발간등록번호 경기농업 FOCUS 2015 첨단농업 과학농업 농업의 미래를 열어가는 U-경기농업기술 01 무인항공기, 쌀 농업을 띄운다 - 무인항공기의 농업적 이용현황 및 경제성 정구현 이진홍 전명희 박인태 작물연구과 경기도 화성시

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매리 강
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1 발간등록번호 경기농업 FOCUS 2015 첨단농업 과학농업 농업의 미래를 열어가는 U-경기농업기술 01 무인항공기, 쌀 농업을 띄운다 - 무인항공기의 농업적 이용현황 및 경제성 정구현 이진홍 전명희 박인태 작물연구과 경기도 화성시 병점중앙로 Tel_ Fax_ 항공기표지0526.indd 2-3 작물연구과 오전 11:56

2 무인항공기, 쌀농업을띄운다 - 무인항공기의농업적이용현황및경제성 - 정구현 이진홍 전명희 박인태 목차 Ⅰ. 무인항공기의개념및분류 3 Ⅱ. 국내농업용무인헬기보급및이용현황 5 Ⅲ. 경제성분석 9 Ⅳ. 결론및제언 11 작물연구과 농업경영연구결과및당면현안과제분석중정책, 지도, 연구자료로활용할수있는것을간략히정리하여, 신속하게활용할수있도록 경기농업 Focus 를발간배포하고있습니다. 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 1

3 2 _ 무인항공기의농업적이용현황및경제성

43,460ha, 14 년 174,567ha 로증가하여전체벼재배면적 933,615ha 의 18.7% 를차지함.

8%, 기관 1% 의순이었음. 경기도는 24 대가보급되었으며, 13 년 14 대에서 14 년 24 대로급격히증가하였고그중단위농협에서 12 대를운용하고있음.

한편광역방제기방제의년간총비용은 39,227 천원으로이를 ha 당비용으로계산하면 56,037 원임.

손익분기규모는무인항공방제 561ha, 광역방제 386ha 임. 14 년보급된무인헬기의대당방제면적은 753ha 였음.

4 요약 소형무인헬기의농업적이용이꾸준히확대되고있음. 농업용무인헬기는 06 년 15 대에서 10 년 97 대, 14 년 232 대로꾸준히증가하고있으며, 방제면적도 06 년 9,140ha 에서 10 년 43,460ha, 14 년 174,567ha 로증가하여전체벼재배면적 933,615ha 의 18.7% 를차지함. 지역별로는전남이 76 대, 충남, 전북이각각 40 대, 36 대를차지하였으며, 소유주체는회원농협이 166 대 72% 를차지하였고영농조합법인 19%, 기업단체 8%, 기관 1% 의순이었음. 경기도는 24 대가보급되었으며, 13 년 14 대에서 14 년 24 대로급격히증가하였고그중단위농협에서 12 대를운용하고있음. 소형무인헬기를이용한항공방제는경제적타당성이있는것으로분석됨. 무인헬기방제에소요되는년간총비용은 52,524 천원, ha 당환산비용은 75,034 원으로분석되었음. 한편광역방제기방제의년간총비용은 39,227 천원으로이를 ha 당비용으로계산하면 56,037 원임. 무인헬기방제의주요투입비용은감가상각비와보험료였으며, 보험료를현재의 1/3 로낮추면광역방제기와비슷한 60,748 원 /ha 의비용을보임. 손익분기규모는무인항공방제 561ha, 광역방제 386ha 임. 14 년보급된무인헬기의대당방제면적은 753ha 였음. 농업인구의감소와고령화, 현관행방제작업의노동집약적, 비효율적인면을고려할때소형무인헬기등을이용한집단방제는지속적으로증가할것임. 무인헬기를이용한방제작업은작업자의노동강도를완화하고소규모정밀방제, 환경과소음대책이타방제방법에비해양호하여정책적으로확대할유인이충분함. 넓은평야지역의집단방제에는조작이간편한광역방제기운용이효율적일수있으나구획이소규모이고친환경재배와일반재배가혼재되고주거지역과밀접한재배지역등방제조건이열악한지역에서는무인헬기를이용한방제가효율적임. 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 1

