장진출 향후지속적인성장을위하여핵심기초기술에대한확보가필요하며, 이를적용하여검증하기위한 신개념항공기의개발필수 국내무인기시스템은세계수준의기술경쟁력을확보하고있으며, 부품등을시험/ 검증 이를활용하여다양한신기술및 급격히성장하는무인기분야를신성장동력의디딤돌로활용 중소기업의세계시장진출을위해국내중견기업과의긴밀한협조관계를구축할필요가있으며, 중소기업의 부족한연구개발능력과기술경쟁력을보완하기위하여국책연구소및학계와의협력강화필요 304

311 전략분야현황분석 [ 항공시스템분야주요제품 ] 분야제품설명출처 무인기시스템 - 무인기시스템이란, 비행기에탑승하는조종사없이사전에입력된프로그램에따라또는비행체스스로주위환경을인식하고판단하여자율비행하는비행체와관련된기술을의미하며, 무인기시스템비행제어기술, 지상관제기술, 데이터링크기술, 지상지원장비, 임무장비등을포함 시장분석타부처로드맵 비행제어시스템 - 비행제어시스템이란, 항공기상태를감지하고, 원하는비행상태와의오차를줄이기위한조종량을계산하여조종을수행하는기술을의미하며, 현재의고도 / 속도유지, 자세유지의기초기능과, 자동비행및기상변화, 접근하는항공기회피기술등을포함 시장분석기술분석글로벌 - 항공기기체구조란, 항공기를포함하는모든부품들과관련된 항공기기체구조 기술을 의미하며, 기체구조물, 날개 구조물, 연료공급 장비, 환경제어장치, 전력계통, 전기장치, 전기식구동장치, 착륙장치 등을포함 시장분석기술분석 - MRO 란, 항공기유지보수개량및성능개량과관련된제반 MRO 기술을의미하며, 방빙 / 결빙탐지장치, 비행기록장치등의항전장비및항공기의지속적인운용을위한소모성자재와간접자재등을포함 시장분석 항공시스템 전자/ 통신장비 - 전자/ 통신장비란, 항공기전력을생성, 분배하고항공기내외부통신을위한장비와관련된기술을의미하며, 전력계통과외부조명계통및조종실간내부통신과항공기외부의무선송수신을담당하는라디오를포함 타부처로드맵 자율비행기술 - 자율비행기술이란, 항공기가조종사의조종없이자동적으로비행할수있도록하는제반기술을의미하며, 모니터, 비행조종컴퓨터, 실시간제어컴퓨터, 내/ 외부조종기, 터치패널, Knob & Switch 인터페이스보드등관련기술을포함 전문가의견 임무및운용 SW - 임무및운용 SW 란, 작전지역에서의임무수행을위해임무를계획하고분석할수있도록하는알고리즘기술을의미하며, 작전구역, 항로점, 비행항로, 비행체초기화정보, 장비위치설정, 귀환/ 회수지역설정등과관련된기술을포함 시장분석 로터시스템 - 로터시스템이란, 회전익항공기가회전하면서항공기의이륙, 전진및방향제어를수행하기위해하중을발생시키는장치와관련된기술을의미하며, 진동을측정하는장치와진동최적화를위한제어알고리즘을포함한제어기설계기술을포함 기술분석타부처로드맵 회전체동력전달장치항공기추진기술 - 회전체동력전달장치항공기추진기술이란, 엔진에서발생된동력을양력과추력을발생시키기위한로터까지전달하는과정에필요한구성품및제반기술을의미하며, 진동및피로에대한높은수준의내구성과관련된기술및기어박스가동체와연결되는부위에대한진동절연기술을포함 시장분석기술분석 305

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313 항공시스템 전략제품현황분석 무인기시스템 비행제어시스템 항공기기체구조

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315 전략제품현황분석 무인기시스템 1. 개요 - 정의: 무인기시스템이란, 비행기에탑승하는조종사없이사전에입력된프로그램에따라또는비행체스스로 주위환경을인식하고판단하여자율비행하는비행체와관련된기술을의미 - 범위: 무인기시스템비행제어기술, 지상관제기술, 데이터링크기술, 지상지원장비, 임무장비등을포함 가. 정의및필요성 무인기시스템은비행기에탑승하는조종사없이사전에입력된프로그램에따라또는비행체 스스로주위환경 ( 장애물, 항로) 을인식하고판단하여자율비행 (Autonomous flying) 하는비행체와 관련된기술로무인기의안전한운용을위한비행제어, 지상관제, 데이터링크, 지상지원장비, 임무장비기술을지칭 무인기시스템분야는무인기를안전하게운용하기위해필요한기술과무인기운용을통해 정보를획득하는전범위의기술이포함되며, 비행제어기술, 지상관제기술, 데이터링크기술, 지상지원장비, 임무장비등으로구성 나. 범위및분류 ( 제품분류관점) 무인기시스템분야는비행제어기술, 지상관제기술, 데이터링크기술, 지상지원장비, 임무장비등으로구성 비행제어기술은비행제어하드웨어기술과비행제어소프트웨어기술로구분됨. 비행제어하드웨어 기술에는비행제어컴퓨터, 비행제어센서, 작동기등이포함되며, 비행제어소프트웨어기술에는 비행체모델링, 비행제어법칙설계, 비행운영프로그램, 지상통합시험장비등이포함 지상관제기술은비행통제기술, 임무계획기술로구분 데이터링크기술은테이터링크설계, 성능송수신기, 통신제어기, 안테나, 안테나추적, 데이터링크 성능시험등이포함 지상지원장비기술은발사대기술, 비행체회수기술, 비행체지원장비기술로구분되며, 비행운영프로그램 비행제어컴퓨터, 항법센서, 작동기등을포함 ( 공급망관점) 무인기시스템은무인기시스템설계, 구성품획득, 시스템지상통합, 비행시험및 운용프로세스과정으로시장에공급 무인기시스템설계는무인기에주어진임무를안전하고효율적으로수행하기위한무인기시스템을 설계하는기술로, 시스템설계가완료되면무인기시스템구성품의사양이정의 309

316 항공시스템 무인기시스템 무인기시스템구성품획득은무인기시스템을구성하는각종구성품을획득하는기술로, 제품조사를통하여구성품사양을만족하는제품을구매하거나개조하거나신규개발 시장의 무인기시스템지상통합은구성품획득과정을통해확보한구성품을항공기와지상관제장비에 장착하고연동한후, 무인기시스템의성능을지상에서검증하는기술로무인기시스템을비행체 시뮬레이션과연결하여무인기시스템의요구사항충족성및운용내구성을확인하는기술 무인기시스템비행시험및운영기술은비행시험준비, 비행시험허가, 지상활주시험, 비행시험, 비행데이터분석, 성능개선을하는기술 [ 무인기시스템분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 무인기시스템설계 임무분석, 운영요구도분석, 시스템요구사양정의, 무인기시스템구조설계, 구성품요구사양정의, 시스템인터페이스정의, 형상관리, 품질보증 < 하드웨어 > 비행제어컴퓨터개발, 비행제어센서, 비행제어작동기, 외부상황인식센서 비행제어 < 소프트웨어 > 비행체모델링, 비행체시뮬레이션, 비행운영프로그램구조설계, 비행운영프로그램개발, 비행제어법칙개발, 비행운영프로그램시험, 비행운영프로그램 PILS 검증, 비행운영프로그램인증 무인기시스템 구성품획득 지상관제데이터링크 비행통제장비, 임무계획장비, 임무장비운용 데이터링크설계, 성능송수신기, 통신제어기, 안테나, 안테나추적기, 데이터링크성능시험 지상지원 비행체발사대, 비행체회수기술, 대기자료획득비행체운영지원장비 임무장비 EO/IR 카메라 무인기시스템지상통합 무인기시스템비행시험및운영 구성품장착설계, 구성품연동시험, 지상통합시험장비구축, 지상통합시험, 시스템모니터링, 고장주입시험, 운용내구성시험 비행시험계획, 비행시험허가, 지상활주시험, 비행시험, 비행시험데이터분석, 무인기운영매뉴얼, 무인기운영관리 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 < 하드웨어 > 비행제어컴퓨터개발, 비행제어센서, 비행제어작동기, 외부상황인식센서 비행제어 < 소프트웨어 > 비행체모델링, 비행체시뮬레이션, 비행운영프로그램구조설계, 비행운영프로그램개발, 비행제어법칙개발, 비행운영프로그램시험, 비행운영 프로그램 PILS 검증, 비행운영프로그램인증 무인기시스템 구성품획득 지상관제데이터링크 비행통제장비, 임무계획장비, 임무장비 성능송수신기, 통신제어기, 안테나, 안테나추적기 지상지원 비행체발사대, 비행체회수기술, 대기자료획득비행체운영지원장비 임무장비 EO/IR 카메라 무인기시스템지상통합 지상통합시험장비 310

317 전략제품현황분석 2. 산업및시장분석 - 군의정찰감시및공격용으로발전해온무인기는공중촬영, 택배, 영화제작, 정밀농업과같은민간분야의 활용분야가제안되고있으나, 무인기의유인기공역비행제한과프라이버시등의문제로시장이급격히 성장하고있지는않음. 그러나무인기를통하여데이터획득및무인이동공간이 2차원에서 3차원으로확대 가능함에따라일정조건이만족되면단시간에폭발적인시장확대의가능성존재 - 무인기는기술장벽이매우높고부가가치가. 매우큰기술로후발업체가시장진입에큰어려움을겪게됨 이는유인항공기의항공전자및항공엔진시장사례를통하여알수있음. 무인기는현재단일무인기의 운용이가능한수준이며미래에는이종다수무인기의유인기통합운영으로발전할것이며, 이러한측면에서 기술개발초기수준으로볼수있음. 미래무인기시스템의세계시장진출을위하여기술 가격 브랜드 마케팅 경쟁력강화에필요한전략수립이필요 가. 니즈분석 군용위주로발전한무인기의민간응용분야적용을시장확대가능성증대 시장니즈 1 : 민간용무인기시스템설계기술 전장이나접경지역등의정찰, 감시, 공격등의용도로발전해온무인기는근래공중촬영, 영화제작 등에활발하게사용되고, 무인택배, 정밀농업등의새로운용도가제안 특히 3 면이바다이고, 육지의 70% 이상이산림인국내지정학적특징을고려할때외국불법조업 어선감시, 섬지역물건배달, 산불조기탐지, 재난관리등의대규모무인기내수시장형성 민간용무인기는정찰, 감시, 공격등을임무로하는군용무인기에비행다양한임무를수행하여야 하며, 세계시장진출을, 위하여시장경쟁력이있는가격으로제품이개발되어야하므로무인기 시스템설계기술이중요 여러종의군용무인기개발을통해국산화개발된무인기시스템구성품기술을계승발전 하여미래군용및민간용무인기시스템시장준비필요 시장니즈 2 : 무인기체계개발에적용가능한수준의무인기시스템구성품준비필요 항공전자, 항공엔진등항공기용구성품은부가가치가매우크며, 기술장벽이높음. 이로인해 항공전자및항공엔진은선진항공업체에서는시장을장악하고있으며, 선진항공국가에서는수출 허가제등을통하여관련기술의해외이전을기피 항공기용구성품은제품을개발하여시험에성공하여도실제항공기체계개발에적용되지않음. 이는대규모예산이소요되는항공기개발사업의위험도관리와비행안전상의이유로항공기 구성품의사용이력이매우중요하기때문 311

318 항공시스템 무인기시스템 항공사고는대규모의인명및재산피해가동반하므로, 선진항공국가에서는항공기및항공기용 구성품의인증제도를구축하여운용하고있으며, 항공기용구성품상품화를위해서는해외 인증을받아야함. 그러나항공기구성품인증을위해서는예산과인력이많이필요 국내에서 90년대후반군단급무인기개발이후로여러종의군용무인기개발사업이추진되고 있으며, 다수의무인기시스템구성품을국산화개발하여항공기에적용 국산화개발에성공한무인기시스템구성품은작은군용무인기소요에의한예산제한으로세계 시장진출에필요한국제항공인증을획득하지못하고, 군성능인증을받아체계에적용 군용무인기시스템을위해개발된무인기시스템구성품을해외무인기체계적용을통한해외 수출을위해국내개발구성품을상품화준비하는것이필요 무인기시스템은비행시험을통해성능을입증하여야미래무인기체계적용및세계시장 진출이가능함 시장니즈 3 : 무인기시스템의성능입증을위한지상통합시험및비행시험요구 유인기와동등한수준의인증체계수립을위한시험및테스트와관련된표준화작업이필요 미국위주의성능입증시스템에서탈피하여새로운체계정립이필요 312

319 전략제품현황분석 [ 무인기시스템제품분야의 PEST 분석 ] 구분촉진요인저해요인 정책 - 군의정찰감시및공격용으로발전해온무인기분야는국가차원의산업육성필요 - 민간분야의활용분야제한 경제 - - 민간응용분야에적용함으로써시장확대국내지정학적특징을고려해보면대규모무인기내수시장존재 - 세계시장진출을위하여시장경쟁력이있는가격으로무인기시스템설계기술개발필요 사회 - 최근공중촬영, 영화제작, 정밀농업등의새로운용도로서수요증가 - 무인기의유인기공역비행제한과프라이버시등의문제로시장형성이어려움 - 이종다수무인기의유인기통합운영으로발전가능 - 기술장벽이매우높고부가가치가매우큰기술로서 기술 - 유인기와동등한수준의인증체계수립필요 기술경쟁력확보를위한연구기간과자금필요 - 항공사고는대규모재산피해가동반하므로인증제도가필수적임. 그러나인증제도를위해서는많은예산과인력이필요 산업육성 응용분야확대 인증체계수립 시장경쟁력강화 통합운영 기술장벽강화 군의정찰감시및공격용으로발전해온무인기시스템분야는현재민간분야의활용분야가제한적이지만단시간에 시장확대의가능성이있는분야 기술장벽이높아후발업체의시장진입에어려움이있으나부가가치가매우큰기술분야 단일무인기운용에서이종다수무인기의유인기통합운영으로발전하며, 최근에는새로운용도로서무인기의수요가 증가하고있는추세 나. 산업특징및구조 무인기시스템은 R&D 중심의산업으로서석박사 중심의고급인력이참여하여고도의지식이 결합되어이루어지는최첨단산업이기때문에부가가치가높을뿐만아니라, 고용창출효과도높아 지속적발전이가능한선진국형산업 무인기는생명의위협을느끼거나유인기로수행이어려운 3D(Dangerous, Dirty, Difficult) 분야의 업무를신속하고정확하게해결할수있는대안으로서, 적용분야의확대로빠르게성장할수있는산업 313

320 항공시스템 무인기시스템 무인기는조난자수색, 국경및우범지역감시등의공공목적에서부터구굴, 페이스북등이전개하는 인터넷망구축, 분야에적용 허리케인중심부근에접근하여데이터를수집하는등인간의접근이어려웠던 전세계적으로 37개국에서 400개이상의무인기시스템이개발 미국의경우무인기는사실상군경찰정부기관에만 사용이허용되어왔으나, 2015년드론해금을 앞두고다양한분야에서상용목적으로무인기를활용하기위한기술개발과투자가활발히진행 중이며, 이와관련하여프라이버시침해문제도논쟁거리로등장 영국의경우무인기운영을위한가이드라인시행중이며, 유인기와동일한수준을요구하고있으며, 운영및기술관련구체적인기준은아직없는실정 (CAP722 : "Unmanned Aerial Vehicle Operations In UK") 호주의경우무인기관련규정을세계최초로제도화하였으며, 유일하게상업용무인기운용을 허용하고있음. 제반운용기준및절차등의전반적인체계는미흡한상태 국내의경우무인기시스템기술에서는앞서있는편이나, 논의되고있어중장기적으로상용확대를위한논의와정책마련이필요 아직군사용및공공목적용활용만 국내군사용도의무인기기술개발과관련하여, 2013년부터 2017년국방중기계획에따르면전투력 강화를위한소형정찰용 UAV를확충할계획 국내상업용무인기는비료, 농약살포, 산림및해상측량, 사진촬영등과일부대여업에서만허용됨. 따라서상업용무인기의본격적인활용을위해서는국내에서도제도적정비가필요 국내국토교통부는최근무인기의규제완화와시장의활성화를위한지원을강화하는등과관련하여 정부방침을확정할예정 현재운용단가가비싸며, 유인기공역비행이허락되지않아이착륙을위한지상시설이필요 [ 무인기시스템중심의연관산업구조 ] 후방산업무인기시스템전방산업 기계, 전자산업 무인기시스템무인기구성품 군사용무인기산업용무인기측량및촬영용무인기무인기운용산업무인기제조업 314

