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1 군용 무인항공기 비행안전성 증진을 위한 발전방안 연구 연 세 대 학 교 항 공 전 략 연 구 원

2 연 구 진 연구책임자 조보근 연세대학교 항공전략연구원 안보전략 센터장 공동 연구책임자 고심재 연세대학교 전문 연구원 공동 연구책임자 고준수 한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부 교수 연구원 정표수 연세대학교 항공전략연구원 부원장 연구원 이재우 건국대학교 공과대학 항공우주공학과 교수

3 목 차 [ 요 약 ] 1 [ 본 문 ] 19 제 I 장 연구개요 연구목적 19 제 II 장 군용무인기 일반 군용무인기 역사 군용 무인항공기 체계구성 군용 무인항공기 분류 및 운영개념 군용 무인항공기 안전에 관한 해외사례 및 분석 53 제 III 장 군용 무인항공기 종류 및 중량별 기술기준 분석 군용 무인항공기 기술 동향 군용 무인기 중량별 기술기준 분석 131 제 IV 장 개발단계별 군용 무인항공기 비행안전성 확보 절차 무인항공기 안전성 확보에 관한 국제적 동향 해외 군용 무인항공기 안전관리제도 개발단계별 비행안전성 확보 절차 군용무인기 운영단계 비행안전성 보강 개발단계별 군용무인기 비행안전성 확보절차 종합 227 제 V 장 군용 무인항공기 안전관리제도 개선 방향 군용 무인항공기 분야별 안전관리제도 개선 필요 분야 군용 무인항공기 분야별 안전관리제도 개선방향 안전관리체계 개선을 위한 제언 군용 무인항공기 안전관리제도 발전 로드맵 기대효과 및 연구결과 활용방안 i -

4 표 목 차 < 표 1 > ICAO Cir 328 Umannaned Aircraft System(UAS) 주요 내용 25 < 표 2 > 개발 중인 무인항공기 감항인증 기술기준 29 < 표 3 > 군용무인기의 역사 38 < 표 4 > 주요 항공선진국 정찰용 무인기 53 < 표 5 > 2012년 말 현재 세계 각국의 무인기 운영 또는 개발 현황 64 < 표 6 > 미국 군용 무인기에 대한 FAA COA 예 70 < 표 7 > EDA-ESA 간 DeSIRE 프로젝트 진행 현황 72 < 표 8 > 유럽 방위청의 유럽군용항공기감항요구도(EMAR) 개발 현황 73 < 표 9 > LTF 의 3가지 UAS 분류 및 운영제한사항들 (Comparison between the three UAS categories and the operational restrictions, derived from LTF ) 93 < 표 10 > LTF 의 UAS 사고율 요구도 (Top-Level Requirements extracted from LTF ) 95 < 표 11 > 규정들 간 서로 다른 고장 조건들 비교 (Comparison of different failure conditions.) 96 < 표 12 > STANAG 4671 대 STANAG 4703의 고장에 대한 등급 정의 102 < 표 13 > STANAG 4671의 matrix 형태 구조 133 < 표 14 > CS-VLA 대비 STANAG 4671 GCS 대비 STANAG 4703 비교 142 < 표 15 > CS-VLR급 회전익 항공기(+4671 C2 및 UCS) 대비 CS-LURS 감항인증 기술기준 비교표 144 < 표 16 > STANAG 4703의 고장등급, 확률 및 DAL 수준 요구도 152 < 표 17 > AC E의 고장 조건 및 수용 가능한 발생확률 153 < 표 18 > STANAG 4703의 안전수준 요구 예 155 < 표 19 > 군용무인기 형식별, 중량별 적용 기술기준 157 < 표 20 > 무인기 안전장비에 관한 기술기준 165 < 표 21 > 이태리 UAS 재난급 사고발생률 안전기준 178 < 표 22 > 한국과 미국의 군용항공기 획득절차 비교 184 < 표 23 > 기술성숙도평가(TRA) 업무지침(방위사업청 예규 제217호), 신개념기술시범 (ACTD) 사업 업무관리 지침(방위사업청 예규 제233호) (청색) 및 미 국방부의 정의 비교 ii -

5 < 표 24 > 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 업무규정의 비행안전관리 관련 내용 197 < 표 25 > STANAG 4671의 적용 한계 210 < 표 26 > MIL-HDBK-516B Expanded version( ) 시스템 엔지니어링(4장) 주요내용 217 < 표 27 > MIL-STD-881C의 군용무인기 WBS Template 예 223 < 표 28 > 군용무인기 중량별 적용 기준 및 주요 특성 iii -

6 그 림 목 차 < 그림 1 > 국제 항공안전 기관들의 무인기 로드맵 23 < 그림 2 > 유럽 민간 무인기 시장 예측 26 < 그림 3 > 국내 무인기 시장 예측 27 < 그림 4 > 전 세계 민간 무인기 시장 예측 27 < 그림 5 > STANAG 4703 ANNEX J의 대상 무인 비행체들 (충돌에너지 66J 미만) 및 무게/속도 충돌에너지 계산 예 31 < 그림 6 > 스마트 무인항공기 비행모드 39 < 그림 7 > 군용 무인항공기 체계구성요소 41 < 그림 8 > 단순 리모컨 통제 대비 대형 통제실 41 < 그림 9 > 미 국방부 UAS 그룹 분류 및 보유 현황( 현재) 44 < 그림 10 > 미 국방부 Roadmap 의 UAS 그룹 분류 도해 44 < 그림 11 > 미 국방부 Roadmap의 유인-무인 시스템통합 운영개념도 (Manned-Unmanned Systems Integration Capability (MUSIC) 49 < 그림 12 > 전세계 UAS 제작 국가들(UAS MANUFACTURING COUNTRIES) 54 < 그림 13 > 미 육 해 공군 감항인증 조직도 67 < 그림 14 > EDA의 현 감항인증 조직/절차와 통합 후의 간략화 된 조직/절차 71 < 그림 15 > 영국의 (구)감항인증 조직 및 규정체계 74 < 그림 16 > 영국공군 항공안전관련 기획서 및 규정 76 < 그림 17 > 150kg 이하급 UAS의 재난급 고장율에 대한 수용 한계 값 102 < 그림 18 > STANAG 4703의 고장조건 및 발생확률에 따른 수용방안표 (Matrix) 103 < 그림 19 > 미군이 운영 중인 150kg 이하 경량급 군용무인기들 112 < 그림 20 > 세계 각국의 군용 소형무인기들 112 < 그림 21 > Sky Eye R4E-50 (Group 3)와 Predator-B (Group 4) 113 < 그림 22 > 고고도 장거리 군용무인기인 Group 5에 속하는 Global Hawk 114 < 그림 23 > 미 DoD 로드맵 상의 UA 자율성 추세 (TREND IN UA AUTONOMY) 118 < 그림 24 > 미 DoD 로드맵 상의 프로세서 처리속도 발전 추세 (TREND IN PROCESSOR SPEED) 119 < 그림 25 > 미 DoD 로드맵 상의 프로세서 속도와 메모리의 관계 (RELATIONSHIP OF PROCESSOR SPEED AND MEMORY) iv -