5 경기농업 FOCUS 무인헬기의농업적활용을확대하기위해서는다음과같은사항에대한검토와개선이요구됨. 도입및운영비용절감 : 도입및운용비용절감을위해보다가격이저렴한무인헬기의개발및도입을추진하고, 운용중의사고를줄여보험료를낮출필요가있음. 무인헬기용농약시험촉진및품목등록확대 : 무인헬기용농약은살균제 37 종, 살충제 29 종, 제초제 18 종등모두 89 종임. 생장조절제, 4 종복비등다양한품목의농약등록이요구됨. 다양한활용방법개발 : 무인헬기의활용이주로수도작병해충방제에치우쳐있어손익분기면적을확보하지못하는경우도있을수있음. 과수, 채소등타작목에대한방제기술개발과종자파종, 비료시용등을통해적정작업면적확보가요구됨. 효율적인방제체계구축및헬기운용정보공유 : 작업효율성과방제효과의극대화를위해지역단위방제체계를구축하는한편, 헬기의보유및운영정보를공유하여이용효율을높이는방안이필요함. 2 _ NEXT 농업, 웰빙고구마의미래

6 Ⅰ. 무인항공기의개념및분류 무인항공기의개념 무인항공기 (Unmanned Aerial Vehicles:UAV) : 조종사가탑승하지않고원격으로통제되는항공기 - 기내에탑재된센서및컴퓨터를이용하여지정된경로를따라비행하면서임무를수행하는항공기를지칭 - UAS(Unmanned Aircraft System), RPV(Remotely Piloted Vehicle) 로불리기도함. UAS(Unmanned Aircraft System) : 무인항공기는그자체만으로는임무를제대로수행할수없고지상 통제장비, 통신장비등과같이작동하게되므로이를통칭하는명칭 - Drone( 드론 ) : RPV, UAV 등사람이탑승하지않은비행체 당초군사적목적으로개발되어 1 차세계대전중대공포사격연습용표적물이나비행폭탄으로사용되었으나오늘날에는농업방제용헬리콥터, 무인촬영등과같이민간용으로그영역이넓어지고있음. - 국내항공법령에의하면무인항공기는총이륙중량 150kg 이상자율또는원격조종항공기, 이보다작고 12kg 이상인비행체는무인비행체라함. 무인항공기의종류 고정익무인항공기 - 추력발생장치와양력발생장치가분리되어전진방향으로기속을얻으면고정된날개에서양력을발생하여 비행을하게되는데, 그구조가단순하고고속, 고효율비행이가능 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 3

7 경기농업 FOCUS - MAV (MICRO AERIAL VEHICLE) 라고불리는초소형무인항공기부터 GLOBAL HAWK 나 HELIOS, 수십미터의 날개폭을갖는대형항공기까지그크기에있어매우큰차이가있음 회전익무인항공기 - 비행효율, 속도, 항속거리등에있어서고정익보다불리하나수직이착륙및정점체공이요구될경우가장 적절한항공기형태 - 회전익항공기는고정익기에비해기본적으로불안정하고, 정지비행을자동으로하려면기체의속도및 위치를정확히측정해야하므로고정익기보다고가, 정밀한항법센서가요구됨. - 헬리콥터형태의회전익무인기에는유인기와마찬가지로메인 - 테일로터를가진형태, 동축반전식, INTERMESH 방식등이있음 - 회전익무인기중에는 DUCTED FAN 방식도있는데, 로터가덕트안에위치하여회전하면서 TIP VORTEX 손실이줄어추력및로터효율이증가하며로터가외부환경에서보호되고, 시가지와같은지역에서의 운용이가능 - 회전익무인기에는여러개 ( 특히 4 개 ) 의로터를대칭으로배치한 MULTI-ROTOR 방식의무인기가있으며, 이중 4 개의로터로구성된 QUADROTOR 가가장널리사용됨. - 헬리콥터의가장큰단점중하나는최고속도가일반적으로 200 노트미만으로고정익기에비해매우 느리다는점 이용분야 광고, 산불및산림감시, 화물수송, 어군탐지, 기상탐지, 빙하및강설량측정, 통신중계, 지도제작, 보트경주등의스포츠이벤트촬영, 환경감시및연구수행, 밀수감시, 해상교통감시, 농업용 ( 파종, 비료살포, 방제등 ) 세계최대온라인유통업체인아마존은색다른모집공고를게시 드론 ( 무인항공기 ) 택배기사를모집합니다. DHL 은 14 년 9 월세계최초로실제소포를드론을통해배송 한국전력은무인기를이용하여송전탑점검 4 _ 무인항공기의농업적이용현황및경제성