321 전략제품현황분석 [ 무인기시스템의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) 약점 (Weakness) - 고도의지식이결합되어이루어지는최첨단산업으로서높은부가가치 - 높은고용창출효과 - 국내주도개발을통한기술력확보가능 - 운용단가가비싸며, 국내의경우가격경쟁력이취약 - 유인기공역비행이허락되지않아별도의지상시설이필요 기회요인 (Opportunity) 위협요인 (Threat) - 세계적으로분업강화추세 - 국내무인기의규제완화와시장의활성화를위한지원을강화및정부방침확정예정 - 국제적으로통용될수있는신기술의안전성및신뢰성평가방법이정립되지않은실정 - 기술발전속도에따른지원제도사문화가능성예측불확실성 다. 시장현황/ 전망분석 세계무인기시스템세계시장규모는 13년 31억 33 억달러(7 조원) 이며, 22년약 114억달러 (13 조원) 로성장할것으로전망 03 년부터 12년까지연간 21.8% 의성장을보여항공업계신시장중가장빠른성장세를보임 90% 이상이군사용이지만, 점차민간/ 상업용으로보급이확산될것으로전망 국내무인기시스템의시장규모는향후 15년간약 1.62조원이상성장할것으로예상 ( 국토해양부 기준) 국내무인기시스템의수요는 22년까지약 1000 여대로군예상됨( 항공우주연구원 ) 2012년기준미국이세계시장의 70% 이상을차지하고있으며, 2021년미국의비중이 50% 이하로축소되고, 아시아태평양지역과 EU 의비중이상대적으로높아질전망 (Teal Group, World Unmanned Aerial Systems 2012 market profile and forecast) 프랑스, 독일, 영국및이탈리아등의유럽국가들과중국, 싱가포르등의아시아여러나라들도 안보상목적으로국가적지원하에자국수요의무인기개발을우선시함. 진출도준비 또한세계시장에의 일본은무인회전익기를생산해최근해안경비와남극연구등으로활용영역을넓혀가고있는실정 벨기에정부도북해의불법기름유출감시에무인기를투입하고있는실정 315

322 항공시스템 무인기시스템 우리나라는세계에서두번째로수직이착륙의핵심부품인틸트로터 (tilt rotor) 등기술이빠르게성장중 개발에성공하는 중국은최근들어전술급무인기로부터고고도무인기및무인전투기까지자체개발ㆍ공개하면서무인기수출에있어서도영향력을넓혀가고있는중 이스라엘은우수한항공전자기술력을바탕으로전술무인기분야에서세계최고의기술력을 인정받고있음. 특히실전장에서의전투경험을잘반영하여콤팩트하면서도운용이간편한 실전형이라는장점으로인하여 Searcher, Heron, Hermes, Sky Lark 등의무인기를세계여러 나라들에기술및제품을수출 민간용무인기시장은공역허가와무관한소형위주로형성될것으로예상됨. 2015년국가공역 진입을위한미국의제도와절차가확립되면, 성장할것으로전망 세계적으로영향을주면서이후빠르게시장이 무인기시장의스타트업기업들은영화제작과주택점검, 농작물모니터링에사용되는경량의저가 무인기를생산 민간용무인기시장은아마존과 35% 의고속성장이기대 DHL 등글로벌기업들이무인기택배시대를선언하면서연평균 무인기기술발전의전개방향은항공기계, IT, 전자센서, 재료, 생명, 나노기술등의기술발전으로 다양한종류의무인기가개발될것임. 시스템신뢰성을유인기수준까지끌어올리기위한시도가 계속될것 점차까다로워지는공해문제를해결할수있는환경친화적인전기항공기가 PAV로서유력하다고 전망되며, 연료전지및배터리의발전에힘입어전기모터를동력원으로사용하는전기항공기의 개발에여러소형항공기제작업체가도전 [ 무인기시스템시장현황및전망 ] ( 단위: 억원/ 백만달러) 구분 년도 시장규모성장률 (%) (2012~2017) 국내시장무인기시스템 ,083 1, % 세계시장 민간용무인기 % 군용무인기 % * 자료: Forecast International 등의자료를참고하여추정 316

323 전략제품현황분석 라. 공급망( 분류) 에따른분석 국내외적으로무인기시스템분야는시스템설계, 비행제어구성품, 지상관제구성품, 데이터링크 구성품, 임무장비구성품등으로무인기시스템분야의기술개발및제품화가활발히진행 세계최대규모의항공사로서미국의 Boeing 은세계최고수준의무인기기술/ 실적을보유하고 있으며, 수소연료무인실증기인팬텀아이 (Phantom Eye) 와미해군과합동으로무인스텔스기 팬텀레이 (Phantom Ray) 를개발중 Lockheed Martin 은미해군항공시스템사령부(NAVAIR) 에서의최근의비행시연을통해, 하나의 통합지휘통제체계 (C2) 로다기종무인기시스템들을모니터링및통제하는기술을개발 Lockheed Martin 에서개발한시스템은미해군의다른지휘통제체계와정보/ 감시/ 정찰(IRS) 계획/ 실행시스템들과완전히통합되어운용 또한, 운용자들에게, 광범위한데이터들을통합하여하나의관점을제공하였고이러한정보를 이용하여신속하게무인기들의임무및경로를재할당하는기술을개발 BAE System 은무인기비행항공전자시스템및지상관제스테이션을개발 Northrop Grumman 은미국의 3 대항공우주산업체중하나로서, 대형고고도정찰기인트리톤 무인기개발을완료한상태임. 2017년까지총 68대를해군에납품할예정 또한, 장거리고고도전략용무인기로, 미국이보유하고있는고고도저속정찰기 U-2를대체하기 위해개발됨. 1999년 4월글로벌호크의최종비행테스트프로그램이종료되었으며실전배치 되어있는실정 국내항공우주연구원은국내무인기관련기술개발을주도( 스마트무인기개발사업주도) 하고있으며, 틸트로터형무인기개발에성공 국내전자통신연구원은무인기운영체제인 큐플러스에어(Qplus-Air) 의개발과시험비행에성공 하였으며, 미연방항공청의 SW 안전성최고등급인 DO-178B Level A를획득 국내기계연구원은연료전지분야를연구개발진행중이며, 2013년연료전지를동력원으로사용한무인기의시험비행에성공 국내기업인대한항공은항공우주연구원과공동으로틸트로터형무인기개발에성공하였고, 상용화를 추진중(2020 년상용화계획) 국내기업인한화는군사분야초소형무인기기술개발을위한사업에참여중이며, 2010년초소형무인항공시스템인크로우(CRAW) 를제작한 마이크로에어로봇 사를인수 317

324 항공시스템 무인기시스템 국내중소기업인퍼스텍- 유콘시스템은군사용무인기전문업체로, 운용중이며국내최초로 UAE 공군에무인기지상통제장비를수출 정찰용무인기인리모아이를 또한, 농업용무인방제헬기의시판을계기로민간시장으로진출을추진중 국내기업인 KAI는무장포드및정찰장비를장착하여육군의작전을지원하고전선항공통제 임무를수행하기위한무인기를개발함. 인도네시아, 터키등해외수출계약을체결 국내기업인 KAL은최근에미국정부가글로벌호크가격을 2 배이상을제시하자, 도입에차질이 생겨사업을다시재개하여중고도장기체공무인기(MALE) 를개발중 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 무인기시스템 주요내용 시스템설계 비행제어구성품 지상관제구성품 데이터링크구성품 임무장비구성품 주요제품/ 기술무인기시스템시스템설계, 구성품개발, 지상통합, 비행시험및운용기술 해외기업 국내기업 Boeing, Lockheed Martin( 미국), EADS ( 유럽) KAI, KAL, 퍼스텍 -유콘시스템즈 BAE System, Rockwell Collins, Moog, Sagem ( 비행제어컴퓨터 ) Crossbow, Goodrich, Honeywell, BAE System ( 비행제어센서 ) Moog, Sagem, Rockwell Collins ( 작동기) LIG Nex1, 삼성탈레스, 퍼스텍유콘시스템 서원 퍼스텍- 유콘시스템, 세트렉아이, 영풍전자 L3 Communications, Euromids, Viasat, Rockwell Collins, Aviation Data System, GP&C Systems, Garmin 삼성탈레스 단암시스템즈, 휴니드, 파인텔레콤 Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon 삼성탈레스 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 318

325 전략제품현황분석 3. 기업니즈조사 본기술분야는소수의해외주요경쟁사들에의해전체기술분야가주도되고있으며주요핵심기술 분야에서최선진국과의기술격차극복및조기상용화를통한세계시장선점을위한기술개박 지원기술네트워크구축이필요 주요경쟁사들의특허망구축이조밀해지고관련기술분야의지적재산권보유여부가중요해지는가운데핵심기술관련특허정보제공및출원비용지원이시급하며, 특히중소기업의해외공동특허출원을위해출원비용일정비율지원등의방안마련이필요 무인기분야는현재주로군사용위주의개발이이루어지고있으나산업및민간수요가향후 급격히증가할것으로예상되므로이에대한전략수립이필요 공해문제를해결할수있는환경친화적인전기항공기가유력하다고전망되므로연료전지및 배터리의발전에힘입어전기모터를동력원으로사용하는전기항공기의개발에집중할필요 319

326 항공시스템 4. 기술분석80) 무인기시스템 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 무인기시스템의대상특허 811 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 한국과미국의 경우 2008 년이후전반적으로꾸준한출원이이루어지는것으로보이고있으나, 일본과유럽의 경우다소감소하는것으로분석 출원규모에있어서는미국이 378(47%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서한국 222(27%), 유럽114(14%), 일본97(12%) 순으로출원점유율이나타나는것으로분석 [ 무인기시스템의국가 연도별출원동향 ] 80) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임 320

327 전략제품현황분석 무인기시스템의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 미국이최다출원국으로나타났으며, 미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 미국, 일본, 유럽모두미국국적인 HONEYWELL INTERNATIONAL(US) 이최상위출원인으로나타나는 것으로분석 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 321

328 항공시스템 무인기시스템 (2) 국내동향 무인기시스템의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2010년까지꾸준히증가하다가 2011년과 2012년이후감소81) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는꾸준히 80% 내외를나타내는것으로분석 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 90%, 외국인 10% 로한국인의특허출원비율이매우 높아기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관의특허비율이 45% 로가장높았고, 중소기업이 23% 로그 뒤를이었으며, 개인이 14% 그리고대기업과해외출원인이각각 10% 로분석되어무인기시스템 분야는대학/ 연구소 / 공공기관중심의기술기반을마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 81) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 322

329 전략제품현황분석 무인기시스템의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학/ 연구소 / 공공기관이대기업이나중소기업보다 활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국항공우주산업 (KR) 이 42 건으로최다출원을기록하고있음. 중소기업에서는엔에스에이치 (KR), 대기업에서는삼성탈레스 (KR) 가 최다출원인으로분석 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 323

330 항공시스템 무인기시스템 나. 기술군도출 무인기시스템전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로 데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로 요소기술후보군을도출 또한무인기시스템전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해 데이터마이닝으로누락될수있는요소기술후보군을추가도출 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 무인기시스템의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 15개의 요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 무인기시스템관련특허/ 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 82) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 83) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의 연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 82) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 83) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 324

331 전략제품현황분석 [ 무인기시스템에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 클러스터 01 클러스터 02 control, integration, approach, recognition national airspace system, regulation, safety 7~24 8~22 관련특허 / 논문제목 1. Method and system for controlling an unmanned aircraft 2. Autonomous control of unmanned aerial vehicles 3. Unmanned aerial vehicle and method for controlling the unmanned aerial 4. vehicle 5. Unmanned aircraft systems (UAS) integration in the national airspace system (NAS) project: UAS Control and Non-Payload Communication System Phase-1 Flight Test Results 1. Integration of civil Unmanned Aircraft Systems (UAS) into the National Airspace System(NAS) 2. Unmanned aircraft systems (UAS) integration in the national airspace system (NAS) project: UAS Control and Non-Payload Communication System Phase-1 Flight Test Results 3. Information management for operating unmanned aircraft systems in the National Airspace System 4. The NEO Spiral II program: AN FAA/industry exploration of unmanned aircraft system integration in the National Airspace System 325

332 항공시스템 무인기시스템 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 03 trajectory, target, obstacle 7 1. UAV trajectory determination method and system 2. Optimal trajectory for network establishment of remote UAVs 3. Unmanned aircraft research in support of NextGen trajectory based operations 4. Trajectory tracking for UAVs with bounded inputs and some related applications 클러스터 04 approach, development, certification 7~17 1. Systems approach to Unmanned Air Vehicle development and certification 2. A fuzzy approach to the guidance of unmanned air vehicles tracking moving targets 3. A minimum risk approach for path planning of UAVs 클러스터 05 analysis, approach, integration, emergency, replacement 8~12 1. Time effectiveness analysis of UAV vehicle detection data in reverse direction 2. Requirements analysis of unmanned aircraft systems for emergency response operations 3. Automatic battery replacement system for UAVs: Analysis and design 클러스터 06 application, design, information, commercial 7~15 1. Simulation and platform tools to develop safe flock of UAVs: A CPS application-driven research 2. The application of OFDM in UAV telemetry 3. Application of quality control to EMC design of UAV 4. Conceptual design of the unmanned aerial vehicle systems for non-military applications 5. Design of a easy to fly, low-cost generic unmanned aerial vehicle (UAV) for civilian aerial-imaging application 클러스터 07 airspace, data, safety, analysis 7~15 1. Multi-sensor data fusion: A tool to enable UAS integration into civil airspace 2. Approach of UAS airspace integration based on systematic classification and level of safety assessment 3. Unmanned Air Vehicle collision avoidance system and method for safety flying in civilian airspace 4. Flight test evaluation of safety concepts for manned-unmanned rotorcraft flight operations in a shared airspace 클러스터 08 simulation, measurement, controller 7~14 1. Automatic landing controller design and simulation of flying-wing unmanned aerial vehicle 2. Research and simulation of the transfer control for remote operation of multi-uas 3. Modelingn and simulation of a ground based sense and avoid architecture for Unmanned Aircraft System operations 4. UAS operations in the national airspace system: Human-in-the-loop simulation and experimentation 클러스터 09 algorithm, collision avoidance, information, simulation 7~31 1. UAS collision avoidance algorithm based on an aggregate collision cone approach 2. UAV collision detection algorithm design based on circle overlapping test 3. UAS collision avoidance algorithm minimizing impact on route surveillance 4. A reactive inverse PN algorithm for collision avoidance among multiple unmanned aerial vehicles 326

333 전략제품현황분석 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 10 obstacle, collision, path 7~11 1. Development of a modified Voronoi algorithm for UAV path planning and obstacle avoidance 2. COMPUTING ROUTE PLANS FOR ROUTING AROUND OBSTACLES HAVING SPATIAL AND TEMPORAL DIMENSIONS 3. An obstacle avoidance scheme maintaining connectivity for micro-unmanned aerial vehicles 클러스터 11 target, location, tracking 7~22 1. Target geolocation from a Small Unmanned Aircraft System 2. Cooperative control of unmanned aerial vehicles for tracking targets 3. A fuzzy approach to the guidance of unmanned air vehicles tracking moving targets 4. Sensor positioning for target tracking 클러스터 12 landing, automatic, capability Automatic landing controller of unmanned aerial vehicle 2. Automatic take off, tracking and landing of a miniature UAV on a moving carrier vehicle 3. Automatic landing controller design and simulation of flying-wing unmanned aerial vehicle 클러스터 13 sense, requirement, safety, capability, Architecture 9 1. (How)is UAS sense and avoid safety analysis different? 2. Tradeoffs for achieving a sense & avoid capability for unmanned aircraft systems 3. Developing requirements for the Unmanned Aircraft sense & avoid function 클러스터 14 Image, target, camera, GPS, speed, measurement 7~9 1. VRS GPS supported bundle adjustment with self-calibration for unmanned aerial vehicle images 2. Feasibility study of VBS-RTK GPS supportedaerial triangulation for UAV images using control entities as control points 3. Methods and experiments of velocity measurement of UAV from image sequence 클러스터 15 tracking, algorithm, target, information, collaborate 9 1. Co-evolution genetic algorithm for UAV distributed tracking in urban environments 2. Robust control algorithm considering the actuator faults for attitude tracking of an UAV quadrotor aircraft 3. Autonomous velocity controlled tracking for UAS operations 327