7 < 그림 26 > 미 DoD 로드맵 상의 유인기 대 무인기 사고율 경향성 비교 (MISHAP RATE COMPARISON) 124 < 그림 27 > 미 DoD 로드맵 상의 UA 탑재장비 용량 대 체공능력 (UA PAYLOAD CAPACITY VS. ENDURANCE) 125 < 그림 28 > 민간 분야에서 개발 중인 다양한 마이크로 UAV들 126 < 그림 29 > 민수용 기체인 RMAX를 군용 정찰기로 개조한 Rotary Bat 무인헬기 127 < 그림 30 > 워싱턴포스트(WP)지가 분석한 미국 A급 드론 추락사고 분석 129 < 그림 31 > EASA 정책서의 항공기 형태별 충돌에너지 구분에 따른 분류 158 < 그림 32 > 이태리의 인구밀집지역 제한 없이 비행할 수 있는 UAS 재난급 사고확률 기준 178 < 그림 33 > 이태리의 지리적 임무 시나리오에 따른 군용 무인기 누적 안전 확률 값 계산 방법 179 < 그림 34 > F-16 CCIP 사업 감항인증 검증자료 요청에 대한 미 공군의 답변서한 182 < 그림 35 > 미 국방부와 우리나라 군용항공기(무인기 포함) 개발 및 획득 절차 비교 183 < 그림 36 > 미 국방부(DoD)의 국방획득관리 시스템(DoDI ) 185 < 그림 37 > 2004년 F-22 개발 완료와 동시에 계획된 양산단계 성능개량 (Spiral Development 방식) 계획 187 < 그림 38 > 한국(아래)과 미국(위)의 획득 순기상의 TRL 정의 194 < 그림 39 > T-50 개발 시 구성한 통합시험팀(CTF) 199 < 그림 40 > T-50 SRB 멤버 구성 199 < 그림 41 > 미 국방부 시스템 시범(및 검증)단계 시스템 엔지니어링 업무들 203 < 그림 42 > 미 국방부 시스템 (시범 및) 검증단계 시스템 엔지니어링 업무들 204 < 그림 43 > 인천비행정보구역(Incheon Flight Information Region) 225 < 그림 44 > 미 해군항공(NAVAIR)의 운영위험도관리(ORM) 과정 흐름도 226 < 그림 45 > 운영위험도관리(ORM) 절차 중 발생된 위험요인에 수반되는 위험도(Risk) 등급평가표 및 등급별 수용 여부 의사결정권한 227 < 그림 46 > 민 군 무인기 개발노력 통합을 통한 감항인증 분야의 시너지 효과 창출 237 < 그림 47 > 군용 무인항공기 안전관리 제도 발전을 위한 로드맵 v -

8 별 지 목 차 별 책 1권 [ 별지 1 ] 영국 국방부 논문 Design and Airworthiness Requirements for Military Unmanned Air Vehicle Systems ( ) (번역본 및 원문) 1 [ 별지 2 ] 2012년 독일 München 대학 연구논문 APPLICABILITY OF MILITARY UAS AIRWORTHINESS REGULATIONS TO CIVIL FIXED WING LIGHT UAS IN GERMANY (번역본 및 원문) 37 [ 별지 3 ] 한국항공운항학회 2014 춘계학술대회 발표논문 무인항공기 상호운용성 확보를 위한 표준화 설계 방안 (A Study for Standardization Design for Establishing UAV Interoperability) ( ) 107 [ 별지 4 ] 2011년 3월 슬로베니아 항공당국의 Traffic & Transportation, Vol. 23에 실린 ASSESSMENT OF A LIGHT UNMANNED AIRCRAFT GROUND IMPACT ENERGY (경량무인기 지상충돌 에너지에 대한평가) 에 관한 논문 (번역본 및 원문) 115 [ 별지 5 ] 미 국방부가 발행한 UAS 로드맵 2005 (번역본 및 원문) 137 [ 별지 6 ] EASA 정책서 Doc E. Y013-1 Policy Statement Airworthiness Certification of Unmanned Aircraft System(UAS) (번역본 및 원문) 301 [ 별지 7 ] 미 공군 ORM 규정 (AFI Operational Risk Management) ( ) (번역본 및 원문) 329 별 책 2권 [ 별지 8 ] CS-VLR급 회전익 항공기(+4671 C2 및 UCS) 대비 CS-LURS 감항인증 기술기준 상세비교 337 별 책 3권 [ 별지 9 ] CS-VLS 대비 STANAG 4671 대비 STANAG 4703 감항인증 기술기준 상세비교 vi -