8 Ⅱ. 국내농업용무인헬기보급및이용현황 농업용무인헬기제원및작업능력 고정익및회전익항공기를이용한병해충방제및시비등유인항공농작업은일반적으로널리이용되고있으며최근들어서는무인헬기를이용한농작업이증가추세에있음. 국내에서는무성항공등 3 개업체에서농업용무인헬기를수입또는자체제작하여시판중에있으며무성항공에서수입판매하는 R-MAX 기종이가장많이보급되어있음. - 3사에서판매하는무인헬기의자체중량은 63 83kg으로 1인이조작가능하며약제적재량은 16 20L, 1회비행시간은 1시간 1시간 20분임. 국내법상으로농업용무인헬기는무인비행체 (150kg 미만 ) 로분류됨. ( 표 1) 기종별주요제원 성능기체엔진 구분 R-MAX ( 무성항공 ) REMO-H ( 성우엔지니어링 ) X-COPTER ( 원신스카이텍 ) 자체중량 64kg 63kg 83kg 최대이륙중량 94kg 120kg 120kg 약제적재량 16 L 20( 최대30) L 20L 최대속도 90km/h 60km/h 이상 120km/h 실용작업거리 200m 500m 500m 1회비행시간 1시간 1시간 1시간 20분 조종모드, 주파수 Mode Ⅱ / 72MH Mode Ⅰ/ 2.4GH Mode Ⅰ 주날개직경 3.12m 3.2m 3.3m 전장 3.63m 3.57m 3.65m 전폭 0.72m 0.75m 0.75m 전고 1.08m 1.03m 1.18m 종류 ( 수냉식 ) 2사이클수평대향 4사이클로타리식 4사이클로타리식 배기량 246cc 294cc 294cc 최대출력 21마력 40마력 40마력 시동방식 기체시동 원격시동식 원격시동식 휘발유소모량 7L/h 10L/h 8L/h 판매가격 ( 천원 ) 187, ,000 - 자료 : ( 사 ) 한국농업무인헬기협회 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 5

9 경기농업 FOCUS 농업용무인헬기작업능력 - 국내에가장많이보급된 R-MAX 기종을중심으로살펴보면무인헬기 1회비행의 15분동안 2ha의작업능률을보여약제교환시간을포함하여시간당 6 7ha 방제가가능 (50ha/ 일 ) 하며농약은 1 : 10정도의고농도로희석하여 ha당 8L의혼합액을살포함. - 살포작업을위해서는조종사, 부조종사와현지살포지역을잘아는작업관리자등 2 3인이필요함. - 무인헬기는유인기에비하면비용은높지만적기방제, 소규모정밀방제, 환경과소음대책이비교적양호하며또한안전성이뛰어남. - 무인작업으로작업자의농약중독을회피하고노동부담을경감할수있고고도가낮고살포량이적어서농약량절감과정밀방제가가능 ( 표 2) 무인헬기작업능력 (R-MAX) 1일작업능력 50ha 비고 1회살포능력 / 소요시간 2ha/15분 1시간당살포능력 6 7ha 약제교환시간포함 살포폭 7.5m/3.7m 비행중변경가능 표준살포고도 3 4m 표준살포속도 표준살포속도 15 20km 500m 약제적재량 16L 8L 2개 ha당살포량 8L 1회급유량 / 비행시간 7리터 /60분 적재하지않을경우 전장실용작업거리 / 전파도달거리 m/500m 작업필요인원 2 3명 조종사, 부조종사, 작업관리자 내구연한 1,000시간 판매가격 187백만원 ( 표 3) 방제기기별작업특성비교 구분 ha당살포량 희석배수 1일작업량 비산거리 작업종사자 동력살포기 많다 (1,000~1,500L) 1,000~1,500배 낮다 (4~5ha) 적다 중간 (2~3명) 무인헬기 적다 (8~10L) 8~14배 높다 (40~60ha) 적다 중간 (2~3명) 유인헬기 적다 (8~10L) 원액 ~60배 매우높다 (100~400ha) 많다 많다 (3~4명) 광역방제기 많다 (1,000~1,500L) 1,000~1,500배 중간 (10~20ha) 많다 많다 (5~6명) 출처 : 일본농림수산항공협회 6 _ 무인항공기의농업적이용현황및경제성