334 항공시스템 무인기시스템 (2) 특허분류체계를이용한기술트리 무인기시스템의유효데이터의 IPC 84) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 20위에 대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는 추가적인요소기술후보군을도출 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B64C-001) 동체; 동체, 날개, 안정판또는그것들과같은구성요소의공통구조 ( 동체익, 안정판 ) (B64C-003) 날개( 안정판, 날개치기항공기의날개 (B64C-013) 비행조종익면, 양력증가플랩, 공기제동장치또는스포일러 (Spoiler) 를작동하기위한조종계통또는전달계통 (B64C) 비행기; 헬리콥터 (B64C-019) (B64C-025) 항공기의조종 착륙장치 (B) 처리조작 ; 운수 (G) 물리학 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (B64C-027) 회전익항공기, 회전익항공기특유의회전익 (B64C-029) 수직으로이착륙되는항공기 ( 고도, 비행방향, 또는제트반동에의한자세제어) (B64C-037) 전환식항공기 (B64D) 항공기의장비; 동력장치또는추진전달기구의설비또는장치 (B64C-039) 달리분류되지않는항공기 (B64D-001) 항공기에서물품, 액체등의투하, 발사, 해방, 수입 (B64D-037) 동력장치의연료공급에관련된장치 (B64D-045) 항공기의지시계기또는보호설비 (B64D-047) 그밖의장치로서분류되지않는것 (B64F) 지상설비, 항공기 (B64F-001) 지상설치또는항공기운반용갑판의설비 (G) 물리학 (G01) 측정 (G01C) 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전 -감응장치 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 ; (G01C-011) 사진측량또는영상측량 (G01C-021) 항법 (G01C-022) 운송수단 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식 (G05) 제어; 조정 (G05D) 비전기적변량의제어또는조정계 (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어 (G08) 신호 (G08G) 교통제어시스템 (G08G-005) 항공기에대한교통제어시스템 84) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975년 10월에제정한기술분야별분류기호 328

335 전략제품현황분석 (3) 전문가기반의요소기술도출 무인기시스템의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출 IPC 분류로도출된기술트리를 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 무인기자율비행능력향상을위한실시간상황인식기술 키워드클러스터링 요소기술 02 무인기유인공역통합및관제기술키워드클러스터링 control, integration, approach, safety, regulation, analysis national airspace system, regulation, safety, trajectory, target, obstacle 요소기술 03 무인기개발및인증기술키워드클러스터링 approach, development, certification 요소기술 04 요소기술 05 요소기술 06 무인기신뢰성향상을위한비상모드요구도정의기술 상용화를위한경제적이고신뢰성높은무인기설계-제작기술 무인기충돌탐지 -회피기술 키워드클러스터링 키워드클러스터링 키워드클러스터링 / IPC 기술트리 analysis, approach, integration, emergency,replacement application, design, information, commercial algorithm, collision avoidance, information, simulation, controller, sense/ (G08G-005) 항공기에대한교통제어시스템 요소기술 07 무인기표적자동추적기술키워드클러스터링 target, location, tracking 요소기술 08 무인기자동이착륙기술키워드클러스터링 landing, automatic, capability, controller 요소기술 09 시스템아키텍쳐설계및요구도정의기술 키워드클러스터링 요소기술 10 무인기영상실시간보정기술키워드클러스터링 요소기술 11 무인기영상을활용한비행속도측정기술 키워드클러스터링 요소기술 12 다수무인기협업기술키워드클러스터링 요소기술 13 무인기비행제어및파워시스템자동재형상기술 키워드클러스터링 / IPC 기술트리 요소기술 14 영상정보를활용한센서융합기술 IPC 기술트리 요소기술 15 항법센서기술 IPC 기술트리 요소기술 16 GPS 재밍(jamming) 대응기술 IPC 기술트리 요소기술 17 비행제어기술 IPC 기술트리 sense, requirement, safety, capability, Architecture Image, target, camera, GPS, speed, mearements Image, target, camera, GPS, speed, mearements tracking, algorithm, target, information, collaborate tracking, algorithm, target, information, collaborate, replacement, emergency/ (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어 (G01C-011) 사진측량또는영상측량 (G01C-021) 항법 (G01C-021) 항법 (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어 요소기술 18 항행유도기술 IPC 기술트리 요소기술 19 항공교통통제기술 IPC 기술트리 (G08G-005) (G08G-005) 항공기에대한교통제어시스템 항공기에대한교통제어시스템 요소기술 20 군집비행기술 IPC 기술트리 (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는자세의제어 329

336 항공시스템 무인기시스템 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 무인기시스템의기술별출원점유율 85) 및최신특허비율 86) 을살펴보면, 요소기술 01, 요소기술 10, 요소기술 13, 요소기술 17 의경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의 성장성이우수한분야로판단 요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 04, 요소기술 05, 요소기술 07, 요소기술 12, 요소기술 14, 요소기술 19, 요소기술 20 의경우출원점유율은낮으나, 최신특허비율은평균이상으로최신특허측면의경쟁력은 높은것으로분석 요소기술 02, 요소기술 06, 요소기술 09, 요소기술 11의경우출원점유율또는최신특허비율이평균이하인 것으로분석되어기술성장성측면에서경쟁력이낮은것으로분석 [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 01 요소기술 02 무인기자율비행능력향상을위한실시간상황인식기술 무인기유인공역통합및관제기술 % 63.64% 上 % 33.33% 下 요소기술 03 무인기개발및인증기술 % 80.95% 中 요소기술 04 요소기술 05 무인기신뢰성향상을위한비상모드요구도정의기술 상용화를위한경제적이고신뢰성높은무인기설계- 제작기술 % 64.71% 中 % 66.67% 中 요소기술 06 무인기충돌탐지 -회피기술 % 50.00% 下 요소기술 07 무인기표적자동추적기술 % 56.52% 中 요소기술 08 무인기자동이착륙기술 % 35.59% 中 요소기술 09 시스템아키텍쳐설계및요구도정의기술 % 30.77% 下 85) 출원점유율 : 전체특허중에서해당요소기술의점유율 출원점유율 = 해당요소기술의특허건수전략제품전체특허건수 86) 최신특허비율 : 해당요소기술의특허중에서 2011 년~2014 년최근 4년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 해당요소기술의 2011 년~2014년특허건수해당요소기술의전체특허건수 330

337 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 10 무인기영상실시간보정기술 % 56.52% 上 요소기술 11 무인기영상을활용한비행속도측정기술 % 38.46% 下 요소기술 12 다수무인기협업기술 % 53.33% 中 요소기술 13 무인기비행제어및파워시스템자동재형상기술 % 58.62% 上 요소기술 14 영상정보를활용한센서융합기술 % 66.67% 中 요소기술 15 항법센서기술 % 50.00% 中 요소기술 16 GPS 재밍(jamming) 대응기술 % 42.42% 中 요소기술 17 비행제어기술 % 57.81% 上 요소기술 18 항행유도기술 % 42.22% 中 요소기술 19 항공교통통제기술 % 57.14% 中 요소기술 20 군집비행기술 % 71.43% 中 분야평균 % 52.58% - (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 87) ) 및시장확보력지수 (PFS 88) ) 를이용하여 무인기시스템의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 08은피인용지수및시장확보력지수모두 평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 요소기술 01, 요소기술 02, 요소기술 05, 요소기술 07, 요소기술 09, 요소기술 14, 요소기술 15는피인용지수는 우수하나, 시장확보력은평균에미치지못하는것으로분석 요소기술 11, 요소기술 12, 요소기술 13, 요소기술 17, 요소기술 20 은시장확보력은우수하나, 이에 비해피인용지수는평균미만으로나타나기술력이다소미흡한것으로분석 87) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 88) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 331

338 항공시스템 무인기시스템 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 미국 등록특허건수 특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 01 무인기자율비행능력향상을위한실시간상황인식기술 中 요소기술 02 무인기유인공역통합및관제기술 中 요소기술 03 무인기개발및인증기술 下 요소기술 04 요소기술 05 무인기신뢰성향상을위한비상모드요구도정의기술 상용화를위한경제적이고신뢰성높은무인기설계 -제작기술 下 中 요소기술 06 무인기충돌탐지 -회피기술 下 요소기술 07 무인기표적자동추적기술 中 요소기술 08 무인기자동이착륙기술 上 요소기술 09 시스템아키텍쳐설계및요구도정의기술 中 요소기술 10 무인기영상실시간보정기술 下 요소기술 11 무인기영상을 활용한비행속도측정기술 中 요소기술 12 다수무인기협업기술 中 요소기술 13 무인기비행제어및파워시스템자동재형상기술 中 요소기술 14 영상정보를활용한센서융합기술 中 요소기술 15 항법센서기술 中 요소기술 16 GPS 재밍(jamming) 대응기술 下 요소기술 17 비행제어기술 中 요소기술 18 항행유도기술 下 요소기술 19 항공교통통제기술 下 요소기술 20 군집비행기술 中 분야평균

339 전략제품현황분석 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 05, 요소기술 08, 요소기술 10, 요소기술 13, 요소기술 16은중소기업 출원비율이평균보다높아타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 개발규모가상대적으로높은분야로판단 중소기업 중소기업출원인비율은요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 05, 요소기술 07, 요소기술 08, 요소기술 10, 요소기술 13, 요소기술 16 이평균보다높아타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의 참여도가높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 01, 요소기술 03, 요소기술 05, 요소기술 08, 요소기술 10, 요소기술 13, 요소기술 16 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내 중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 89) 중소기업 출원인비율 90) 종합 평가 요소기술 01 무인기자율비행능력향상을위한실시간상황인식기술 % 33.33% 上 요소기술 02 무인기유인공역통합관제기술 및 % 0.00% 下 요소기술 03 무인기개발및인증기술 % 28.57% 上 요소기술 04 요소기술 05 무인기신뢰성향상을위한비상모드요구도정의기술 상용화를위한경제적이고신뢰성높은무인기설계 -제작기술 % 0.00% 下 % 30.00% 上 요소기술 06 무인기충돌탐지 -회피기술 % 0.00% 下 요소기술 07 무인기표적자동추적기술 % 16.67% 中 요소기술 08 무인기자동이착륙기술 % 35.29% 上 요소기술 09 시스템아키텍쳐설계및요구도정의기술 % 0.00% 下 요소기술 10 무인기영상실시간보정기술 % 33.33% 上 333

340 항공시스템 무인기시스템 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 89) 중소기업 출원인비율 90) 종합 평가 요소기술 11 무인기영상을활용한비행속도측정기술 % 0.00% 下 요소기술 12 다수무인기협업기술 % 0.00% 下 요소기술 13 요소기술 14 무인기비행제어및파워시스템자동재형상기술 영상정보를활용한센서융합기술 % 20.00% 上 % 0.00% 下 요소기술 15 항법센서기술 % 0.00% 下 요소기술 16 GPS 재밍(jamming) 대응기술 % 37.50% 上 요소기술 17 비행제어기술 % 6.67% 下 요소기술 18 항행유도기술 % 7.14% 下 요소기술 19 항공교통통제기술 % 0.00% 下 요소기술 20 군집비행기술 % 0.00% 下 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 기술성장성, 기술수준, 중소기업적합성의종합평가가 모두우수한요소기술은나타나지않은것으로판단 요소기술 01, 요소기술 10, 요소기술 13은기술성장성및중소기업적합성이우수한것으로판단 요소기술 08은기술수준및중소기업적합성이우수한것으로판단 89) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 90) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 334

341 전략제품현황분석 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 [ 요소기술별종합평가표 ] 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 63.64% 上 中 25.00% 33.33% 上 요소기술 % 33.33% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 80.95% 中 下 15.38% 28.57% 上 요소기술 % 64.71% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 66.67% 中 中 23.08% 30.00% 上 요소기술 % 50.00% 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 56.52% 中 中 11.11% 16.67% 中 요소기술 % 35.59% 中 上 42.86% 35.29% 上 요소기술 % 30.77% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 56.52% 上 下 34.48% 33.33% 上 요소기술 % 38.46% 下 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 53.33% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 58.62% 上 中 12.50% 20.00% 上 요소기술 % 66.67% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 50.00% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 42.42% 中 下 33.33% 37.50% 上 요소기술 % 57.81% 上 中 7.14% 6.67% 下 요소기술 % 42.22% 中 下 9.52% 7.14% 下 요소기술 % 57.14% 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 71.43% 中 中 0.00% 0.00% 下 335

342 항공시스템 5. 무인기시스템 요소기술후보군 중분류요소기술출처 초경량고성능광학/ 레이더무인기탑재체기술전문가 무인기기체기술 비행조종기술 항공전자기술 무인기체계종합기술 무인기개발및인증기술 무인기신뢰성향상을위한비상모드요구도정의기술 특허분석 특허분석 상용화를위한경제적이고신뢰성높은무인기설계-제작기술특허분석 상호운용성설계기술 초전도전기부품기술 초경량고전압변환기기술 초경량전력저장장치기술 유인항공기무인화기술 타부처 타부처 타부처 전문가 타부처 무인기비행안전성향상을위한건강진단 / 고장예측기술전문가 전기무인기기술( 초경량, 고효율전력저장, 발전장치 ) 전문가 무인기자율비행능력향상을위한실시간상황인식기술 특허분석 무인기충돌탐지-회피기술특허분석 무인기표적자동추적기술 무인기자동이착륙기술 자율비행및자율임무비행기술 비행제어기술 Servo 고장시생존성향상을위한비행제어기술 무인기용 GNSS 대체항법기술 항행유도기술 무인기비행제어및파워시스템자동재형상기술 무인기영상을활용한비행속도측정기술 무인기영상실시간보정기술 항법센서기술 영상정보를활용한센서융합기술 초소형항법센서제조기술 무인기탑재전자장비기술 특허분석 특허분석 타부처 특허분석 타부처 타부처 특허분석 특허분석 특허분석 특허분석 특허분석 특허분석 타부처 글로벌유망 GPS 재밍 (jamming) 대응기술특허분석 GPS Jamming 에강건한무인항법시스템기술( 지형추적, 영상기반항법등) 전문가 장거리무선전력전송에의한충전기술 시스템아키텍쳐설계및요구도정의기술 ( 초단파, 레이저빔등을활용) 전문가 특허분석 미래무인기운용확장을위한다수무인기협업운용및유/ 무인기협업운용기술전문가, 타부처 유/ 무인기조종사훈련시스템기술타부처 항공교통통제기술 무인기유인공역통합및관제기술 형식증명요구도최적화기술 특허분석 특허분석 전문가 336

343 전략제품현황분석 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을 고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 초경량고성능광학 / 레이더무인기탑재체기술전문가 상호운용성설계기술 타부처 무인기기체기술 초전도전기부품기술 초경량고전압변환기기술 타부처 타부처 초경량전력저장장치기술 전문가 유인항공기무인화기술 타부처 무인기충돌탐지 -회피기술특허분석 비행조종기술 무인기자동이착륙기술 자율비행및자율임무비행기술 특허분석 타부처 무인기비행제어및파워시스템자동재형상기술 특허분석 무인기영상을활용한비행속도측정기술 특허분석 항공전자기술 무인기영상실시간보정기술 영상정보를활용한센서융합기술 특허분석 특허분석 GPSJamming 에강건한무인항법시스템기술 ( 지형추적, 영상기반항법등) 전문가 장거리무선전력전송에의한충전기술 ( 초단파, 레이저빔등을활용) 전문가 무인기체계종합기술 미래무인기운용확장을위한다수무인기협업운용및유/ 무인기협업운용기술전문가, 타부처 형식증명요구도최적화기술 전문가 337

344 항공시스템 핵심기술선정 무인기시스템 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 요소기술 무인기기체기술 유인항공기무인화기술 초경량고전압변환기기술 무인기기체 기술 초경량전력저장장치기술 초경량고성능광학/ 레이더무인기탑재체기술 비행조종기술 무인기충돌탐지-회피기술 장거리무선전력전송에의한충전기술 ( 초단파, 레이저빔등을활용) 항공전자기술 영상정보를활용한센서융합기술 GPS Jamming 에강건한무인항법시스템기술 ( 지형추적, 영상기반항법등) 338