9 [ 요 약 ] 인류는 1903년 라이트 형제가 동력비행을 성공하기 훨씬 전부터 무인비행체에 대한 구상을 갖고 있었으며, 이러한 구상들은 동력비행에 성공하고 채 10년도 안된 1912년 미국의 니콜라 테슬러(Nikola Tesla)가 무선제어 가능성을 시범함으로써 현실화 되었다. 초창기 드론(Drone)으로 불리던 이 무인비행체는 제1차, 제2차 세계대전을 통한 항공력의 급속한 발전과 함께 군용무인기를 중심으로 큰 발전이 있었으며, 1960년대 구소련 상공에 서의 U-2 정찰기 격추사건과, 1970년대에는 중동전에서 아랍권이 사용했던 구소련이 제공한 지대공 미사일로 인한 전투기 손실 등이 계기가 되어 주로 미국과 이스라엘을 중심으로 감시정찰, 기만기(Decoy), 사격 연습용 표적 등 다양한 목적을 갖는 군용무인기 들이 개발되었다. 이 군용무인기들은 1980년대 이후 걸프전, 코소보전쟁, 그리고 아직도 끝나지 않은 아프가니스탄 내전 등에 본격적으로 사용되고 있으며, 그 대결 양태를 보면 군용무인기의 세계에서는 아직도 냉전이 끝나지 않은 듯하다. 2013년 7월 현재 약 11,000 여대의 무인기를 운용하고 있는 미 국방부는 무인기 시스템 로드맵 에서 향후 에도 더 많은 수와 소형이면서도 고성능을 갖는 군용무인기들이 개발되고 사용될 것으로 전망하고 있으며, 그 이유로는 사람(조종사)이 타고 있는 유인기에 비해 무인기가 3D (Dull, Dirty, Dangerous) 임무에 더 적합하기 때문이라고 밝히고 있다. 미 국방부 UAS 그룹 분류 및 보유 현황( 현재) - 1 -

10 현재 군용무인기의 임무는 대부분의 국가가 감시정찰용으로 사용하고 있으나, 미국이나 이스라엘의 경우 프리데이터와 같은 타격용(Strike)이나 Harpy와 같은 자폭용으로도 활용 하고 있다(그러나 Harpy와 같은 일회용 무인기는 정의 상 무인기에서 제외된다). 아래 표 는 세계 주요 국가들의 군용무인기 현황이다. 국가 전술기 특수임무기 장기체공형 가시권 외 근거리 해상용 침투용 중거리 장거리 미국 Dragon Eye, FPASS, Raven Hunter, Shadow Pioneer Fire Scout J-UCAS Predator Global Hawk 프랑스 Tracker Crecerelle, MCMM CL-289 Neuron Eagle 1 MALE 독일 Luna Brevel Seamos CL-289 Eurohawk 영국 Phonix, Hermes 180 J-UCAS Hermes450 이태리 Mirach 26 Falco Mirach 150 Neuron Predator 이스라엘 Scout/ Searcher Hermes450 Heron 러시아 Shmel/ Yak61 VR-3 Reys VR-2 Strizh 주요 항공선진국 정찰용 무인기(청색 이태릭체 글씨는 개발 중인 무인기) 한편, 민간분야 무인기는 1990년대 들면서부터 군용무인기와 같이 3D의 이유로 농업용, 삼림 및 해안 감시용, 방송 및 촬영용 등의 용도에 사용이 급증하고 있으며, 이외에도 개인 여가용 소형(mini) 또는 초소형(micro) 무인기들이 개발 및 판매되고 있다. 그러나, 군이나 경찰 등과 같은 공공 기관이 아닌 민간 무인비행체들을 운영하기 위해서는 해당 국가의 민항당국(CAA, Civil Aviation Authority)의 승인을 받아야 하며, 이 민항 당국은 다시 국제민간항공기구(ICAO)가 정하고 있는 국제민간항공조약(Chicago Convention)을 엄수 하여야 한다. 미국의 연방항공청(FAA), 유럽의 유럽항공안전청(EASA)을 비롯하여 대부분의 국가들은 이 국제민간항공조약에 따라 현재까지 민간무인기의 국가공역(NAS, National Aerospace) 진입을 금지하고 있으며, 따라서, 민간 무인기는 400피트(약 120m) 이하의 고도에서 여객기 등 유인항공기와 충돌 가능성이 거의 없는 제한적인 지역에서의 운영만 허가하고 있는 상황이다. 우리나라도 12kg을 초과하는 민간 무인기의 비행에 대해서는 - 2 -

11 150m 이하에서 관할당국인 국토교통부의 허가를 받아 운영하도록 규제하고 있다. 이러한 이유로 민간에서 생각하고 있는 무인기의 다양한 잠재성에도 불구하고 해당 산업이 억제 되어 왔으나, 최근 민간 항공분야의 강력한 요구에 의해 ICAO를 비롯한 FAA, EASA 등 국제적인 기구 및 조직들이 점진적으로 민간 무인기의 국가공역 통합 운영을 위한 제도적 장치들을 마련하고 있다. 전통적으로 군용무인기의 경우는 그 운영에 대해 해당 국가의 민항당국에 얽매이지 않고 운영해왔다. 우리나라의 경우도 군 작전지역 내에서 운영 시 민항당국과의 협력 없이 해당 운영부서의 판단에 의해 운영해오고 있다. 그러나, 2000년대 이후 급증하는 세계 항공수요 를 충족하기 위한 민간항공기(여객기, 화물기 등)의 증가와 군용무인기의 제3자에 대한 피해 (즉, 민간지역 추락, 공중충돌 등에 의한)의 우려 등으로 인해 이러한 군용무인기에 대한 규제가 필요하다는데 대한 범세계적인 움직임이 있었으며, 이는 결국 2011년 ICAO UAS 정책서인 ICAO Circular 328 AN/190 Unmanned Aircraft System(UAS) 의 공표로 이어졌다. 이 Circular 328에서 정하고 있는 무인기에 대한 정책은 국제민간항공조약 제8조에서 규정하고 있는 조종사 없는 항공기(Pilotless aircraft) 의 규정을 충실히 따르 고 있으며, 제8조 전문은 다음과 같다. 즉, 년 기간 중 우리나라 항공 여객수의 증가 통계 (에어포탈 자료) 조종사 없이 비행할 능력이 있는 어떠한 비행기도 해당 조약국의 특별 허가와 그 허가 조건들에 따르지 않고는 그 영공을 조종사 없이 비행하여서는 안 된다. 각 조약국은 민간 - 3 -