10 농업용무인헬기보급및이용현황 국내에는무성항공 ( 주 ), 성우엔지니어링 ( 주 ), 원신스카이텍 ( 주 ) 3 개사에서수입또는제작판매하고있으며 14 년까지총 237 대가보급되어그중 5 대가내구년한경과로말소되고 232 대가운영중임. - 년도별로는 06 년 15 대에서 10 년 97 대, 14 년 232 대로꾸준히증가함. - 방제면적도 06 년 9,140ha 에서 10 년 43,460ha, 14 년 174,567ha 로증가하였으며이는전체벼재배면적 933,615ha 의 18.7% 임. 지역별로는전남이 76 대, 충남, 전북이각각 40 대, 36 대를차지하였으며, 소유주체는회원농협이 166 대 72% 를차지하였고영농조합법인 19%, 기업단체 8%, 기관 1% 의순이었음. - 경기도는 24 대가보급되어있는데 13 년 14 대에서 14 년 24 대로급격히증가하였으며그중단위농협에서 12 대를운용하고있음. 일본에서는무인항공방제기술이널리활용되어 2,458 대 (2012 년 ) 의무인헬기가보급되어 1,007 천 ha 의면적에방제를실시하였음. 농업용무인헬기는국내항공법상초경량비행장치중무인동력비행장치 ( 자체중량이 150kg 이하인무인비행기또는무인회전익비행장치 ) 로분류되며비행을위해서는조종사자격을획득하고비행시마다비행계획승인을받아야함. 현재까지농업용무인헬기의주활용용도는벼병해충방제이며최근들어볍씨파종, IRG 파종등종자파종과비료살포등도일부시도되고있음. ( 표 4) 년도별농업무인헬기보유현황 구분 2006년 2008년 2010년 2012년 2013년 2014년 경기 강원 충북 충남 (2) 전북 (3) 전남 경북 경남 제주 헬기대수 15대 50대 97대 151대 183대 232(5) 방제면적 (ha) 9,140 11,600 43,460 85, , ,567 조종자격자 ( 명 ) 자료 : ( 사 ) 한국농업무인헬기협회 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 7

11 경기농업 FOCUS ( 표 5) 국내지역별소유주체별농업무인헬기보급대수 ( 임시자료 ) 현재 구분 회원농협 영농법인 기관 기업 합계 방제면적 (ha) 비고 경기 ,281 강원 ,138 충북 ,473 충남 36(1) 3 1(1) - 40(2) 26,488 전북 31(3) (3) 25,492 전남 ,384 경북 ,883 경남 ,428 제주 ,000 계 166(4) 45 3(1) (5) 174,567 ( ) 말소 백분율 (%) 업체별 무성항공 194, 성우엔지니어링 40, 원신스카이텍 3 자료 : ( 사 ) 한국농업무인헬기협회 ( 14년임시자료 _ 미확정자료 ) ( 표 6) 일본의농업무인헬기보유현황 구분 2004년 2006년 2008년 2010년 2012년 헬기대수 ( 대 ) 2,005 2,194 2,381 2,380 2,458 방제면적 ( 천ha) ,007 조종자수 ( 명 ) 10,719 12,005 13,065 14,020 14,967 자료 : ( 사 ) 한국농업무인헬기협회 ( 표 7) 농업무인헬기용농약의 ( 한 일 ) 등록품목수비교 구분 한국일본 증감 증감 살균제 살충제 살균 살충제 제초제 생조제 계 ( 품목 ) 자료 : ( 사 ) 한국농업무인헬기협회 8 _ 무인항공기의농업적이용현황및경제성