345 전략제품현황분석 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 유인항공기무인화기술 - 비행체모델링기술 - OFP제어기기술 - FCS개발기술 - 지상통합성능평가기술 - 비행체모델링 - 제어기설계 - FCS설계 - OFP설계 - OFP개발 - FCS제작 - HILS시험 - 성능보정 - 지상통합연동시험 - OFP/ 자동조종제어기성능보정 - 20km/ 다중화유인비행체무인화체계종합 - 무인화지상시험 - 정밀비행시험 무인기기체기술 초경량고전압변환기기술 - DC-DC/DC-AC 전력변환기술 - 플라즈마기술 - 고효율컨버터기술 - 전력공급및차단기술 - 고효율및신뢰성기술 - 에너지밀도향상 - DC-DC/DC-AC 전력변환기술 - 전력공급및차단 - 고효율컨버터기술 - 플라즈마기술 - 신뢰도/ 안전성향상 - 비행성능평가기술 - 상용제품대비 5% 무게경감달성 초경량전력저장장치기술 기술 - 충방전배분관리기술 - 경량패키징기술 - 저장장치모니터링및데이터전송기술 - 원격제어기술 - 에너지밀도향상기술 - 저장장치모니터링기술 - 장치환경데이터전송기술 - 충방전배분관리기술 - 저장장치원격제어기술 - 경량패키징기술 - 온도관리기술 - 신뢰도/ 안전성향상 - 비행성능평가기술 - 200Wh/kg 에너지밀도기술 - 패키징 5% 무게경감기술 초경량고성능광학/ 레이더무인기탑재체기술 - 광항장비고해상도기술 - 레이더 SAR 고해상도기술 - 전장장비경량화기술 - 핵심기술체계기술요구조건분석 - 대용량이미지처리 - 체계구성및 SIL 요구조건분석 - 소형/ 경량/ 모듈화 - 신뢰도/ 안전성향상 - 비행성능평가기술 - 상용제품대비 5% 무게경감달성 비행조종기술 무인기충돌탐지-회피기술 - 탑재레이터, EO/IR, ADS-B, 트랜스폰더등을이용한항공트래픽모니터링기술 - 충돌관리기술 ( 항공기간분리) - 기상위험회피기술 - 지면및장애물충돌회피기술 - 충돌회피기동자동유도기술 - 무인기비행제어 - 협업적/ 비협업적적충돌회피기술 - 조종로봇기술 - 하드웨어제작기술 - 소프트웨어개발기술 - 인터페이스성능시험 - 지상/ 비행시험적용 - 비행자료분석및운동모델기술 - 복수무인기분산제어기술 무인기협억적 - / 비협업적비행제어기술복수무인기 - 분산제어기술 339

346 항공시스템 무인기시스템 중분류핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 장거리무선전력전송에의한충전기술 ( 초단파, 레이저빔등을활용 ) - 전자유도충전기술 - 전자기공진충전기술 - 마이크로파충전기술 - 레이저응용충전기술 - 전송시스템회로 - 전송시스템알고리즘 - 전송시스템하드웨어기술 - 전송시스템디지털보드기술 - 전송시스템안전성평가기술 - 방식별하드웨어구현기술 - 인체유해성평가 - 5m 수준의무해한무선전송충전기술 항공전자기술 영상정보를활용한센서융합기술 - 영상기반충돌위험감지 - 영상기반 GPS 보완기술 - 디지털데이터처리 - 관성센서기술 - 비전센서기술 - 융합처리알고리즘 - 다기능항법센서융합처리기술 - 융합처리알고리즘 - 합성비전기술 - 다중센서정보융합 - 비행시험응용 - 영상기반충돌위험감지기술 - 영상기반 GPS 보완기술 GPS Jamming 에강건한무인항법시스템기술 ( 지형추적, 영상기반항법등 ) - 지형참조, e-loran, 영상기반항법시스템등의대체항법 - 위성항법항재밍/ 항스푸핑 - GPS교란대응기술 - 디지털신호처리완화 - 주파수스위칭기술 - 적응형배열신호처리 - GNSS/INS 간결합 - 간섭억압장치기술 - 널링및다중빔포밍결합기술 - 적응형신호삭제 - 주파수공유표준화 - 위성방향다중빔포밍결합기술 - 안테나/ 수신기교란대응기술 - 위성항법표준화 340

347 전략제품현황분석 나. 로드맵기획 341

348 항공시스템 비행제어시스템 비행제어시스템 1. 개요 - 정의: 비행제어시스템이란, 항공기상태를감지하고, 원하는비행상태와의오차를줄이기위한조종량을 계산하여조종을수행하는기술을의미 - 범위: 현재의고도 / 속도유지, 자세유지의기초기능과, 자동비행및기상변화, 접근하는항공기회피기술 등을포함 가. 정의및필요성 비행제어시스템은조종사의지시또는비행제어컴퓨터에따라기체의자세, 속도등을제어하고 수동및자동조종을가능하게하는기술로비행제어시스템은컴퓨터, 데이터베이스, 감지기및 작동기와같은하드웨어와모드관리, 자기진단, 화기제어, 경로제어등과같은소프트웨어로구성 조종간의작동을단순히전달하는기계식조종장치에서현재는자동조종등조종사의기능을보완하는전자식조종장치로발전하였음. 전자식조종장치는전투기및대형기등에적용된후소형항공기에도점차확대적용되어항공기의자동화기능이강화 [ 비행제어시스템사례 ] 342

349 전략제품현황분석 [ 비행제어및고장허용시스템 ] 항공기외부손상및고장에의한비상상황으로인해임무수행이불가능할경우에도자율적조종면 작동방식변경등의재형상제어를통해기본적인조종기능을회복하도록하여안전하게착륙할 수기술도포함되며, 이는항공기의운항안전도향상에중요한기술 이러한자율비행기술은항공기독자개발및시장공략을위해서는필수적으로확보해야하는 첨단기술로, 해외로부터기술이전이불가하므로독자개발확보가매우중요 [ 자율화능력단계 ] 343

350 항공시스템 비행제어시스템 비행제어시스템의구성장비 비행제어컴퓨터, 비행제어소프트웨어(OFP) 조종사명령입력장비 (Stick, Throttle, Pedals, Control Panel) 대기정보센서/ 컴퓨터, 모션센서, Actuator, 기계식조종장치 나. 범위및분류 ( 제품분류관점) 비행제어시스템기술분야는자동이착륙, 충돌회피, 형상제어및능동플로터 방지기술및조종로봇개발기술로크게분류가능 자동이착륙기술의경우대형유인기의경우공항에설치된 ILS(Instrument Landing System) 를 이용하여자동이착륙을실현하고있으나, 무인기의경우별도의지상 Radar 장비등을활용하고 있으나, 이러한별도장비가설치되지않은공항등에서자유롭게운용되기위해서는항공기자체에 설치된영상센서등을활용한독립적자동이착륙기술이개발필요 충돌회피기술은현재유인기의경우 TCAS, ADS-B 등을이용한협업적충돌회피기술이적용되고 있으나, 항공기의운항밀도가, 커짐에따라충돌회피에대한성능및요구가커지고있으며 무인기를유인기와동일공역에서운용하기위하여무인기의자율적충돌회피기능을요구하고 있음. 그러므로협업적충돌회피기술의발전과비협업적충돌회피기술에대한연구필요 항공기조종계통이전자식조종계통적용을위해다중화등을통한고신뢰도를요구하고있으나, 비행중고장을완벽히방지할수는없음. 이러한고장상태에서도비행조종방식을변경하여지속적 안전비행을할수있도록하는재형상제어에대한연구진행중 무인기기능및운용소요증대에따라무인기개발비절감및기개발된유인기들을활용하여 무인화하는기술들이필요하며, 기존의유인기의개조가거의필요없이조종석에로봇을탑재하여 무인으로운용할수있는기술의필요성대두 ( 공급망관점) 비행제어시스템기술분야는시스템설계및하드웨어로크게분류가능함 시스템설계측면에서는시스템아키텍쳐, 시스템연동설계, 시스템성능분석, Reliability, Maintainability, Safety 분석기술등으로구분 하드웨어측면에서는비행제어컴퓨터개발기술, 대기정보센서/ 컴퓨터개발기술, 모션센서개발 기술, Actuator 개발기술, 조종사명령입력장비개발기술, 기계식조종장치개발기술등이포함 344

351 전략제품현황분석 [ 무인기시스템분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 자동이착륙 항공기자체에설치된영상센서등을활용한독립적자동이착륙기술이개발 비행제어시스템 충돌회피 형상제어및능동플로터방지기술 무인기를유인기와동일공역에서운용하기위하여무인기의자율적충돌회피기능을요구하고있음. 그러므로협업적충돌회피기술의발전과비협업적충돌회피기술에대한연구가필요 고장상태에서도비행조종방식을변경하여지속적안전비행을할수있도록하는재형상제어에대한연구들이진행 조종로봇개발기술 기존의유인기의개조가거의필요없이조종석에로봇을탑재하여무인으로운용할수있는기술이대두 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 비행제어시스템 시스템설계 하드웨어로 시스템아키텍쳐, 시스템연동설계, 시스템성능분석, Reliability, Maintainability, Safety 분석기술등으로구분 비행제어컴퓨터개발기술, 대기정보센서/ 컴퓨터개발기술, 모션센서개발기술, Actuator 개발기술, 조종사명령입력장비개발기술, 기계식조종장치개발기술등이포함 345

352 항공시스템 비행제어시스템 2. 산업및시장분석 - 세계경제의글로벌화에따른 비행제어시스템의수요가지속적으로확대될전망 - 국내항공산업은기형성된시장의폐쇄성으로인해독자개발항공기의시장진출에어려움을겪고있는실정. - 새로도래되는 PAV시대를미리준비하여항공산업의후발주자에서선도주자로의도약이절실 비행제어기술은광범위하나누구나쉽게조종할수있도록하는기술이핵심기술중의하나로서항공기의 자율비행기술에대한개발과함께해외업체대비경쟁력확보전략수립이시급히필요 가. 니즈분석 항공기수요의급속한증가 시장니즈 1 : 자율비행제어시스템기술 세계경제의글로벌화에따른장거리신속운송수요는급속히증가하고있음. 항공기의대형화 고속화에도불구하고운항밀도는증가했으며, 이러한운송수요를소화하기위하여기존의관제소에서 주관하는수동적비행에서항공기에관제정보를제공하여항공기가주관적으로비행하고관제소에서 모니터링하는 NEXGEN 개념으로운항체계가변화하고있음. 이러한항공기중심의운항은항공기의 자율비행능력의증대를요구 무인기수요의증가 시장니즈 2 : 무인기관련제어시스템기술 국경이나해양감시등장시간단순비행이나, 오염지역관찰, 화재진압과같은위험도가많은지역 비행에있어서무인기의용도가증가 또한무인기의유인기공역에서의운항수요도증가하여무인기의신뢰성증가및자율비행에대한 기능요구가증가하고있는추세 PAV(Personal Air Vehicle) 시대선점 시장니즈 2 : PAV 제어시스템기술 현재의지상교통위주의교통운송수단이도로확충의한계로포화상태에처한국가들이나타나고있어 이러한한계를극복하기위하여개인용항공기를활용한 있음. 이러한새로운교통수단이대중화되는시대에대한준비가필요 3차원교통체계에대한연구가진행되고 국내항공산업은기형성된시장의폐쇄성으로인해독자개발항공기의시장진출에어려움을겪고있음. 새로도래되는 PAV 시대를미리준비하여항공산업의후발주자에서선도주자로의도약이절실 PAV에필요한기술은광범위하나누구나쉽게조종할수있도록하는기술이핵심기술중의하나로서 항공기의제어시스템에대한개발이필요 346

353 전략제품현황분석 [ 비행제어시스템분야의 PEST 분석 ] 구분 촉진요인 저해요인 정책 - 多부처에서항공산업지원책마련으로기회증대 - 배출가스, 구조재료등에대한환경규제심화 경제 - 글로벌분업구조의정착및확대로참여기회확대 - 중국을비롯한신흥공업국의항공운송산업의지속적인증가 - 군수위주의시장구조 - 민수기는대형여객기와국제노선위주로수요형성 - 정치외교적영향력및체계업체의 Global 마케팅 능력부족 사회 - 지능형무인기, 중소형항공기, PAV 등의시장확대가예상 - 유럽발경제위기의재도래로인한항공운송수요침체우려 - 대형여객기분야는보잉과에어버스로시장고착화 - 중형기시장은엠브레어와봄바르디어주도하에중국, 일본등도전 기술 - 제조, 조립, 정비등의특정분야에서세계최고수준의경쟁력을보유 - T50, KUH 등군사업을통한체계종합기술부분확보 - 자동차, IT, 전자부품등연관산업이발달 - 고급기종의독자개발능력부족 - 민수완제기인증능력부재 - 체계기술에비해부품, 설계, 소재등에서핵심원천기술이부족 환경규제 군수위주 기체다변화 조립정비경쟁력 원천기술부족 분업화 국내독자능력이확보되어있는훈련기는국내독자개발을추진하되, 필요에따라서는수요가있는개발도상국과의 공동개발도가능 민간분야에서는국내독자적인인증능력이미비되어있고, 독자적인마케팅경험이부족하나, 다행히국제적분업 구조가확대되고있는여객기분야는국제분업방식으로참여가능 347

354 항공시스템 비행제어시스템 나. 산업특징및구조 국내항공산업은내수성장가능성이크고, 연관산업에서의높은산업기술경쟁력은융 복합화에 강점으로작용가능 경제성장으로인해민수시장의확대가예측되고있으며, 동북아의정치적긴장고조로인해군수시장도 성장할전망이어서국내항공산업은지속적으로성장할것으로전망 전기, 전자, 자동차및 IT 등과같은산업에서높은산업기술경쟁력은항공산업에서진행되고있는 기술융 복합화시대에강점으로작용 세계시장의경우민수와군수의비중이 8:2 수준인데국내의경우대략 4:6 비율로선진국대비 군수의존도가크며산업융 복합화를통해민수의비중을높여야할필요성증대 항공산업핵심기술확보, 요인으로작용 기업간연계부족과높은투자비용은항공산업성장의주요애로 항공산업이핵심기술부족과기업간공동기술개발노력의부족이항공산업성장의주요장애요인으로작용 내수시장의한계가존재하는상황에서높은투자비용이요구되는항공산업에과감히진입하는데어려움존재 공역의확보문제로개인용자가용항공기시장의성장이매우더디며, 지리적인요인과 FBO시장이정착되지않아기업의전용항공기보유율또한높지않으므로, 민수항공기시장의저변확대가어려운실정 항공산업의성장을위해서는전문인력육성, 핵심원천부품/ 소재개발과제품신뢰성향상을위한 노력이필요 전문연구개발인력의육성을통해체계설계및미래핵심기술에대한연구개발능력향상노력이필요 항공산업은높은안정성을요구하므로신뢰성향상을위한현장애로기술해결등과같은대책이요구 향후급성장이예상되는 MRO 시장에서의경쟁력을확보하기위해서는핵심원천부품 / 소재개발이필요 국제협력을통한핵심기술이전에대한철저한사전분석과선행연구를통한구체적인기술이전 전략이필요 [ 비행제어시스템중심의연관산업구조 ] 후방산업비행제어시스템전방산업 전기, 전자, 제조업 비행제어컴퓨터센서알고리즘 항공기제조업 348

355 전략제품현황분석 [ 비행제어시스템중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) 약점 (Weakness) - 조선세계 1 위, 자동차세계 5 위, 메모리반도체세계 1위등제조업경쟁력이높고주변기술역량을보유하고있어항공산업의경우에도잠재적경쟁력이높은실정 - 항공기분야에서도그동안의반복된기술도입생산으로기체가공, 조립및정비(MRO) 분야의생산기술은많은경험과노하우를축적 - 체계종합기술과인프라는 KT-1, T-50, KUH 등의대형군수완제기개발사업의경험으로어느정도구축 - 산업의기반이해외여객기의구조물하청수준에머물러있으며, 서브시스템단위의핵심 - 부품연구개발능력을보유한중견/ 중소기업이거의없음. 아울러이러한중소업체의해외마케팅능력또한부재 - 민간항공기의경우소형항공기급 (PART23 급) 은 KC-100 사업을통해미국과의 BASA 확대를추진중에있으나, 중형여객기이상과회전익기등은아직인증협정이체결되어있지않아해외수출이불가능한상황 기회요인 (Opportunity) 위협요인 (Threat) - 대형항공기제작업체를중심으로국제하청방식, 개발위험의일부경감과개발비용절감등을위한위험분담형하청방식, 대등한입장의참여를통한개발위험의분산과시장확보를추구하는공동개발생산방식등다양한형태의글로벌분업구조가정착 - 분업구조에의해일부기술이전효과가일어나면서후발주자의신규시장진입기회가능성도확대 - 엔진소음감소와연료효율증가배출가스감소등친환경고효율화가강조되고있고이러한것을달성키위해전체중량을줄이려는노력으로탄소복합재의사용이확대 - 보잉사나에어버스사가신규개발중인항공기인 B787과 A350은 50% 이상이탄소복합재로제작되고있고대량생산과리싸이클링이가능한열가송수지의적용및 RTM 공법에대한연구가활발하게진행 다. 시장현황/ 전망분석 (1) 해외시장/ 기술현황분석 개발대상품목의세계시장규모는현재로부터 6년후 214,195 억원이고연평균 3.5% 로 증가하여 16년후에는 273,038 억원에이를것으로추산 세계항공기시장의규모는 6년후 2,677,442 억원이고 16년후에는 3,412,980 억원에이를것으로추산 비행제어시스템시장규모는 6년후 535,488 억원이고 16년후에는 682,596 억원에이를것으로추산 [ 세계시장규모추정 ] 구분 적용항공기시장 관련시스템시장 개발제품시장 ( 단위 : 억원) 매출기간 ,677,442 2,767,060 2,861,187 2,960,164 3,064,374 3,174,245 3,290,264 3,412, , , , , , , , , , , , , , , , ,