12 항공기에 허락되어 있는 영역에서 이 조종사 없는 항공기의 비행이 민간 항공기에 대한 위 험을 주지 않도록 관리됨을 보장할 책임이 있다. (No aircraft capable of being flown without a pilot shall be flown without a pilot over the territory of a contracting State without special authorization by that State and in accordance with the terms of such authorization. Each contracting State undertakes to insure that the flight of such aircraft without a pilot in regions open to civil aircraft shall be so controlled as to obvious danger to civil aircraft.) 이 조약 제8조의 조종사 없는 항공기의 비행이 민간 항공기에 대한 위험을 주지 않도록 관리 보장 이라는 조항이 기술적 및 항공관제 측면에서 군용 및 민간용 무인기의 비행을 실질적으로 제한하는 항목이며, ICAO, FAA, EASA 등의 규정에서 정하고 있는 유인기와 등가의 안전수준(ELOS, Equivalent Level of Safety) 을 요구하게 된 원천 배경이기도 하다. 이 유인기와 등가의 안전수준 요구는 현재의 상황에서 분석하면, 두 가지로 구분 할 수 있는데, 첫 번째는 무인기의 시스템 고장에 의한 추락확률을 유인기와 등가의 수준 으로 유지하기 위한 시스템 설계 및 입증에 관한(즉, 감항인증) 기술적인 문제이고, 두 번 째는 무인기의 개발 및 운영 단계에서 비행 운영의 안전성을 보장하는데 필요한 절차적인 문제에 관한 것이다. 이 두 분야에 대한 현재의 상황은 다음과 같다. 첫째, 유인기와 등가의 안전성을 갖추기 위한 기술적인 문제에는 (1) 유인기와 동등한 고장율과 기동성을 갖도록 설계 및 검증, (2) 조종사를 대신하는 기능들(즉, 실시간적 See-And-Avoid, Data-link 등) 통합, (3) 국가(민간)공역에서 운영 시 항공교통관제 (ATC, Air Traffic Control)를 위한 [해당 항공교통관제부서-무인기운영자-무인기] 간 위 험상황 관리를 위한 의사소통(Communication) 기능이 있으며, 이러한 기술적 문제 중 (1), (3)항은 통상 무인기 감항인증 기술기준으로 대부분 Cover하고 있으나 (2)항의 경우 는 미래의 기술 발전에 대해 맡겨 놓은 상태(Reserve)이다. 그러나, (1), (3)항의 무인기 시스템 설계 자체에 대한 안전성을 보장하기 위한 현재 국제적으로 가용한 감항인증 기 술기준들은 우리나라가 군용항공기(무인기 포함) 표준감항인증기준으로 채택하고 있는 미 국방부의 MIL-HDBK-516B와 NATO에서 개발하여 사용하고 있는 STANAG 4671 두 종류 밖에는 없는 상황이다. 이 중, MIL-HDBK-516B는 무인기를 포함한 범용의 기술기준이라고 명시하고 있지만 본 연구를 통한 검토 결과 무인기에 범용으로 적용하기에는 구체성이 떨어지며, 특히, 유인기 감항인증을 위한 기술기준들로 작성되어 있어 본 연구의 주 과제 - 4 -

13 중의 하나인 150kg 이하의 소형 무인기에 적용하기에는 요구사항이 너무 과하고, 기종별 감항인증기준(TASCC) 작성단계에서 많은 어려움이 있을 것으로 판단되었다. 결론적으로 이 기준을 적용할 경우 해당 사업에 대한 군 요구도 자체가 부적합한 상황도 발생할 수 있을 뿐만 아니라 지상통제소에 관한 기술기준도 구체성이 결여되어 소형 기체의 무인기 사업에 적용하기에는 부적합한 것으로 판단되었다. MIL-HDBK-516B를 제외하고 무인기 에 적용할 수 있는 유일한 기술기준인 STANAG 4671의 경우도 그 대상이 150kg 20,000kg 사이의 최대이륙중량(MTOW)을 갖는 고정익 무인기에 대해서만 국한되어 있어 현재 세계 각국이 개발하고 있는 무인 회전익기나 150kg 이하의 소형 고정익 무인기의 개발 단계에서 적용할 기술기준이 없는 상태이다. 이로 인해 유럽 국가들을 중심으로 다양한 기술기준들에 대한 연구가 진행되고 있다. 아래 표는 무인기에 적용하기 위한 기 존 및 현재 개발 중이거나 계획하고 있는 기술기준들이다. 현재 개발 중인 기술기준들의 특징으로는 Data link 또는 엔진 고장 등과 같은 결함으로 무인기가 통제 불능 상태로 추락할 경우의 충돌에너지를 계산하여 유인기와의 피해에 관한 등가성 판단 및 무인기 감항인증을 위한 또 다른 기준으로 적용하고 있는 점이다. 기술기준 적용 대상 비고 STANAG kg 20,000kg급 중량을 갖는 고정익 군용무인기 : 399개 요구도 - Book 1 : 비행체 인증기준에 두 가지 항목 추가 Subpart H : Data Link Subpart I : UAV 통제소 - Book 2 : 수용가능한 충족방법 - NATO 개발 공표 - 사단, 군단, MUAV 등의 군 용무인기 사업에 적용 중 - Part 23급(Normal, Utility, Acrobatic and Commuter Category) 기준 STANAG kg 초과 3,750kg 이하의 회전익 군용무인기 - 297개 요구도(예상) - STANAG 4671과 동일한 구조 - NATO 개발 중 - Draft 초안 상태 - CS-27급 기준 년 개발 시작 STANAG kg 이하의 고정익 군용무인기 - 69개 요구도 및 8개의 첨부(예상) Landing conditions - NATO 개발 중 - Draft 초안 상태 - CS code와는 다른 형태 - 5 -