12 Ⅲ. 경제성분석 농업용무인헬기를이용한병해충방제는농촌노동력의부족을해소하고앞서살펴본타방제기기의단점을탈피하여생력적인정밀농업의가능성을보여줌. - 일반관행방제기에비해시간당방제면적이넓으며유인항공기와광역방제기에비해정밀한방제능력을보유하고소규모지역방제작업에우위를가짐. 특히주거지역에인접하고친환경농업지역과일반재배지역이혼재하고다양한작물이재배되는지역에서의선택적방제에유리하여경제성을확보하면빠르게보급이확산될수있음. 국내에가장많이보급된무성항공 ( 주 ) 의 R-MAX 기종과비교기기로는광역방제기 (HSU2500Ⅵ) 를대상으로경제성을분석함. 광역방제기의경제성은남양주농업기술센터의 14 년공동방제현황과판매업체의제시자료를근거로 분석함. - 우성항공의 R- MAX 기종의구입가격은 1 억 8 천 7 백만원, 광역방제기 HSU2500Ⅵ 는 1 억 4 천 60 만원이었으며, 중부지방의년간방제가능일수 57 일중에서방제적정일수를 20 일로잡고년간 방제면적 700ha 를기준으로분석함. - 무인헬기방제에소요되는년간총비용은 52,524 천원, ha 당환산비용은 75,034 원으로분석되 었음. 한편광역방제기방제의년간총비용은 39,227 천원으로이를 ha 당비용으로계산하면 56,037 원임. - 무인헬기방제의주요투입비용은감가상각비와보험료였으며특히헬기운용시조종자 실수에의한사고가많아보험료가높은것이광역방제기에비해높은방제비용원인으로분 석됨. 보험료를현재의 1/3 로낮추면광역방제기와비슷한 60,748 원 /ha 의비용을보임. - ha 당용역방제비용 90,000 원과대비하여무인항공방제와광역방제기의손익분기규모를 시산하면무인항공방제기 561ha, 광역방제기 386ha 임. 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 9

13 경기농업 FOCUS ( 표 8) 무인항공방제와광역방제의비용분석 구분무인항공방제기 (R-MAX) 광역방제기 (HSU2500Ⅵ) 구입가격 ( 천원 ) 시간당방제능력 (ha) 년간운영시간 ( 시간 ) 년간작업면적 (ha) 감가상각비 187, , , ,818 자본이자 5,610 4,218 년간고정비용 ( 천원 ) 보험료 15, 수리비 5,000 8,436 소계 42,440 29,272 연료비 1, 년간변동비용 ( 천원 ) 인건비 9,000 8,000 소계 10,084 9,955 년간총비용 ( 천원 ) 52,524 39,227 ha 당총고정비용 60,629 41,816 ha 당비용 ( 원 ) ha 당총변동비용 14,405 14,221 ha 당총비용 75,034 56,037 ha 당농작업 ( 방제 ) 수입 ( 원 ) 손익분기규모 (ha) 90, , 방제기기의운송을위해서는운송용트럭이필요하나본연구에서는분석의편의를위해트럭운영비용을생략 하였고, 관리인건비등변동비용의일부도생략하였음. 무인항공방제기의수명은 1,000 시간으로년간 100 시간, 내구년한 10 년을기준으로고정비용을분석함. 10 _ 무인항공기의농업적이용현황및경제성