356 항공시스템 비행제어시스템 미국은국방성의 무인기개발을위한장기계획 에근거하여향후 25년간의연구ㆍ개발이 진행되고있으며, 무인기자율비행의궁극적인목표는다수무인기가편대를이루어임무를 최적으로달성하도록상황인식, 위기상황대처, 임무재구성등을스스로수행하는것 이에따라편대비행제어기법에대한연구, 무인기간상호통신문제, 고장시효과적인 편대비행재구성문제, 연료절감을고려한편대대형선정문제, 편조간공중충돌등을 고려한효과적인편대비행제어기법등에대한연구가진행중 Boeing 사는 ECoPS(Evolution-based Cooperative Planning System) 를통해편대비행에필수적인 과업할당, 비행경로생성, 각비행체간통신기능등이모두포함된 Test bed를개발 선진국에서개발되고있는고성능전투기, 중대형여객기, 소형상업용 Jet 등과같은고성능 항공기에는디지털 FBW(Fly-By-Wire) 또는광신호에의해작동되는 FBL(Fly-By-Light) 를채용 전투기의경우디지털컴퓨터의도움을받아임무를수행하는통합비행제어시스템기술이 응용되고있으며, 이시스템은조종시스템과화력통제시스템, 추진시스템등모든시스템을 통합제어하여성능을최대로향상 맥도널더글러스사와 NASA 가공동으로설계하여 F-15 에장착한시험용자기진단비행제어시스템은 항공기조종면에부분적인고장이일어났을때에도소프트웨어에의해고장발생여부를판단하여, 항공기가정상적으로비행할수있도록비행제어시스템을자동적으로재편성하는기능을보유 1999년에는개조한 F-15를이용하여고장이발생하였을경우에도안전하게비행하여착륙할 수있도록하는지능형비행제어시스템을탑재한첫비행시험에성공 자동비행계획수립및재경로설정기술은미국의 SATS(Small Aircraft Transportation System) 과정에서기술의필요성이제안되었고, 현재는미국의분산된비행정보 ( 기상, NOTAM 등) 통합화에대한연구가진행중이며, ADS-B 구현시적용할기술로연구 350

357 전략제품현황분석 (2) 국내시장/ 기술현황분석 개발제품시장의규모는년평균 10.1% 씩증가하여 2028 년에는 11,640 억원에이를것으로추산 항공기전체가격중적용시스템의가격비중은 20.0% 이며, 시스템내개발범위는전체적용 시스템의 50.0% 를차지 개발내용및비중을보면, 자동이착륙기술이 10.0%, 충돌회피기술이 10.0%, 재형상제어기술이 10.0%, 조종로봇개발기술이 10.0% 등으로전체의 40.0% 를차지 [ 개발기술의가격및개발범위 ] 구분적용시스템개발제품기술명비중 가격비중 비행제어시스템 대표적인탑재가능항공기의전체가격 100.0% 항공기전체가격대비적용시스템의가격비중 20.0% 시스템전체 100.0% 이미개발되어서같이적용되어시스템을구성하는부분 50.0% 개발제품구성및비중 비행제어시스템 금번과제로개발되는부분 자동이착륙기술 10.0% 충돌회피기술 10.0% 재형상제어기술 10.0% 조종로봇개발기술 10.0% 소계 40.0% 아직미개발부분으로향후추가개발이필요한부분 10.0% 개발제품시장의규모는향후 8년후 5,934 억원이고년평균 10.1% 씩증가하여 16년후에는 11,640 억원에이를것으로추산 국내항공기시장규모는향후 8년후 74,177 억원이고 16년후에는 145,505 억원에이를것으로추산 비행제어시스템시장규모는 8년후 14,835 억원이고 16년후에는 29,101 억원에이를것으로추산 [ 국내시장규모추정 ] 구분 ( 단위 : 억원) 매출기간 적용항공기시장 74,177 82,628 92, , , , , ,505 관련시스템시장 14,835 16,526 18,408 20,504 22,451 24,526 26,739 29,101 개발제품시장 5,934 6,610 7,363 8,202 8,981 9,810 10,695 11,

358 항공시스템 비행제어시스템 항공우주연구원에서는무인항공기센서퓨전및자율비행제어시스템에관한연구, GPS 고장진단 연구를수행하여기본기술을확보한상태이며, 서울대에서는지능형통합비행제어시스템연구를 위해무인기복합고장진단기법, 단계까지의기술은확보 신경망이용재형상비행제어연구를수행하여시뮬레이션 서울대에서는 DGPS 기술을이용한무인기자동이착륙기술을시현한바가있으나, DGPS 나 ILS와같은 지상시설이없이이착륙할수있는기술은아직확보되어있지않음. 또한과학기술원에서는영상센서를 이용한영상인식기술을활용하여목표물을추적하고나자동이착륙을하는연구가진행중 항공기고장허용비행조종체계설계기술과 항공기통합고장허용비행조종체계구성기술, 확보되지않은상태 3 차원가상그래픽기술등은높은수준에도달하였으나, 고장허용비행조종체계구성품모델링기술은 이러한자율비행관련기술들이학계및연구소를중심으로개발되었고, 개발중에있으나, 대부분 기초이론이나시뮬레이션에그치고있고분산되어있어기술통합이필요함. 또한일부기능은 부분적으로탑재되어비행체자체에만한정되어있으나, 관제시스템및타항공기와의통합운용 등이고려되지않아실제운용이제한적인상황 라. 공급망( 분류) 에따른분석 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 비행제어시스템 주요내용완제기엔진부품 주요제품/ 기술 해외기업 국내기업 중소기업참여정도중소기업시장점유정도 비행제어컴퓨터, 비행제어소프트웨어 (OFP) 자율비행기술, 조종사명령입력장비, 대기정보센서/ 컴퓨터, 모션센서, Actuator, 기계식조종장치 Boeing( 미국) EADS(EU) Lockheed Martin( 미국) General Dynamics( 미국) Bombardier( 캐나다) Embraer( 일본) 한국항공우주산업 EADS(EU) General Dynamics( 미국) BAE Systems( 영국) Mitsubishi Aerospace( 일본) United Technologies( 미국) Northrop Grumman( 미국) Raytheon( 미국) Finmeccanica( 이탈리아 ) GE Aviation( 미국) Honeywell( 미국) 한국항공우주산업대한항공삼성테크윈 LIG넥스원한화아스트 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 352

359 전략제품현황분석 [ Embraer 사항공기부품공급업체구조( 예) ] 공급망단계 1단계 2단계 3단계 역할파트너주공급업체부공급업체 업체수 16개사 22개사다수 협력분야 조종실, 전자시스템, 엔진, 구조물, 내부등 - - 소재지대부분해외대부분해외국내 계약조건 5년전속및판매후투자회수 1-3년전손계약 1-2년계약 [ Embraer 사 Tier 1 업체협력분야 ( 예) ] 업체 부품 국가 GAMESA Sobraer 비행기동체( 꼬리) 스페인 Slat. 동체( 중심) 벨기에 C&D 기체내부미국 Hamilton Sundstrand 공기순환시스템등미국 Parket Hannifin Cor 비행관리, 연료등미국 Honeywell 조종실미국 Liebherr 랜딩기어독일 Kawasaki 비행기날개일본 Late Coere 동체( 중심) 프랑스 General Electric 엔진등미국 Figeac Aero 기체외부용패널프랑스 Pilkington 비행기창문미국 마. 기술개발및인증전략 항법제어/ 전자전기대상품목(TSO Article 또는 Non-TSO Article) 은군항공기또는무인기에 우선적용되는것으로직접적으로민간인증에해당되지는않으나궁극적으로대상제품의 개발하는장비제작사또는항공기제작사에서는국내항공산업의발전전략에따라민간인증 요구조건에대한최소한의인증행위를수행하거나해당요건에따른검증이요구 대상제품개발과정에서민간인증과정에서요구되는적합성및합치성에대한적용범위를개발목표에 구체적으로정의할필요성존재 353

360 항공시스템 비행제어시스템 민간인증에서기술표준품 (TSO Article) 로분류되지않은장비에대한적합성입증책임은 TC/STC/ ATC/ASTC 의신청자에있으나일반적으로장비에대한시스템요구조건은항공기체계종합업체 (System Integrator) 가제시하고전문업체가공급업체 (Supplier) 의일부로개발에참여하는형태 따라서, 대상제품에대한개발과정에서체계종합업체와공급업체간의인증에대한명확한역할 분담을통한항공전자제품 ( 항법제어 / 전자전기 ) 의인증인프라구축이요구 항법제어/ 전자전기대상품목에대한인증은다음그림과같은절차와요건에의해수행되므로 체계종합업체가대상품목개발 인증과정에서항공전자제품의시스템요건을최소한으로적용 [ 지능형자율비행기술인증전략 ] 항공기인증은항공기의성능및안전성보증을위하여설계, 제작및시험의전개발단계에걸쳐 관련규정에부합되는지를확인하는일련의과정이며, 항공기인증의목적과절차는군용항공기와 민수용항공기의특성에따라크게구별 일반적으로민수용항공기는규정된항공법에따라인증이이루어지며, 경제성을중시한항공기의안전성확보에초점 규정된내용의특성은 군용항공기에대해서는민간에서사용되는법규와별도의규정으로통제하며, 작전운용환경에 적합하게임무를안전하게수행할수있는능력확보에초점을맞추고있음. 항법제어/ 전자전기 대상품목에대한 S/W 인증관련상용 S/W와군용 S/W 비교는아래와같음 [ 군용항공기비행안전 S/W Life Cycle 변천 ] 354

361 전략제품현황분석 상용 S/W 와군용 S/W 비교 DO-178 B/C 군사용은개발프로그램에따라상이 민간/ 군용체계안전평가(System Safety Assessment) 과정상이 < FAR Part 29(AC-29) : Mil-STD-882E > Catastrophic 발생빈도 : 민(10-9 이하) vs 군(10-6 이하) Critical Failure 발생빈도 : 민(10-7 이하) vs 군(10-6 이하) 군용기존, 폐기, 비운용, 파생형 S/W의현저한발생 군용 S/W 의 DO-178B/C 적용급증 ( 예: Structural Coverage, Data and Control Coupling) FAA의원천데이터및처리과정이군용프로그램에적합한추세 항법제어 / 전자전기대상품목에대한 S/W 인증은다음그림과같은 DO-178B/C 절차를참고 [ DO-178B/C 항공 S/W 인증절차흐름도 ] 군용항공기 / 무인기감항인증 항공기레벨은군용항공기 표준감항인증기준에 따라수행 무인항공기 : NATO STANAG(Unmanned Aerial Vehicles Systems Airworthiness Requirement) 기준을인증심사수행 MIL-HDBK-87244(USAF) Avionics/Electronics Integrity Program 에따라서대상장비에대한 인증심사수행 Qualification MIL-STD-810 Test Methods, Environmental Engineering Considerartions and Laboratory Tests 적용 355

362 항공시스템 비행제어시스템 바. 기대효과및파급효과 (1) 경제적기대효과 지능형자율비행기술은항공기운항에있어서차별화가가능한기술로국내에서개발되는 KC-100, 2 인승경량항공기및추후개발되는유인항공기에적용되어기술차별화를통해세계시장진출가능 또한무인기의운항안전및운용용이성을증가시켜, 무인기의유인공역운항이가능토록하여 무인기의수요를대폭증가시킬것이며, 이는국내무인항공기개발및활용을높여무인기산업 및기술발전에기여 조종로봇의경우유인기의무인화를용이하게하여단순하거나위험한임무수행에활용하여 운용비를절감시키고, 유인기를무인기로운용할수있게함으로써무인기개발에소요되는비용 및기간을대폭감소가능 향후도래될 PAV시대에필수적인기술로차기국가기반산업으로의항공산업발전의토대가될것 (2) 기술적기대효과 비행제어시스템중지능형자율비행의경우항공선진국에서도기술개발에박차를기하고있는 첨단기술로항공선진국수준으로의기술독립이가능 무인기에적용시켜유인기급의운항안전성을확보함으로써유인공역의운항이가능 복수무인기운용의경우무인기의임무다변화및복잡한임무를가능토록하여무인기의활용성을증대 (3) 파급효과 비행제어시스템의경우향후로봇기술과접목되어산업용로봇기반의로봇산업의다변화가가능 산불진화등위험한임무를수행하는유인기의임무를대체하여귀중한생명을보호하고, 적극적인산불진화가가능 좀더 해양감시, 산불감시, 항공촬영등단순반복임무에대한저렴한운용비의무인기투입을통하여 국가안보에기여가가능 실생활에사용되고있는자동화기기들의기능을진일보시켜국내가전제품을비롯한자동화기기류의 기술발전에기여함으로써국내전자산업을진일보시킬것 356

363 전략제품현황분석 사. 기술속성 [ 비행제어시스템기술속성 ] 구분분석내용비고 개발기간 중기 ( 예상소요기간 : 5 년 / 응용 3 년, 실용화 2 년) 시급확보기술 * 중기 : 5 년, 기술경쟁력상 TRL 기준현재수준 : 3 중점추진기술개발목표 기술이완성되는시기에는항공기완제기체계에바로적용이가능한수준으로개발 TRL 기준목표수준 : 9 적용플랫폼 KFX, 중형기, 민수헬기, LAH, 무인기 상용화제품/ 부품/ 모듈 총소요예상연구비 사업영역 관계부처 자동이착륙시스템, 조종로봇등 총 355억원 선행 R&D 응용 R&D 실용화 230억 125억 민군겸용 민 : 60% 군 : 4O% 산업통상자원부, 방사청, 국토교통부 지능형자율비행시범기설계제작, 로봇조종사개발, 비행시험평가 민군겸용사용이가능한기술로기술별역할을분담하여개발후통합 개발가능기관국방과학연구소 / 항우연/KAI/KAL 등 인증전략 인증인프라구축으로감항인증적용 357

364 항공시스템 3. 기업니즈조사 비행제어시스템 비행제어시스템분야는포함되는관련제품및전후방관련산업의범위가넓으며상대적으로 중소기업이진출가능한기술분야가넓으므로관련기술개발여건이유리한상황 비행제어시스템중지능형자율비행의경우항공선진국에서도기술개발에박차를기하고있는첨단 기술로항공선진국수준으로의기술독립이가능하며향후기술수요가급증할것으로예상되므로 해당분야에대한집중적인기술개발을통해유리한위치를선점하는전략수립이필요 358

365 전략제품현황분석 4. 기술분석91) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 비행제어시스템의대상특허 7,983 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 미국출원이 전체기술분야를주도하는가운데전반적으로최근까지꾸준한출원이이루어지고있으나, 2010 년이후에미국출원은다소감소하였고, 기타국가의경우일정수준의출원을유지 출원규모에있어서는미국이 4,420(55%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 1,312(17%), 한국 1,114(14%), 유럽 1,137(14%) 의출원점유율을나타내는것으로분석 2011 년이후미국이감소하는데비해, 한국과일본및유럽은다소간이지만증가 [ 비행제어시스템의국가 연도별출원동향 ] 91) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014 년월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임 359

366 항공시스템 비행제어시스템 비행제어시스템의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로미국특허의비중이 높고일본, 미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 일본의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, TOSHIBA 가최상위출원인으로나타났고, 미국의경우 AIRBUS 및 BOEING 社가최상위출원인으로분석 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 360

367 전략제품현황분석 (2) 국내동향 비행제어시스템의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2012년까지매년증가하다가 2012년이후감소추세92) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 60% 이상으로높은 비중을차지하고있는것으로분석 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 89%, 외국인 11% 로한국인의특허출원비율이매우 높지만기술자립도가높다기보다는외국국적기업입장에서한국의시장경쟁력을높게평가하지 않아시장진입이이루어지지않은측면이있는 것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관이 29% 로가장높았고, 중소기업 93) 의특허비율이 24%, 대기업이 19% 로그뒤를잇는것으로분석되어, 비행제어시스템분야는기관중심의연구개발 비중이높아생산현장에서의연구가보다활성화될필요가있는것으로조사 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 92) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 93) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 361

368 항공시스템 비행제어시스템 비행제어시스템의국내주요출원인현황을살펴보면, 대기업에서는한국항공우주산업이 137건으로 최다출원을기록하고있음. 대학/ 연구소/ 공공기관에서는국방과학연구소가최다출원인으로분석 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 나. 기술군도출 비행제어시스템전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로 데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로 요소기술후보군을도출 또한비행제어시스템전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해 데이터마이닝으로누락될수있는요소기술후보군을추가도출 362