14 STANAG 4746 CS-LURS V1.0 3) FAA Order C 및 MIL-HDBK-516 Reciprocating Engines Electric Engines Propellers Hazard Reference System Stability Response Safety Management Plan UAS with an UAV of lower kinetic energy than 66J(49lb x ft) certification guideline 1) 150kg 이하의 경량/초경량 회전익 군용무인기 - 69개 요구도 및 10개의 첨부(예상) - STANAG 4703과 동일한 구조 750kg 이하의 증명된 최대이륙중량 4) 을 갖는 무인 회전익기 - Book 1 (Airworthiness Code) Subpart H : Reserve for Detect and Avoid Subpart I : UAV 통제소 - Book 2 (Acceptable Means of Compliance (AMC))로 구성. - STANAG 4671와 유사한 구조이나 Detect and Avoid를 위한 장을 예비(Reserve)로 남겨놓음. - 미 FAA의 경우는 별도의 무인기 감항인증 기준을 채택하고 있지 않으며, 감항인증 신청 및 특별감항 인증서 발행을 위한 절차적인 내용을 담고 있음. - 신청양식 및 양식 작성에 대한 설명 및 예시 제공 - 군용 유인기, 무인기, 고정익, 회전익 항공기 모두에 적용되는 기준 - 무인기에 특화되어 있는 기준이 아니 며 비행체에 관한 일반적인 인증기준 - 지상통제소에 관한 일반적인 안전 요 구 기준 제시 - Hybrid approach - 감항인증 기준의 최소 세트 추구 - 초경량 UAV를 위한 최저 사망 에너지 기준(66J) 적용 - EDA MAWA 2) 가 군용 감항 인증 기준을 위한 기본 틀로 채택 - NATO 개발 중 - Draft 초안 상태 년 개발 시작 - EASA 개발 중 발행 - JARUS 5) 개발 - 운영 공역 제한 - ATC 응답기(Transponder) 및 고도보고 시스템 요구도 - See-And-Avoid 방법 설명 - Lost link 절차 설명 - Case by case로 검토 - 우리나라 군용항공기 표준 감항인증기준으로 채택 - 무인기 전용 감항인증 기술 기준으로 적용하기 어려움 현행 및 개발 중인 무인항공기 감항인증 기술기준 - 6 -

15 우리나라의 경우, 현재 군용으로 개발 또는 연구되고 있는 많은 기체들이 회전익 또는 150kg 이하의 고정익 무인기들로 현재 MIL-HDBK-516B 외에는 적용할 기준이 없는 상태이다. 본 연구에서는 이러한 형식과 등급의 무인기에 적용할 대상으로 현재 유럽항공 안전청(EASA) 및 NATO가 개발 중인 가용한 초안형태의 기술기준들을 검토하였으며, 기준 적용의 적합성, 운영 안전성 확보의 용이성, 적용 절차의 복잡성의 3가지 잣대로 검토한 결과, 적용 가능한 기술기준을 아래 표와 같이 도출하였다. 군용 무인기 중량별 구분 적용 기술기준 주요 특성 중/대형급 고정익 무인기 (> 150kg < 20,000kg) 소형 고정익 무인기 ( 150kg) 소형 회전익 무인기 ( 750kg) 대형 회전익 무인기 (> 750kg) STANAG 4671 STANAG 4703 CS-LURS MIL-HDBK-516B FAR/CS-23 기반 및 유인기와 등가의 안전성 중량에 따른 충돌에너지 기준(66J) 적용 및 MTOW에 따른 가변형 위험기준체계 (Hazard Reference System) 적용 충돌에너지 기준(66J)에 따른 감항인증기준 조정 여부 판단. 유인, 무인, 고정익, 회전익기 모두에 적용되는 기준 대형 무인헬기 적용사례 없음 군용무인기 형식별, 중량별 적용 기술기준 본 연구에서는 이러한 기술기준들의 특성을 고려하여 현 감항인증 업무규정에 적용하기 위한 절차를 STANAG 4703과 CS-LURS 별로 각각 구분하여 제시하였으며, 또한, EASA 정책서 Doc E. Y 정책서에서 제시하고 있는 현재 운영되고 있는 무인기를 기준으 1) 충돌에너지가 66J 미만인 초경량급 무인기에 관한 감항인증 기준으로 (1) Design Usage Spectrum, (2) General Requirements, (3) Structures and Materials, (4) Propulsion System, (5) Systems and Equipment, (6) Continuous Airworthiness 장으로 구성. 2) EDA는 2008년 멤버 국가들의 유럽 군감항규정을 통합하는 것을 주목적으로 하는 군감항당국(MAWA) 포럼을 설립하였다. 이 MAWA 포럼은 이미 상당수의 형식인증, 정비 및 교육 그리고 기타의 보조 문서 들에 대한 통합된 유럽군용감항요구도(EMAR)를 개발 및 승인하였다 3) CS-LURS : Certification Specification for Light Unmanned Rotorcraft Systems의 약어로 JURUS Working Group 3(WG-3)에 의해 개발된 무인 경량급 회전익항공기에 적용되는 감항인증 기 술기준으로 2013년 말 현재 Version 1.0이 발간되었으나 EASA의 공식 비준은 되지 않은 상태임. 4) 미국 규정에서는 일반적으로 Maximum Take Off Weight(최대이륙중량)으로 사용하고 있으나 유럽 규 정에서는 통상 maximum certified take-off weight 라는 용어를 사용함. 5) JARUS : Joint Authorities for Rulemaking for Unmanned Systems의 약어로 EASA 주관의 감항 인증 기술기준 제정을 위한 Working Group으로 유럽연합 국가들의 감항인증 기술기준 제정을 위한 중복 노력을 방지하고 무인기 인증과정에서 사용될 통일된 인증기준 및 운영 조건들(certification specifications and operational provisions)을 개발하여 궁극적으로는 ICAO 표준 및 권고사항 (SARP, Standards and Recommended Practices)에 반영하는 것을 목표로 하고 있다. European RPAS Roadmap Annex I page.37 ( ) - 7 -