14 Ⅵ. 결론및제언 농업인구의감소와고령화, 현관행방제작업의노동집약적, 비효율적인면을고려할때소형무인헬기와광역방제기를이용한집단방제는지속적으로증가할것으로예상됨. 특히무인헬기를이용한방제작업은작업자의노동강도를현저히줄일수있고소규모정밀방제, 환경과소음대책이타방제방법에비해양호하여정책적으로확대할유인이충분함. - 넓은평야지역의집단방제에는조작이간편한광역방제기운용이효율적일수있으나구획이소규모이고 친환경재배와일반재배가혼재되고주거지역과밀접한재배지역등방제조건이열악한지역에서는무인 헬기를이용한방제가효율적임. 무인소형헬기 (R-MAX) 기종을기준으로연간약 560ha 의방제면적에서손익분기점을보였음. 무인헬기를이용한항공방제를보다효율적으로확대하기위해서는다음과같은사항에대한검토와개선이요구됨. - 경제성분석결과감가상각비와보험료가무인헬기운영비용의큰부분을차지하고있었음. 비용절감을위해 보다가격이싼헬기의개발및도입을추진하고, 보험료를낮출필요가있음. - ( 사 ) 한국농업무인헬기협회에따르면 13년협회등록헬기 183대의대형사고 ( 인사사고, 자손 600만원이상및농약잔류로농산물유통금지처분 ) 건수는 73건으로사고율이 40% 로매우높아년간대당보험료가 1,500만원임. 안전관리지침을강화하고, 조정 / 운영자의숙련도를향상시키고무인헬기의안전관련기술을개발하고성능을강화시켜보험료율을낮추거나정부의정책적지원을시행할필요가있음. - 농업무인헬기용농약은살균제 37 종, 살충제 29 종, 제초제 18 종등모두 89 종임. 생장조절제, 4 종복비등 다양한품목의농약과비료의살포및효과시험을실시하고등록품목의다양화가요구됨. - 농업용무인헬기의활용이주로수도작병해충방제에치우쳐있어지역에따라서는손익분기면적을 확보하지못하는경우도있을수있음. 과수, 채소등타작목에대한방제확대와종자파종, 비료시용등 다양한이용방법을개발하여적정작업면적를확보하는노력이필요함. - 작업효율과방제효과극대화를위해지역단위방제체계를구축하고무인헬기의보유및운영정보를 공유하여이용효율을높이는방안이필요함. 무인항공기, 쌀농업을띄운다 _ 11

경기농업 FOCUS 참고문헌 구영모외 6 인. 2006. 소형무인헬기를이용한항공방제기술 (1).

15 경기농업 FOCUS 참고문헌 구영모외 6 인 소형무인헬기를이용한항공방제기술 (1). 바이오시스템공학 31(2): 남양주농업기술센터, 2014, 2014 년병해충예찰및방제사업운영결과 ( 사 ) 한국농업무인헬기협회, 2014, 농업무인헬기를이용한병해충방제실무지침 _ 무인항공기의농업적이용현황및경제성

16 무인항공기, 쌀농업을띄운다

17 무인항공기, 쌀농업을띄운다무인항공기의농업적이용현황및경제성 감수 연구개발부장김희동 작물연구과장박인태

18 발간등록번호 경기농업 FOCUS 2015 첨단농업 과학농업 농업의 미래를 열어가는 U-경기농업기술 01 무인항공기, 쌀 농업을 띄운다 - 무인항공기의 농업적 이용현황 및 경제성 정구현 이진홍 전명희 박인태 작물연구과 경기도 화성시 병점중앙로 Tel_ Fax_ 항공기표지0526.indd 2-3 작물연구과 오전 11:56

일러두기

일러두기 목 차 1. 목적 2. 조사분석개요가. 조사자 나. 조사기간 다. 조사농가선정 라. 조사방법 마. 총수입및비용산정기준 (1) 주산물평가 (2) 부산물평가 (3) 종묘비 (4) 비료비 (5) 농약비 (6) 영농광열비 (7) 수리 () 비 - 5 - (8) 기타재료비 (9) 농기구, 영농시설상각비 (10) 수선비 (11) 임차료 (12) 노동비 (13)