369 전략제품현황분석 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 비행제어시스템의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 요소기술후보군을도출 15개의 제품별 dataset 구축 : 비행제어시스템관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 94) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 95) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의 연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은 키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 [ 비행제어시스템전략제품에대한키워드클러스터링 ] 94) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 95) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 363

370 항공시스템 비행제어시스템 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 control law control surface actuation control scheme control strategy FLIGHT CONTROL LAWS FOR CONSTANT VECTOR FLAT TURNS 2. FLIGHT CONTROL LAWS FOR AUTOMATIC HOVER HOLD 3. Sliding mode control scheme for aircraft 4. A flight control scheme to improve position tracking performance of Rotary-Wing UASs 클러스터 02 failure actuator fail control surface fault detection fault diagnosis Fault tolerant control schemes for nonlinear models of aircraft and spacecraft systems 2. Fault detection and isolation for redundant aircraft sensors 3. Fault detection for aircraft control surfaces using approximate input reconstruction 클러스터 03 navigation GPS, satellite estimation flight path Estimation method combining aircraft kinematics, GPS, and low-quality rate gyros 2. SYSTEMS AND METHODS FOR DISPLAYING IN-FLIGHT NAVIGATION PROCEDURES 3. Integrated Aircraft Ground Navigation Control System 클러스터 04 control surface attack angle wing efficiency failure ACTUATION SYSTEM FOR FLIGHT CONTROL SURFACE 2. SLAT, WING OF AIRCRAFT, FLIGHT CONTROL SURFACE OF AIRCRAFT, AND AIRCRAFT 3. CONTROL SURFACE FAILURE DETECTION FOR FLY-BY-WIRE AIRCRAFT 클러스터 05 adaptive control system adaptive control neural dynamics Adaptive control system for autonomous helicopter slung load operations 2. Flight demonstration of adaptive control system using neural network 3. Adaptive control system for separation of aircraft motion on roll and sideslip 클러스터 06 UAV formation flight FORMATION FLIGHT CONTROL 2. A position error control method based on dynamic inversion for formation flight 3. 3-D formulation of formation flight based on model predictive control with collision avoidance scheme 클러스터 07 UAV navigation maneuver SYSTEM FOR NAVIGATION OF UNMANNED AERIAL VEHICLE AND METHOD USED FOR THE SAME 2. Design of flight control and navigation systems based on two ARM for unmanned helicopter 3. Vision-based pose estimation for autonomous indoor navigation of micro-scale unmanned aircraft systems 클러스터 08 image camera device ground AERIAL IMAGE COLLECTION 2. Aircraft orientation error correction based on image aided navigation paper 3. Aircraft true heading estimation with low-cost GPS/INS and aerial images 364

371 전략제품현황분석 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 09 control landing system landing ground safety signal Flight Assistant with Automatic Configuration and Landing Site Selection 2. Aircraft longitudinal auto-landing guidance law using time delay control scheme 3. Automatic take-off and landing system 클러스터 10 rotor control blade rotorcraft noise reduction HELICOPTER ROTOR CONTROL SYSTEM WITH INDIVIDUAL BLADE CONTROL 2. Helicopter rotor control system with individual blade control 3. Development and evaluation of reduced order models of on-blade control for integrated flight and rotor control 클러스터 11 situational awareness 9 1. SITUATIONAL AWARENESS PILOT BRIEFING TOOL 2. Flight control of a trirotor Mini-UAV for enhanced situational awareness 3. Desired trajectory generation of a quadrotor helicopter using hybrid control for enhanced situational awareness 클러스터 12 flight test flight testing test result UAV flight testing with an airborne sonic anemometer, IMU, and GPS 2. Flight test for identifying the control model and terminal strike with bank to turn maneuvering: Study on the unmanned aerial vehicle platform 3. Flight testing and model based control of a shrouded rotor micro air vehicle in hover with edgewise gusts 클러스터 13 flight control software Test Generation from StateChart and B method for flight control software of unmanned aerial vehicle 2. Flight control software for stratospheric airship 3. Optimizing flight control software with an application platform 클러스터 14 actuation control system ACTUATOR CONTROL SYSTEM 2. AIRCRAFT ACTUATOR CONTROL DEVICE 3. Redundant two stage electro-hydraulic servo actuator control 클러스터 15 sensor sensor node radar 9 1. TEST APPARATUS FOR AVIONIC SENSORS AND METHOD OF TESTING AVIONIC SENSORS 2. VERTICAL TAKE OFF AND LANDING AUTONOMOUS / SEMIAUTONOMOUS / REMOTE CONTROLLED AERIAL AGRICULTURAL SENSOR PLATFORM 3. Aircraft Environmental Sensors and System 365

372 항공시스템 비행제어시스템 (2) 특허분류체계를이용한기술트리 비행제어시스템전략제품의유효데이터의 IPC를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 20 위에대하여기술트리를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이 있는추가적인요소기술후보군을도출 IPC 기술트리 대분류중분류소분류요소기술 (B64C-003) 날개 (B) 처리조작 ; 운수 (B64) 항공기; 비행; 우주공학 (B64C) 비행기 ; 헬리콥터 (B64D) 항공기의장비 ; 비행복 (B64C-013) 비행조종익면, 양력증가플랩, 공기제동장치또는스포일러 (Spoiler) 를작동하기위한조종계통또는전달계통 (B64C-019) 항공기의조종에관한것으로서달리해당분류가없는것 (B64C-025) 착륙장치 (B64C-027) 회전익항공기, 회전익항공기특유의회전익 (B64D-045) 달리분류되지않는항공기의지시계기또는보호설비 (B64D-047) 그밖의장치로서분류되지않는것 (B64F) 지상설비또는항공기, 운반용갑판의설비 (B64F-001) 지상설치또는항공기운반용갑판의설비 (B64F-005) 항공기의설계, 제작, 조립, 청소, 정비또는수리에관한것으로달리해당분류가없는것 (G01C) 자이로스코프 (G01C-021) 항법 (G01C-023) 2 개이상의항법용수치를지시하는조합계기 (G01) 기기 (G01S) 무선에의한방위결정 ; 무선항행 G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식 (G) 물리학 (G05) 제어조정 (G05D) 비전기적변량의제어또는조정계 (G05D-001) 육용, 수용, 공중용, 우주용운행체의위치, 진로, 고도또는 자세의제어 (G06) 산술논리연산 (G06F) 전기에의한디지털데이터처리 (G06F-007) 취급하는데이터의순서또는내용을조작하여데이터를처리하기위한방법또는장치 (G06F-017) 디지털컴퓨팅또는데이터프로세싱장비 (G06F-019) 특수한어플리케이션에특히적합한디지털컴퓨팅또는데이터처리장치또는방법 (G08) 신호 (G08B) 신호또는호출시스템 (G08B-021) 단일의특정한바람직하지못한또는이상상태에응답하는경보내지다른곳에속하지않는것 366

373 전략제품현황분석 IPC 기술트리 (G08G) 교통제어시스템 (G08G-005) 항공기에대한교통제어시스템 (G09) 암호방법 (G09B) 교육용또는교시용의기구 (G09B-009) 교습또는훈련목적의시뮬레이터 (H) 전기 (H04) 전기통신기술 (H04B) 전송 (H04B-007) 무선전송시스템 (3) 전문가기반의요소기술도출 비행제어시스템전략제품의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출 IPC 분류로도출된 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 제어법칙설계기술키워드클러스터링 요소기술 02 고장진단및대응기술키워드클러스터링 요소기술 03 적응제어기술키워드클러스터링 요소기술 04 편대비행기술복수무인기제어기술 키워드클러스터링 control law, control surface, actuation, control scheme, control strategy failure, actuator fail, control surface, fault detection, fault diagnosis adaptive control system, adaptive control, neural dynamics UAV, formation flight 요소기술 05 무인기항법시스템키워드클러스터링 UAV, navigation, maneuver 요소기술 06 영상기반항법키워드클러스터링 image, camera, device, ground 요소기술 07 자동이착륙기술키워드클러스터링 요소기술 08 헬리콥터회전날개제어기술키워드클러스터링 control landing system, landing, ground, safety, signal rotor control, blade, rotorcraft, noise reduction 요소기술 09 상황인식기술키워드클러스터링 situational awareness 요소기술 10 비행운용프로그램기술 (Operational Flight Program : OFP) 키워드클러스터링 flight control software 요소기술 11 센서융합기술센서기술 키워드클러스터링 sensor, sensor node, radar 요소기술 12 교란대응기술전자전 IPC/ 기술트리 (G01S-013) 전파의반사또는재방사를사용하는방식 요소기술 13 충돌회피기술교통관제기술 IPC/ 기술트리 (G08G-005) 항공기에대한교통제어시스템 요소기술 14 모의비행장치기술 IPC/ 기술트리 (G09B-009) 교습또는훈련목적의시뮬레이터 367

374 항공시스템 비행제어시스템 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 비행제어시스템의기술별출원점유율 96) 및최신특허비율 97) 을살펴보면, 요소기술 06, 요소기술 11, 요소기술 13 의경우, 출원점유율및최신특허비율이모두평균이상으로기술의성장성이우수한 분야로판단 요소기술 02의경우출원점유율및최신특허비율모두평균이하인것으로분석되어기술성장성 측면에서경쟁력이낮은것으로분석 그밖의분야는출원점유율및최신특허비율둘중하나는평균이상인것으로분석되어중간 수준의경쟁력으로분석 [ 기술성장성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 01 제어법칙설계기술 % 52.13% 中 요소기술 02 고장진단및대응기술 % 43.84% 下 요소기술 03 적응제어기술 % 54.17% 中 요소기술 04 편대비행기술, 복수무인기제어기술 % 51.93% 中 요소기술 05 무인기항법시스템 % 46.07% 中 요소기술 06 영상기반항법 % 53.77% 上 요소기술 07 자동이착륙기술 % 43.87% 中 요소기술 08 헬리콥터회전날개제어기술 % 59.18% 中 요소기술 09 상황인식기술 % 50.64% 中 요소기술 10 비행운용프로그램기술 % 52.23% 中 요소기술 11 센서융합기술센서기술 % 48.24% 上 96) 출원점유율 : 전체특허중에서해당기술분야의점유율 출원점유율 = 해당기술분야의특허수전체특허수 97) 최신특허비율 : 전체특허중에서 2010 년~2014 년최근 5년간출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2010 년~2014 년출원특허수전체특허수 368

375 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명전체특허건수최신특허건수출원점유율최신특허비율종합평가 요소기술 12 교란대응기술전자전 % 39.71% 中 요소기술 13 충돌회피기술교통관제기술 % 58.67% 上 요소기술 14 모의비행장치기술 % 56.47% 中 분야평균 (2) 기술수준분석 미국등록특허에나타나는특허의특허피인용지수 (CPP 98) ) 및시장확보력지수 (PFS 99) ) 를이용하여 비행제어시스템의기술별기술수준을살펴보면, 요소기술 6은피인용지수및시장확보력지수모두 평균이상으로, 기술수준이우수한분야로분석 요소기술 06 의경우, 기술성장성뿐아니라피인용지수및시장확보력이평균에이상인것으로 나타나높은수준의경쟁력이있는것으로분석 요소기술 03, 요소기술 10, 요소기술 12 및요소기술 14, 는피인용지수및시장확보력이평균에미치지 못하는것으로나타나낮은수준의경쟁력을보유한것으로분석 [ 기술수준분석 ] 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 01 제어법칙설계기술 中 요소기술 02 고장진단및대응기술 中 요소기술 03 적응제어기술 下 요소기술 04 편대비행기술, 복수무인기제어기술 中 요소기술 05 무인기항법시스템 中 요소기술 06 영상기반항법 上 98) 특허피인용지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도(Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미 CPP = 피인용한특허의수 (Forward Citation) 전체등록특허건수 99) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여상업적인이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당기술분류의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수 369

376 항공시스템 비행제어시스템 요소기술 No. 요소기술명미국등록특허건수특허피인용도시장확보력종합평가 요소기술 07 자동이착륙기술 中 요소기술 08 헬리콥터회전날개제어기술 中 요소기술 09 상황인식기술 中 요소기술 10 비행운용프로그램기술 下 요소기술 11 센서융합기술센서기술 中 요소기술 12 교란대응기술전자전 下 요소기술 13 충돌회피기술통관제기술 中 요소기술 14 모의비행장치기술 下 분야평균 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발 참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별 요소기술 04 및요소기술 06은각 50% 와 63% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다 중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단 중소기업출원인비율역시요소기술 04과요소기술 06이각 57% 와 63% 로타기술요소보다높게 나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로판단 종합적으로살펴보면, 요소기술 04, 요소기술 05, 요소기술 06 및요소기술 14는종합평가결과가 상대적으로높게평가된분야로서중소기업개발규모및경쟁력이우수한것으로나타나며국내 중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 100) 중소기업 출원인비율 101) 종합평가 요소기술 01 제어법칙설계기술 % 0% 下 요소기술 02 고장진단및대응기술 % 17% 下 요소기술 03 적응제어기술 % 22% 下 요소기술 04 편대비행기술복수무인기제어기술 % 57% 上 370

377 전략제품현황분석 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업 출원비율 100) 중소기업 출원인비율 101) 종합평가 요소기술 05 무인기항법시스템 % 53% 上 요소기술 06 영상기반항법 % 63% 上 요소기술 07 자동이착륙기술 % 22% 中 요소기술 08 헬리콥터회전날개제어기술 % 26% 下 요소기술 09 상황인식기술 % 28% 中 요소기술 10 비행운용프로그램기술 % 24% 下 요소기술 11 센서융합기술센서기술 % 25% 下 요소기술 12 교란대응기술전자전 % 15% 下 요소기술 13 충돌회피기술교통관제기술 % 18% 下 요소기술 14 모의비행장치기술 % 38% 上 (4) 요소기술별종합평가 요소기술별기술지수분석을종합한결과, 요소기술 06 은요기술성장성, 기술수준, 중소기업 적합성의종합평가가모두우수한것으로판단 요소기술 04, 요소기술 05는중소기업적합성이우수한것으로판단 요소기술 11, 요소기술 13은기술성장성이우수한것으로판단 [ 요소기술별종합평가표 ] 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 52.13% 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 43.84% 下 中 5.71% 16.67% 下 요소기술 % 54.17% 中 下 16.67% 22.22% 下 요소기술 % 51.93% 中 中 50.00% 57.14% 上 요소기술 % 46.07% 中 中 43.33% 52.50% 上 100) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 101) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 371

378 항공시스템 비행제어시스템 요소기술 No. 전체 특허 건수 출원점유율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최신특허비율 종합평가 특허피인용도 시장확보력 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 요소기술 % 53.77% 上 上 62.60% 63.33% 上 요소기술 % 43.87% 中 中 23.64% 22.22% 中 요소기술 % 59.18% 中 中 15.15% 26.32% 下 요소기술 % 50.64% 中 中 23.40% 27.50% 中 요소기술 % 52.23% 中 下 10.34% 24.39% 下 요소기술 % 48.24% 上 中 19.66% 25.00% 下 요소기술 % 39.71% 中 下 6.45% 15.00% 下 요소기술 % 58.67% 上 中 8.11% 18.18% 下 요소기술 % 56.47% 中 下 23.26% 38.46% 上 372

379 전략제품현황분석 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 항전시스템기술 비행제어기술 고장진단및대응기술무선통신기술적응제어기술제어법칙설계기술비행운용프로그램기술 FBW/FBL 무인기항법시스템 특허분석, 타부처로드맵 타부처로드맵 특허분석 특허분석 특허분석 타부처로드맵 특허분석 편대비행, 다수무인기제어기술특허분석, 타부처로드맵, 글로벌유망 충돌회피, 교통관제기술특허분석, 타부처로드맵 무인기기술 기타기술 영상기반항법항법센서기술영상기반항법기술센서융합기술상황인식기술교란대응기술정보처리기술자동이착륙기술자율비행기술모의비행장치기술헬리콥터회전날개제어기술신뢰성향상전기추진장치성능향상 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 타부처로드맵 특허분석 특허분석 타부처로드맵 타부처로드맵 타부처로드맵 373

380 항공시스템 6. 비행제어시스템 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 항전시스템기술 비행제어기술 고장진단및대응기술무선통신기술적응제어기술제어법칙설계기술비행운용프로그램기술 FBW/FBL 무인기항법시스템 특허분석, 타부처로드맵 타부처로드맵 특허분석 특허분석 특허분석 타부처로드맵 특허분석 편대비행, 다수무인기제어기술특허분석, 타부처로드맵, 글로벌유망 충돌회피, 교통관제기술특허분석, 타부처로드맵 무인기기술 기타기술 영상기반항법항법센서기술영상기반항법기술센서융합기술상황인식기술교란대응기술정보처리기술자동이착륙기술자율비행기술모의비행장치기술헬리콥터회전날개제어기술신뢰성향상전기추진장치성능향상 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 특허분석, 타부처로드맵 타부처로드맵 특허분석 특허분석 타부처로드맵 타부처로드맵 타부처로드맵 374