16 로 5가지의 충돌에너지 등급에 따라 차등 기술기준을 적용하는 방안은 1 EASA가 주관하 여 제정 중에 있는 CS-계열의 무인항공기 기술기준의 확정, 2 소형 무인기에 적용하고 있는 현재의 비행제한을 해제할 수 있는 ICAO의 원칙인 유인기와의 등가의 안전성 확 보를 위한 구체적인 기준으로서 각국의 감항당국에 의한 수용 전제조건과 3 이 기준을 군용무인기에 적용하기 위한 우리 군 감항당국의 조정 내용에 대한 민항당국의 수용 등이 해결되어야 하는 등의 문제점으로 적용 시점을 미래의 적절한 연구가 이루어진 다음으로 미루는 것이 타당하다고 판단하였다. 둘째, 무인기의 비행안전을 보장하기 위한 절차적인 문제점으로는 개발단계에서는 무인기의 특성에 맞도록 보다 구체화 된 절차가 아닌 일반 항공무기체계 개발절차를 활용 하고 있어, 절차적인 개선이 필요하다는 점과 양산운영 단계에서의 비행안전성 확보를 위한 절차들이 세계 각국이 각각 다르고, 우리나라의 경우는 운영하는 수요군의 비행안전 관리 규정에서 무인기를 다루고 있지 않아 관리의 취약점이 내재되어 있으며, 또한, 방위 사업청이 출범하면서 문제가 되어 온 개발부서(방위사업청)-운영부서(국방부, 각군) 간의 기술 적 연계성 단절 문제가 개선되어야 하는 현안문제를 포함하고 있다. 이러한 절차적인 문제 점은 감항인증으로 국한되는 것이 아니라 우리나라 무기체계 획득절차 전반에 걸친 문제점 이며, 본 연구 결과에서는 보다 안전한 무기체계의 획득을 위하여 미국의 국방획득절차에서 주요 국방획득사업(MDAP, Major Defense Acquisition Program)에 대해 필수적으로 요구하고 있는 양산대표형상(PRTV, Production Representative Test Vehicle) 6) 을 이용한 전용 운영시험평가(DOT&E, Dedicated OT&E) 절차를 도입할 필요성을 제기하였다. 현재 군용 무인항공기 개발단계에서는 방위사업청 훈령 방위력개선사업관리규정(훈령 제 35호) 및 T-50/KUH 사업에서 적용했던 절차를 적용하고 있으며, 연구결과 무인기 개발 시 의 안전성 제고를 위해서는 방위사업청 훈령 제277호 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 업무규정( ) 제4장 일반감항인증 절차 에 다음과 같은 분야의 개선이 필요하다. 6) 미 국방획득절차에서는 주요국방획득사업의 경우 우리나라 체계개발(FSD) 사업보다 더 높은 기술성숙도 (TRL, Technology Readiness Level) 수준을 진입조건으로 하는 기술제작개발(EMD, Engineering Manufacturing Development)에서 제작되는 원형시제기 이외에 반드시 초기저속생산(LRIP, Low Rate Initial Production) 단계를 거쳐 생산된 양산대표형상 기체를 통한 전용운영시험(DOT&E)을 수행 하여 그 결과를 수요군이 운영할 최종 양산형상에 반영토록 규정하고 있다. PRTV 기체의 수량은 계 획된 양산물량의 10%를 초과하지 못하도록 법적으로 규제하고 있으며, 생산된 후 각 군의 운영시험 평가부서에 인도되어, 계획된 운영율보다 1.5 2배의 운영율로 운영함으로써(이를 Fleet Management 라 한다), 단기간 내에 후속군수지원성 및 안전문제점들을 식별하여 최종 양산형상(FRP, Full Rate Production)에 반영토록 하고 있다. 또한 해당 무기체계의 전술개발, 교범개발 등도 이 PRTV 형상을 이용하여 하고 있다

17 1 안전비행(SOF) 및 안전검토심의회(SRB) 운영 : 유인기의 조종사를 대체하는 장치 즉, 데이터 링크 계통의 고장이나 일시적인 링크 상실시 이에 대처할 수 있는 예비 (Back-up) 기능의 보유 및 작동에 대한 논리적인 검토의 보완이 필요함. 2 무인기 조종사 기량 및 자격 : 세상에 태어난 최초의 무인 시제기라는 점에서 볼 때, 무인기 초도비행을 할 조종사는 유인기 초도 시험비행 조종사와 같은 수준의 집중적인 지상교육 및 시뮬레이션 등을 통한 비행 및 비상조치 등에 관한 사전교육 및 자격 조건 강화가 필요함( ICAO Circular 328을 포함한 현재까지의 전 세계 무인기 운영부서의 자격조건은 계기비행 자격까지 부여 받은 유인기 조종사를 기준으로 하고 있음). 3 개발단계 시스템 엔지니어링 과정 중 주요설계검토(CDR), 시험준비태세검토(TRR) 및 시스템입증검토(SVR)에 감항부서 참여 : 현황 문제점들에 대한 사업부서, 개발자, 감항부서가 공통된 의사소통이 될 수 있도록 보장. 4 비행안전 보장 절차 보강 : 감항인증 기술기준들이 갖고 있는 비행안전에 대한 보장 범위가 비행체, 데이터링크, 지상통제소에 국한되며, See-And-Avoid, 군 특수 운영모드 등을 포함한 개발 간 비행 운영에 관한 안전은 민항당국 또는 해당 군 감 항당국과의 운영 절차 조율을 통해 확보토록 하고 있으며, 현 규정에 이러한 절차를 반영하여야 함. 여기에는 궁극적으로 민항당국과의 협조절차도 포함되어야 하며, 이를 위한 국토교통부와의 협력관계를 추진할 것을 추천함. 5 기타 : 또한, 방위사업청 내부의 개발단계에서도 무인기 사업 주관부서(IPT)와 감항 인증 주관부서 간의 통일된 의사소통 도구가 없어 상호간 이해부족이나 심지어는 상대방이 제시한 내용에 대하여 불신하는 경우도 있을 수 있으며, 이를 극복하기 위한 개선방안으로 사업부서-감항부서-수요군 및 기타 관련 부서들 간의 의사소통 도구로써, 국방 분야에서 표준화 된 시스템 엔지니어링 기준 7) 의 설정과 WBS 작성에 관한 표준 Template 8) 을 활용할 것도 제안하였다. 그러나, 이는 감항인증의 차원이 아닌 청 차원에서 추진되어야 할 과제이다. 군용무인기의 운용단계의 문제점은 앞에서도 일부 언급하였지만 다음과 같은 문제점이 있는 것으로 판단하였다. 즉, 현재 각군의 안전관리 규정(육군 육규 323 항공운영 및 안 전관리 규정, 해군 해군안전규정(1701)호, 공군 - 공규 6-7 안전업무규정 )상 무인기 비 행안전 관리에 관한 내용이 없으며, 각 무인기 운영부대 내규 수준에서 관리하고 있다. 7) T-50 및 KUH 사업 등에서 적용하였던 미 국방부의 시스템 엔지니어링 표준인 EIA/IS 632를 추천. 8) 본문 < 표 27 > 참조(MIL-STD-881C 첨부 H 군용무인기 WBS) - 9 -

18 이러한, 상황에서 무인기 비행운영 중 사고가 발생하면, 그 동안은 부대자산 손실로 가볍게 처리해 왔지만 앞으로 공식적인 감항인증을 받은 군용무인기 사고가 발생하게 되면 문제가 달라진다. 예를 들어, 무인기로 인한 대민 사고가 발생할 경우, 해당 사고가 발생한 지역과 비행고도에 대한 법적 논쟁부터, 운영자가 형식인증데이터요약지(TCDS) 제한사항을 준수 했는지 여부, 주요안전품목(CSI) 관리 기록상태 등에 대한 상세한 조사는 물론, 가용한 법적 처벌까지 논하게 될 것이 분명하다. 또한, 국제민간항공기구(ICAO)의 조약에 따른 조약국 으로서의 자격을 유지하기 위해서는 ICAO가 지정한 국가공역(NAS)을(아래 그림 참조) 군용무인기(물론 민간용 포함)가 비행하기 위해서는 해당 국가공역을 관할하는 국가 민항 당국의 허가를 받아야만 한다. ICAO가 지정한 우리나라 인천비행정보구역(Incheon Flight Information Region) 국제민간항공조약 및 동 조약 부속서에 따라 국토교통부장관이 지정 공고한 우리나라가 관할하는 공역으로서 면적은 우리나라 국토면적의 약 3.5배에 달하는 43만 km 2 이며 북한(평양), 일본(후쿠오카), 중국(상하이) 비행정보구역과 접하고 있음

19 따라서, 운영단계 무인항공기 비행안전을 위해서는 현재까지와는 틀이 다른 우리나라 민항당국인 국토교통부, 방위사업청, 국방부(수요군)가 포괄적인 군용무인기 비행운영에 관한 규정(각자의 규정 개정 또는 공동규정으로 제정) 조항을 만들어야 하며, 여기에는 군용무인기의 등급 분류, 전용 운영 공역(Segregated Aerospace) 설정, 고도 제한, MUAV 및 군단급 무인기의 국가공역에서의 운영 절차, 등가의 안전수준 판단절차, 감항 인증 절차 및 기술기준 그리고 필요시 EASA의 충돌에너지 산출 방법 및 적용 기술기준 선정 절차 채택 여부 등이 포함되어야 한다. 이러한 법규적인 장치를 마련하는 것 자체가 ICAO, EASA, FAA 등에서 요구하고 있는 필수사항이며, 또한 상호 인정(Recognition) 을 위한 필수요건 중의 하나이다. 이러한 대외적인 조치와 병행하여 수요군 내적으로도 무인항공기의 비행운영 안전에 관한 규정 보완이 필요하다. 규정 보완에는 최소한 군용무인기 등급 분류, 등급별 운영제한사항, 군전용 운영구역(Segregated Aerospace)에 관한 정의 및 정보, 고도 제한, 국가공역을 비행할 수 있는 중 고고도를 비행하는 무인기의 민간항로 통과를 위한 협조 절차, 그리고 군 감항당국인 방위사업청과 운영 중 안전 관련 중대 사안 발생(무인기 사고 포함) 시 협조 절차 등이 포함되어야 한다. 연구 본문에서 다루어 진 미 국방부의 운영위험도관리(ORM) 절차는 미 공군 및 해군 항공분야에서 효과성를 인정하고 있는 절차로 이를 우리나라 군 운영환경에 맞도록 조정 적용하는 연구도 추천한다(아래 그림 참조). 미 해군의 운영위험도관리(ORM) 절차 및 위험도 등급에 따른 의사결정 권한자

20 본 연구에서 식별한 우리나라 군용 무인항공기 안전관리제도 중 개선이 필요한 내용을 3가지 분야로 나누어 요약하면 다음과 같다. 1. 감항인증 기술기준 분야 : 표준감항인증기준 적용이 어렵거나 STANAG 4671 대상 을 벗어나는 150kg 이하의 고정익무인기 및 750kg 이하의 회전익무인기에 적용할 기준과 이와 함께 적용할 충돌에너지 계산 방법, 그리고 무인기 안전장비에 대한 검토 결과는 다음과 같다. 가) 150kg 이하의 고정익무인기 : 기술기준의 적합성, 안전성 확보의 용이성, 적용 절차의 복잡성 등을 고려하여 검토 결과, STANAG 4703이 적용 절차 측면, 특히 MTOW와 연계되어 있는 ANNEX G의 위험기준체계를 적용하는 절차가 조금 복잡하기는 하지만 일단, 사례와 절차가 확보되고 나면, 이 등급의 무인기 에 적용하는데 가장 적합한 것으로 판단된다. 나) 750kg 이하의 회전익무인기 : 고정익 무인기와 동일한 기준으로 검토 결과, EASA의 CS-LURS가 적합한 것으로 판단되었다. 이 기준에도 충돌에너지 계산 절차가 포함되어야 하며, 이러한 절차들의 적용은 국제적인 추세로서 향후에는 감항인증 시 필수 절차가 될 것이며, 또한, 유럽 중심으로 활성화 되고 있는 상호 인정(Recognition) 제도를 위해서도 우리나라 감항절차에 반영이 필요하다. 다) 충돌에너지 계산 절차의 도입 : 최근 유럽방위청이 제정 중에 있는 유럽군용 감항규정(EMAR, European Military Airworthiness Regulation) 중 올해 (2014) 안에 승인될 것으로 예상하고 있는 EMAD R(Recognition) 규정이 추구 하는 목적인 군용무인기 감항인증 업무에 대한 상호 인정(Recognition) 제도와 상기 STANAG 4703 및 CS-LURS를 적용하기 위해서는 EASA 정책서인 Doc E.Y013-1에 제시된 시나리오 기준에 따른 충돌 에너지 계산 절차를 도입할 필요성은 있으나, 아직은 무인기 기술기준 확정, 군용 무인기에 특화된 장비를 포함한 적용성에 대한 민항당국과의 협조 등 우선권인 높은 개선사항들을 감안 하여, 유럽방위청(EDA)의 MAWA 포럼 등에 지속적인 참여와 향후 별도의 검토를 통하여 판단할 것을 추천한다. 라) 무인기 안전장비 : 비상시 무인기 안전을 위한 안전장비로는 STANAG 4671급의 경우는 1 비상전력, 2 결빙방지 및 제거장비, 3 낙하산과 같은 비상 회수장비,