381 전략제품현황분석 핵심기술선정 조정된요소기술과기술시장 동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를 통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을 고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 항전시스템기술 비행제어기술 요소기술고장진단및대응기술제어법칙설계기술비행운용프로그램기술 무인기기술 기타기술 영상기반항법센서융합기술모의비행장치기술전기추진장치 375

382 항공시스템 비행제어시스템 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류 핵심 요소 기술 기술요구사항 개발목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종목표 항전시스템기술 고장진단및대응기술 - 고장모델링기술 - 형상변경적응제어 - 고장탐지알고리즘 - 고장M&S 기술 - 형상변경적응제어 - 고장진단하드웨어 - 적응제어구현 - IMA 기반의융합 - 고장모델링 - 형상변경적응제어 비행제어기술 제어법칙설계기술 비행운용프로그램기술 - 제어법칙설계및해석 통합 M&S 환경개발기술 - 비행영역제어기술 - 충돌방지회피기술 - 자동비행제어법칙설계 - 실시간운영체제기술 - 실시간모니터링기술 - 다중화관리 - 자동코드생성기술 - M&S 환경개발기술 - 내부로프( 자세) 제어법칙설계 - 실시간운영체제 기술 - SW 신뢰성향상평가기술 - 외부루프 ( 고도/ 속도. 방위) 제어법칙설계 - 비행영역제어 - 실시간모니터링 기술 - 자동코드생성 자동비행제어법칙설계다중화관리비행제어법칙 표준 SW 구현기술 - 비행영역제어및충돌방지기능을가진자동비행제어법칙설계기술 - 비행제어법칙표준 SW 구현 - SW 신뢰성향상및 평가기술 - 센서수집정보 무인기기술 영상기반항법 - 실시간영상합성기술 - 실시간영상인식기술 - 대용량이미지처리 - SIL 시각화기술 - 실시간영상인식 - 및처리 이미지압축및 고속전송 - 영상기반충돌위험감지 - 디스플레이기술 - 통합시험장비기술 - 영상기반 GPS 보완기술 - 실시간영상합성 시뮬레이션기술 - MFD, HMD, HUD, 헬멧디스플레이기술 센서융합기술 다기능융합처리 고정밀감지기술 고출력소형화기술 고해상도처리기술 위성항법센서 자기센서기술 융합처리알고리즘기술 관성센서기술비전센서기술합성비전기술 - - 대기센서기술 다중센서정보 융합기술 - 합성비전및다중 센서정보융합 기술구현 모의비행장치기술 - 비행체비선형운동모델구현기술 - 비행환경시뮬레이션 - 시뮬레이션을통한비행제어법칙검증기술 - 비행체비선형운동모델구현기술 - 비행환경시뮬레이션기술 - 시뮬레이션을통한비행제어법칙검증기술 - 비선형운동모델구현기술 - 비행환경시뮬레이션 - 시뮬레이션을통한비행제어법칙검증 기타기술 전기추진장치 - 고효율 / 극저온모터제작 - 고효율프로펠러기술 - 초경량에너지저장기술 - 고효율태양전지기술 - 고신뢰전력변환모터제어 - 고효율 / 경량연료전지 - 고효율 / 극저온모터제작기술 - 고효율프로펠러기술 - 고효율태양전지 - 고신뢰전력변환및모터제어 - 초경량에너지저장 기술 - 고효율 / 경량연료 전지기술 - 고고도무인기급 전기추진 376

383 전략제품현황분석 나. 로드맵기획 377

384 항공시스템 항공기기체구조 항공기기체구조 1. 개요 - 정의: 항공기기체구조란, 항공기를포함하는모든부품들과관련된기술을의미 - 범위 : 기체구조물, 날개구조물, 연료공급장비, 환경제어장치, 전력계통, 전기장치, 전기식구동장치, 착륙장치 등을포함 가. 정의및필요성 항공기기체구조기술은항공기를포함하는모든부품들과관련된제반기술 기체구조소재와관련하여서항공기구조물, 복합재료, 금속재료및진단/ 수리/ 성능평가관련기술로분류 추진기관관련하여서왕복동엔진, 가스터빈엔진, 추진시스템등의관련기술로분류 기계보기류와관련하여서는이차동력계통, 유압계통, 착륙계통, 연료계통및환경계통등으로분류 나. 범위및분류 ( 제품분류관점) 항공기기체구조분야는크게엔진, 항공기구조물, 이차동력계통, 연료계통, 착륙계통및유압계통등으로분류 왕복동엔진은연료를연소시켜피스톤운동을이용하여추력및동력을발생하는기술 가스터빈엔진은공기를흡입하여연료와연소시켜추력및동력을발생시키는기술, 항공기구조는비행하는항공기의하중을담당하는주구조물과탑승자의안락성, 보조구조물에관련된기술 편의성을담당하는 이차동력계통은항공기추력을제외한전기, 유압, 공압등을생성, 지원하는기술로서, 보조동력계통과 비상동력계통을포함 연료계통은항공기의모든기동중에엔진으로연료를공급하도록시스템을개발하는기술 착륙계통은항공기의착륙하중과지상하중을지지하고지상에서조향과제동그리고비상멈춤과관련된기술 유압계통의경우엔진이나이차동력장치에부착된유압펌프에서고압을생성하여, 착륙장치 / 도어등을제어하는시스템 항공기조종이나 378

385 전략제품현황분석 ( 공급망관점) 항공기기체구조분야는복합재료, 진단및성능평가, 환경계통등으로구분 복합재료의경우소재의기계, 물리, 화학적물성에대한요구도화, 요구소재물성을충족하는 소재의구매를위한구매선구축, 통계적으로입증된허용치확보와관련된기술 구조건전성확보를위해운용환경영향성을고려하여 진단및성능평가의기술의경우, 비파괴검사를통한소재건전성진단및구조신뢰성확보및 제작및운용중발생결함에대한검증된수리절차구축을통한구조신뢰성확보를위한기술 환경계통의경우엔진압축기에서공급되는고온- 고압블리드공기(Bleed Air) 를이용하여객실, 조종실, 장비실, 타장치로조화공기 (Conditioned Air) 를공급하는시스템으로항공기운용에 필수적인시스템임. 주요구성품은 Heat Exchangers, Air Cycle Machine, Control Valves, ECS Controller 등 [ 항공기기체구조분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 구조/ 소재 연료계통 유압계통 동체구조물, 날개구조물, 조종면구조물, 주구조물연결부, 객실구조물, 도어구조물, Radom 구조물 연료량측정및시현장치, 연료이송 / 공급장치, 연료급유및배유장치, 연료탱크가압및배압장치, 외부연료탱크 Hyadraulic Pump, Hydraulic Reserver, Control Valve, Actuator 항공기기체구조 기계보기 이차동력계통 보조동력장치 ( 소형 Gas Turbine Engine/Ram Air Jet 등) 착륙계통 전륜착륙장치, 주륜착륙장치, 조향장치, 제동장치, 착륙장치제어장치, 비상제동장치 환경계통 Heat Exchangers, Air Cycle Machine, Control Valves, ECS Controller 엔진 왕복동엔진, 가스터빈엔진, 엔진제어기, 엔진보기류 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 항공기기체구조 복합재료 진단및성능평가 기계, 물리, 화학적물성에대한요구도화, 요구소재물성을충족하는소재의구매를위한구매선구축, 구조건전성확보를위해운용환경영향성을고려하여통계적으로입증된허용치확보와관련된기술 비파괴검사를통한소재건전성진단및구조신뢰성확보및제작및운용중발생결함에대한검증된수리절차 환경계통 객실, 조종실, 장비실, 타장치로조화공기 (Conditioned Air) 를공급하는시스템으로항공기운용에필수적인시스템 379

386 항공시스템 항공기기체구조 2. 산업및시장분석 - 세계경제회복과, 신흥공업국의성장등으로항공시스템은안정적일것으로예상되며 우리나라는세계시장진입이필수 내수시장이부족한 - 국제공동개발의일반화와세계시장진출기회가확대된반면에글로벌화와경쟁심화에따라지속적인경쟁력 확보를위하여핵심기술개발및육성정책마련필요 - 기계, 전자, IT 등연관분야에서세계적인경쟁력을보유한우리나라는향후무인기등신산업분야에서두각을 나타낼가능성존재 가. 니즈분석 제사회적, 기술적, 생태환경적, 정치적요인은항공기산업에새로운기회를제공하는요인으로작용 시장니즈 1 : 소재및기술융 복합을통한친환경부품시장창출 친환경, 안전기술과중 소형항공기에대한수요증대가지속될전망이어서항공산업에서의시장은지속적으로확대필요 동북아의긴장고조로인한정치적위협감소와대테러위협방지를위한첨단군용기수요도증대 항공산업에서는소재및기술융 복합을통한새로운부품시장창출과미래형항공기에대한수요가증가 연료저감기술, 기체경량화소재등의기술및소재개발을통해새로운부품시장이창출될 전망이며, 이러한기술은다양한업종으로의파급효과예상 경제와기술적요인중일부요인은항공산업진입장벽을높임으로서항공산업에서의성장 발전에장애가되는요소로작용 시장니즈 1 : 부품및 MRO에서글로벌분업구조진입 세계경제침체의장기화와글로벌분업구조의정착은항공산업에위협요인이자새로운시장 진입의기회요인으로작용할것으로예상 글로벌분업구조의정착은완제기생산업체의경쟁력이약한우리나라의입장에서는글로벌산업 생태계속으로참여할수있는기회도되지만자칫낮은경쟁력으로국제분업구조에서배제될 경우치명적인불리함이존재 기술적요인에서는선진국의기술보호강화로인해첨단기술의습득이어려워짐으로인해경쟁력 강화에장애요소로작용할것으로전망 380

387 전략제품현황분석 선진항공국들의기술패권주의의확대로인해완제기생산에경쟁력이약한우리나라는개방형혁신을할수있는파트너발굴에어려움이존재할수있으며, 후발진입국으로서산업특성상필수적인정부의직접 R&D 지원에한계가있음으로써독자적인기술확보에어려움이예상 항공기술 R&D 추진방향으로위협요인에효과적으로대응하면서기회요인을적극활용하여핵심기술의효율적인확보가필요 시장니즈 1 : RSP 참여와절충교역을효율적으로활용하여핵심기술의확보 빠른속도의항공기술발전추세에맞추어우리나라가가지고있는높은수준의 IT 기술, 부품기술 등을적극활용하여독자적으로확보할수있는항공기술은적극적인정부지원하에가급적신속하게 독자적으로확보해나가는것이필요 [ 항공기기체구조분야의 PEST 분석 ] 구분 촉진요인 저해요인 정책 - 국가차원의산업육성필요 - 국내산업중비중이낮아타분야와의경쟁에서소외될가능성 경제 - 세계경제회복과글로벌화의영향으로세계운항수요가안정적으로증가 - BRICs, MARVINs 등신흥경제권의여객및항공기수요급증으로세계항공기수요성장 - 경기침체시기의여객및화물운송수요감소가능. 국제정세의불안요인상존 - 협소한국내시장여건으로세계시장진입에필수적인독자기종개발어려움 사회 - - 글로벌화에따른항공운항수요와신흥공업국의국민소득향상에따른여객수요증가고효율친환경항공기로의교체진행으로신형항공기에대한수요증가 - 국내의경우노령화와인구감소의진행으로향후우수한항공기술인력수급에어려움발생가능 - 신흥국가의상대적으로풍부한자원과인력에의해경쟁우위상실가능 기술 - 항공기국제공동개발의일반화로공동개발참여를통한기술획득기회확대 - 높은기술장벽으로기술경쟁력확보를위해오랜연구기간과자금소요 - 시장선도국가및기업중심으로첨단기술에대한보호장벽강화 산업육성 글로벌화 좁은내수시장 시장성장과경쟁심화 뛰어난전 후방산업 기술장벽강화 세계경기회복과글로벌화등의영향으로항공기기체구조분야는안정적이며, 정부역시관련정책을수립/ 시행하여 항공기기체구조분야육성에노력 좁은국내시장에서탈피하여세계시장진출이필수적이며, 국제공동개발의일반화에따라시장기회확대 선진국의핵심기술보호와후발국의추격에서지속적인경쟁력확보를위하여원천기술분야에대한투자와제도개선 등을통한산업경쟁력증진노력필요 381

388 항공시스템 항공기기체구조 나. 산업특징및구조 Boeing 과 Airbus 가양분하고있는대형여객기가차지하고있으며, 우리나라기업들은대부분 Tier3 이하의위치에서 Boeing 과 Airbus 에부분품및부품을공급하는위치 항공기기체구조분야는가치사슬상의후방기업들은차례로원재료부터부품과부분품들을제작하여 완제기제작사에공급하는구조 항공기에사용되는부품및원자재공급업체는완제기제조업체의협력업체목록에서선택하도록 되어있는등시장진입장벽이높은실정 항공기기체구조의전방산업으로는항공기제조업이있으며, 후방산업으로는기계, 전기/ 전자제조업존재 소재및가공, 전자부품등의경우기계, 자동차, 조선등타산업분야와겸업가능 [ 항공기기체구조중심의연관산업구조 ] 후방산업항공기기체구조전방산업 기계, 전기/ 전자제조업 기체구조단품연료/ 착륙/ 유압/ 이차동력 / 환경계통구성품엔진단품 항공기제조업 [ 항공기기체구조중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) 약점 (Weakness) 1. 세계 10위권의군수시장 2. 세계 8위권의항공운항시장 3. 제조, 조립, 정비등의특정분야에서세계최고수준의경쟁력을보유 2. T50, KUH 등군사업을통한체계종합기술부분확보 4. 자동차, IT, 전자부품등연관산업이발달 1. 고급기종의독자개발능력부족 2. 군수위주의시장구조 3. 민수기는대형여객기와국제노선위주로수요형성 4. 정치외교적영향력및체계업체의 Global 마케팅능력부족 5. 민수완제기인증능력부재 기회요인 (Opportunity) 위협요인 (Threat) 1. 중국을비롯한신흥공업국의항공운송산업의지속적인증가 2. 글로벌분업구조의정착및확대로참여기회확대 3. 지능형무인기, 중소형항공기,PAV 등의시장확대예상 4. 多부처에서항공산업지원책마련으로기회증대 1. 유럽발경제위기의재도래로인한항공운송수요침체우려 2. 대형여객기분야는보잉과에어버스로시장고착화 3. 중형기시장은엠브레어와봄바르디어주도하에중국, 일본등도전 4. 배출가스, 구조재료등에대한환경규제심화 382

389 전략제품현황분석 다. 시장현황/ 전망분석 세계항공우주시장규모는 11년기준으로약 4,000 억달러규모이며, 20년약 6,000 억달러 규모로성장할것으로전망 부문별로살펴보면 10년민항기부문이 1,320 억달러, 부품/ 장비부문이 960 억달러, MRO 부문이 1,200 억달러, 군용기부문이 482억달러를기록 민항기와 MRO 분야가 10년전체항공산업중에서약 60% 가량을차지하고있으며, 특히 민항기는전체항공산업중에서 민항기와 1/3가량을점유 MRO 다음으로부품 / 장비가많은부분을점유하고있으며, 향후가장빠르게성장할것으로기대 2020년에도민항기부문과 MRO 부문이높은비중을차지할것으로예상되며, 부품/ 장비역시 빠르게성장하여민항기및 MRO 분야과비등한시장을형성할것으로기대 부품/ 장비부문은 10년간약 750억달러가증가하여 1,710 억달러규모의시장을형성할것으로기대 민항기분야는 10년간약 1,624 억달러로가장빠르게성장하여 20년의시장규모도약2,944 억 달러로서가장큰비중을유지할것으로예상 군용기분야는지속적으로항공산업에서그비중이감소할것으로예상되나, 세계정세의변화에따라 그성장이변화될것으로보이며특히, 동북아의정치적긴장관계의변화방향에따라국내수요의 변화가클것으로예상 완제기시장만을살펴보면민항기(Civil aircraft) 분야에서는대형여객기의규모가압도적이며, 군용기의경우는민간과비교하여상대적으로무인기의비중이높게나타나는실정 완제기시장은 10년약 1,802 억달러수준에서 20년약 3,678 억달러수준으로연평균약 7.4% 의성장을보일것으로예상 민수시장에서대형여객기는 10년민수항공기중약 77% 에서점유하고있으며, 2020년에도약 81% 수준을유지할것으로예상 상대적으로비중이낮은중형여객기와민수무인기시장은 2020년까지비교적높은성장세를보일 것으로예상되며, 특히민수무인기의경우 10년간 10배로시장이성장할것이라기대 민수시장보다성장이더딘군수분야의경우도민수분야에서처럼무인기분야의성장세가두드러질것으로 예상되며, 2020 년에는군수완제기시장중에서무인기가약 25% 가량을점유하게될것으로추정 2011년매출액기준으로주요국의항공우주산업규모를살펴보면상위 8개국의항공우주산업 매출액이 3,865억불로세계시장의약 90% 차지 세계항공우주산업의최강국인미국이 높은점유율차지 43% 이상을차지하고있으며, 프랑스와영국, 독일순으로 이들상위 4개국의시장점유율합계는 72.4% 로과점이이루어지고있으며, 선진국은기술개발을 383

390 항공시스템 항공기기체구조 한층강화하여신규진입국가에대한우위를유지 우리나라의항공산업의장기적인육성을위하여완제기생산및설계능력확보를통한완제기 시장진입방안수립이중요 단기적으로는부품및 MRO 시장에서경쟁력을강화하여시장점유율확대방안고려 미래유망산업이며틈새시장인무인기분야의기술도추가로확보하여세계시장에진입할수있는 교두보를확보하는것도중요 항공기시장은 1990 년대초반냉전구조붕괴로군수요가감소하여군수일변도의시장구도가군수와 민수중심의시장구도로전환되는중이며, 완제기시장에서민항기는 2010 년이후 10년간연 8.6% 내외의성장세를그리고군용기는그보다낮은 4.3% 의연평균성장률을보일것으로예상 2010 년세계완제기시장에서민수부문은약 1,320 억달러로서약 482억달러수준인군수 분야대비약 2.7 배규모를보였으며, 향후이러한민수중심의구도는더욱공고해질것으로예상 세계시장의 47% 를점하는미국항공기산업의경우, 1980 년대중반까지군수위주였으나 1988 년을 기점으로민수위주의생산으로전환되어 1998 년에는군수對민수비중이 40:60 으로변화하였으며, 점차적으로민수의우위가공고해지고있는실정 2020년세계완제기시장중민수부문은약 1,843 억달러로서군수부문의약 3배규모로성장할 것으로예상 [ 항공기기체구조시장현황및전망 ] ( 단위: 억원/ 백만달러) 구분 년도 시장규모 성장률 (%) (2012~2017) 국내시장기타부품 1,479 1,616 1,797 1,932 2,113 2, % 세계시장 기체구조 % 기타부품 % * 자료: 국내항공우주통계, 한국항공우주산업진흥협회 384

391 전략제품현황분석 [ 국내항공기분야수급현황및전망 ] ( 단위: 백만달러) 구분 성장률 (%) 공급 수요 생산 (A) 2,697 3,606 4,191 5,224 6,513 8, % 수입 (B) 3,862 3,812 3,785 3,747 3,710 3, % 내수 (C) 5,193 5,766 5,974 6,408 6,872 7, % 수출 (D) 1,366 1,652 2,002 2,424 2,934 3, % 계 (A+B+C+D) 6,559 7,418 7,976 8,795 9,699 10, % * 자료: 항공우주산업통계 (2014), 한국항공우주산업진흥협회, 2012~2014 년간연평균성장률지속가정 라. 공급망( 분류) 에따른분석 세계업체및제품현황 100석급이상대형여객기의수주잔량은 2009 년에는 6,913 대로전년도의 7,429 대보다 감소하였으나이후증가하여 2011 년에는 8,486 대로역대최고수준의성과를기록하고있으며, 앞으로도각사별로단계적인생산능력확대와일정조정이주요이슈로부각될것임. Airbus 와 Boeing 이복점하고있는상황에서 Bombardier 와 Comac 이각각 133대와 145대를 신규로수주하여대형항공기시장에서의입지를확보해나가고있음 Airbus 와 Boeing 의 2011 년순 수주대수는 특히 2,224 대로서고유가추세및탄소배출권거래로인하여기존항공기에대해연료절감 및탄소배출저감기술의일환으로항공기에 Wing Tip Device 를장착하여날개의공기역학적인 성능개선을통한연료절감과탄소배출을저감시키기위해기체구조물에복합소재적용이대세 중형여객기시장은크게리저널젯시장과터보프롭기시장으로구분되는데, 리저널젯시장은 Bombardier 와 Embraer 가터보프롭기시장은 ATR과 Bombardier 가주도하고있으며현재 70석 급을넘어 90~100 석급이상이주요시장으로등장하고있으며특히, 국제유가가급등한 2000 년대 말이후리저널젯시장은 90석급이상으로급격히이동 Bombardier 는리저널젯시장에서의경험을바탕으로 120~150 석급인 C-series 를개발하여 리저널젯과대형기사이의틈새시장을공략계획중 국제유가급등이후경제성이좋은터보프롭기에대한선호도가증가하였으며, ATR과 Bombardier 모두차세대터보프롭기개발을표명 주요제작업체인 그러나 Alenia와 Airbus의자회사인 ATR은모기업의관심및개발여력부족으로신형기에대한 개발승인을받지못하고있으며, Bombardier 역시중형기개발에집중하기어려운상황 385

392 항공시스템 항공기기체구조 중국(Xian) 과러시아 (Antonov) 도터보프롭기를제작하고있으나세계시장에서의영향력은미미 1990 년대중반이후리저널젯이각광을받으며중국, 일본, 러시아등이상대적으로진입장벽이 낮은리저널젯시장을통하여민수고정익시장에진입계획 근래고유가의영향으로리저널젯의대형화추세가이루어지고있으며기존 터보프롭이점유 70석급이하시장은 국내업체및제품현황 헬기부문은 80년대 500MD 조립생산을시작으로하여, KUH 사업까지이어지고있으며, 향후 한국형경공격헬기개발까지착수될예정 헬기부문은 1980 년대대한항공이휴즈사의 500MD 경공격헬리콥터를조립하기시작하여현재까지 307 대를생산. 대한항공은 1991년부터시콜스키 UH-60P 의면허생산을시작하여, 1차생산분 81 대, 2차생산분 57대를생산하였으며 1996 년 10월통산 100 대째를한국육군에납품하였고, 최종비행기의 납품은 1999 년에완료 2005 년에는 KUH(Korean Utility Helicopter) 사업이착수되어, KAI, 국방과학연구원, 한국항공우주연구원의 주관하에체계개발및구성품국산화사업이시작. 초도양산은 24 대이며, KUH 개발성공으로세계 11 번째헬기개발국가로발돋움. 다양한민수/ 군수파생형을염두하여개발하였으며, EADS 와공동마케팅 회사를설립하여세계중급헬기시장진입을계획. 향후민수용으로경찰청에수리온헬기 2대계약을 하여인도예정 민간항공기분야는 1980년대중반이후부터군용사업의 off-set 이나, 민수사업의대응구매등선진 항공기제작사와다양한부품수출사업도병행 민수용완제기개발은창공-91 및까치호등과같은소형항공기급을중심으로개발을진행 2000년대들어서는스마트무인기와같은차세대항공기에대한연구개발을시작 1990 년대이후국방과학연구소와대우중공업 ( 현한국항공 ) 이군용도의저고도단기체공전술무인헬기를개발 민간부문에서는한국항공우주연구원의수직이착륙스마트무인기와함께대한항공의근접무인기등의 개발이진행 386

393 전략제품현황분석 무인비행선부문에서는한국항공우주연구원이 93 년지상관측용무인비행선을개발하여 93대전엑스포 기간중운용하였으며, 2003 년에는길이 50m 의초대형무인비행선인성층권비행선개념검증 (Proof of Concept) 기의시험비행에성공. 특히무인기부문은 IT에강점이있는우리나라가특화기술을통해 국제경쟁력을확보할수있는분야로지목되면서유망사업으로각광받고있음. 성층권비행선사업은 지상 20km의성층권에 200m 크기의거대한비행선을띄워통신중계 기상이변및산림 감시 공중조기경보체계구축등용도로활용하려던계획이었으나, 문제로개발이중단된상태 개념검증기개발이후기술상의 기체부품, 엔진, 보기 소재등주요핵심부품에대한연구개발이이루어지고있는중 상용기의기체부품부문에서 KAI는 A320 의동체프레임, B787의 Wing-rip, B757/B767 의 Trailing Edge, B777 의윙프레임등을제작해왔으며, 1998년부터 A320 이외에 A330과 A340의주날개나 동체부품도제작중 대한항공은 A350 대형민간항공기화물용 Main Door 를국내독자로개발하였으며, 美 FAA인증을 통한수출계약을체결하였음. 또한 B787 APU Door 도생산중에있으므로, 복합소재 Door 류의 추가수주예상 KAI 는 A350 XWB Wing-rib 을독자적으로개발하여수출계약을체결하였으며, 추가적으로날개구조물 WBP 의독점계약을체결 대한항공은보잉사가주도하는차세대여객기인 개발사업 (250 석내외) 에대해약 500~ 600억 원의개발비를투자하여참여중이며또한파생형인 320석급의 B787-3, 280석급의 B787-9 개발 사업에참여하였으며, 주요참여분야는동체구조물및스트링거, 윙팁, 후방동체등 6 개분야임. 참여기간동안 B787-8 대비약 50% 가증가한 900~ 1,000 억원규모투자예정으로, B-787 시리즈의향후판매규모는현재 B787-8 의확정수주 ( 월말현재) 가 820 대이며, 파생형인 B787-3 및 B787-9/10 이 950대로추정 KAI는유럽의에어버스와 A350-XWB(Extra Wide Body) 개발사업에참여중이며, KAI가동 사업에참여하는분야는동체부품, 날개부품등이며일부분야에서 Tier 1 의지위확보. 개발기간은 2007년말에기본설계에착수하여 2013 년에완료예정으로, KAI가참여하는총 개발비용은약 2,200 억원으로추정 한국항공우주 (KAI) 는유럽의에어버스와 A320 주익하부구조물개발사업에참여예정. 개발기간은 2013~2025 년동안으로, 4,000 대이상생산예정. 단일규모최대민수사업으로 1조 3천억원 이상의매출발생이예측되며, 연간 5,000 명이상규모의신규일자리창출및중소협력업체에 안정적대형민수물량제공으로국내항공산업의발전및역량과위상상승가능 387

394 항공시스템 항공기기체구조 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 항공기기체구조 주요내용구조소재연료계통유압계통이차동력계통착륙계통환경계통엔진 주요제품/ 기술구조단품연료구성품유압구성품 이차동력구성품 착륙구성품 환경구성품 엔진및구성품 해외기업 Vought, 미쯔비시 GKN EATON PARKER GE, PW, R-R GKN MD, APPH EATON GE, PW, R-R 국내기업 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 KAI 한화 한화 삼성테크윈 위아 삼성테크윈 아스트 두산모트롤 한화 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도( 업체수, 비율등) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계:, 중간단계(,, ), 높은단계: ) 388

395 전략제품현황분석 3. 기업니즈조사 체계종합분야의경우고유가시대로인해고효율및친환경에대한플랫폼개발이요구되어, 대형기는복합재항공기로기술이이동하고있는추세 국내에서도 RSP를조건으로 A350, B787 항공기의주날개및동체에대한복합재설계에참여 국내에선중형항공기개발에연료소모율이적은터보프롭항공기개발로추진중 중형항공기개발에제트엔진이아닌연료소모율이적은터보프롭엔진의 공동개발로추진중 90석급항공기를국제 고성능스텔스기및경공격헬기 / 민수헬기개발추진 고성능스텔스기능의차세대전투기의소요로 경공격헬기및민수헬기의탐색개발도추진중 KFX 탐색개발이착수되었으며플랫폼을공유하는 최근비행체추진기관의개발패러다임은기존형식엔진의친환경, 고효율화및다양한동력원을 이용한미래비행체탑재용추진시스템개발 선진엔진제작사를중심으로기존엔진시스템친환경및고효율화를위해새로운개념의엔진통합 및핵심구성품의고성능화를추진하고있으며, 연구기관과의공동연구를통해전기동력추진, 고속추진기관같은미래비행체용추진기관의상용화개발에도적극적으로참여 기체소재는고유가등의시장환경변화에따라탄소섬유계열의복합재를이용한고효율 /light weight 쪽으로급격한발전이이루어지고있는중 서방선진국의대중국기술보호조치 ( 기술노출예방) 등의사유로인해매우제한된신소재 / 신공정분야의 기체소재기술정보가공유되고있음. 특히, 군수분야에서는스텔스 / 무인기에연관된기체소재분야의 발전이활발 기체소재는대형메이저제작사(Boeing/Airbus/Lockheed Martin 등) 의글로벌아웃소싱추세 정치적으로부담이없으면서기술능력이뛰어난국가나업체에 하는흐름이강하고, 이는우리에게기회로다가오는것으로분석가능 risk share 파트너로활용하고자 389

396 항공시스템 4. 기술분석102) 항공기기체구조 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 항공기기체구조의대상특허 1,245 건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 2008년이후 전체적으로감소하는경향을나타내고있으며, 미국에서가장많은특허가출원된것으로분석 출원규모에있어서는미국이 769(62%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서유럽이 302(24%), 일본 114(9%), 한국 60(5%) 의출원점유율을나타내는것으로분석 항공기기체구조분야는특허출원경향이미국과유사하게나타나는것으로분석되며, 이는기술분야 전체를미국이특허출원을주도하고있는것으로분석 [ 항공기기체구조의국가 연도별출원동향 ] 102) 최근 7 년간(2008 년 1 월 ~ 2014년 6 월) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임 390

397 전략제품현황분석 항공기기체구조의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 높고프랑스국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석 전체적으로미국특허의비중이 미국, 일본, 유럽모두프랑스국적의 AIRBUS(FR) 가최상위출원인으로도출 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 391

398 항공시스템 항공기기체구조 (2) 국내동향 항공기기체구조의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2010년에감소하였다가이후 증가하였고최근감소 103) 하는추세를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는 2009년이후 증가하는추세를보이고있는것으로분석 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 77%, 외국인 23% 로한국인의특허출원비율이높아 기술자립도가높은것으로분석 출원인을구분하면대학/ 연구소 / 공공기관의특허비율이 45% 로가장높았고, 해외출원인이 23% 로 그뒤를이었으며, 대기업이 17% 그리고개인과중소기업 104) 이각각 10%, 5% 로분석되어 항공기기체구조분야는대학/ 연구소 / 공공기관중심의기술기반을마련하고있다고판단 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인/ 출원인출원비율 ] 103) 출원일로부터 18개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 104) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업( 대기업으로정의) 외기업 392

399 전략제품현황분석 항공기기체구조의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학/ 연구소/ 공공기관이대기업이나 중소기업보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학/ 연구소/ 공공기관에서는한국항공우주산업 (KR) 이 17 건으로최다출원을기록하고있음. 대기업에서는 금호타이어 (KR) 가최다출원인으로분석 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 393

400 항공시스템 항공기기체구조 나. 기술군도출 항공기기체구조전략제품의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법(Scientometrics 기법) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 또한항공기기체구조전략제품의특허데이터기반의특허분류체계기술트리작성을통해 데이터마이닝으로누락될수있는요소기술후보군을추가도출 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 항공기기체구조의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 요소기술후보군을도출 15개의 제품별 dataset 구축 : 항공기기체구조관련특허/ 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1 차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 105) 가상위 30% 에 해당하는키워드를대상으로 1차추출 2 차클러스터링 : 1차2클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를차 추출( 고연관도기준은연관도수치 106) 가 2 이상인클러스터로제한) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드를나타내는원과키워드 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드로 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 연관도를나타내는 105) 빈도수(tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 106) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 394

401 전략제품현황분석 [ 항공기기체구조에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 engine, nacelle 10~29 1. NACELLE FOR AN AIRCRAFT ENGINE 2. Inlet section of an aircraft engine nacelle 3. Aircraft engine nacelle inlet having access opening for electrical ice protection system 4. NACELLE FOR AIRCRAFT ENGINE HAVING A NOZZLE WITH A VARIABLE SECTION 클러스터 02 landing, gear, wheel 12~23 1. Wheel Bearing of an Aircraft Landing Gear 2. METHOD FOR DETERMINING RELATIONAL SPEED AND POSITION IN AN AIRCRAFT EQUIPPED WITH A LANDING GEAR DRIVE WHEEL 3. Device and method for a rotation of the wheels of the landing gear of aircraft 클러스터 03 aircraft wing, spar, rib 10~19 1. Parameterization of curvilinear spars and ribs for optimum wing structural design 2. Parameterization of curvilinear spars and ribs for optimum wing structural design 3. Aircraft rib-spar joint 395