21 STANAG 4703급의 고정익 무인기와 CS-LURS급의 회전익 무인기의 경우는 1 비상 전력과 2 비상 회수장비가 요구된다. 단, 이 기준들 모두 비상귀환을 위한 자율비행 기능을 요구하고 있다. 우리나라 군용무인기 감항인증 기준에도 해당 형식과 등급 에 맞는 안전장비에 대한 명시가 필요할 것으로 판단된다. 2. 군용무인기 개발단계별 비행안전성 확보 : 개발단계별 비행안전성 확보를 위한 개 선방안은 다음과 같다. 가) 개발 획득 절차 보완 : 우리나라 군용항공기(무인기 포함)뿐만 아니라 군용 무기 체계 전반에 걸쳐 양산형상을 이용한 전용운용시험평가(미국의 DOT&E, Dedicated OT&E) 절차가 없음으로 인해 양산된 무기체계의 완성도(특히, 안전성 및 정비성)가 떨어진다. 우리나라 국방획득 절차가 단기적으로는 개발기간 단축 과 비용 절감의 효과는 있을 수 있으나, 운영단계에서 개조 보완 등의 비용을 포 함하면 전체적인 수명주기 운영 및 비용효과는 오히려 떨어질 가능성도 있다. 이 는, 본 군용무인기 비행안전성 증진 과제를 통해, 보다 안전한 항공무기체계 를 완성하여 수요군에 인도함으로써 운영 간의 비행안전성을 제고하기 위한 연 구결과의 일부로 식별된 내용이며, 방위사업청 차원에서 추가적인 연구를 통해 보완하여야 할 방위력개선사업관리규정 상의 무기체계 개발 획득 절차에 대한 개선 소요이다. 다만, 전반적인 국방획득 제도가 개선되기 전에는 현재의 규정 을 유지하되, STANAG 4703 및 CS-LURS를 적용하기 위한 절차를 보완하여 적용할 필요가 있다. 나) 개발단계별 기술기준 적용 절차 보완 : 감항인증 규정에 나와 있는 안전비행 (SOF) 절차상으로는 큰 문제는 없으나, 본 연구를 통해 검토한 방위사업청의 기술 성숙도평가(TRA) 업무지침(방위사업청 예규 제217호)과 신개념기술시범(ACTD) 사업 업무관리 지침(방위사업청 예규 제233호) 내의 무기체계 개발단계별 기술확 보수준(TRL, Technology Readiness Level)의 정의와 판단 절차상의 차이점을 발견하였다. 즉, 초도비행 진입 기술수준인 TRL Level 7을 양산단계 전환 가능 기술수준으로 규정하고 있는 점과 더불어, 상기 가)항의 전용운용시험평가(DOT &E)가 누락되어 있는 우리나라 획득 절차에 미 국방부에서 정하고 있는 TRL 기준 을 적용하는 오류는 방위사업청 차원에서 보완하여야 할 개선 소요이다. 다) 안전비행(SOF) 및 안전검토심의회(SRB) 절차 적용 : 현 규정에서 적용하고 있는 절차는 유인기를 중심으로 한 절차이며, 군용무인기에 적용하기 위해서는 일부

22 변경이 필요할 것으로 판단된다. 그 대상으로 첫째, FFRR 또는 SOF 검토과 정에서 유인기 조종사를 대체하는 장치 즉, 데이터 링크 고장이나 일시적인 링크 상실시 이에 대처할 수 있는 Back-up 기능의 보유 및 작동에 대한 논리적인 검 토가 가장 중요할 것으로 판단되며 이를 확인 및 검증하는 절차 보완이 필요하다. 둘째로는 무인기 조종사의 자격 및 기량 확보에(Qualification) 관한 문제로, 세계 선진 기관들의 규정을 검토한 결과, 개발단계 무인기 조종사는 유사 무인기 운영 경험이 풍부하거나 해당 무인기를 운영 해 본 경험이 있는 조종사가 아닐 경 우, 현재의 유인 조종사 자격부여 절차에 따라 자격을 획득한 조종사가 수행 하는 것이 안전을 보장하기 위한 최선의 방책으로 판단된다. 라) 감항인증 업무 전반에 시스템 엔지니어링 절차의 적용 및 MIL-STD-881C Work Breakdown Structures For Defense Material Items 활용 : 감항인증 대상사업에 관련된 모든 부서들의 공통의 의사소통 도구로서 전체적인 사업관리 구조를 잘 이해하지 못하는 감항분야와 사업부서 간 표준화 된 WBS를 활용하여 명확하고 투명한 사업에 대한 공통의 이해기반을 갖추어야 할 필요성이 있다. 이는 사업부서와 감항인증 부서 및 개발자를 포함한 이해관계가 있는 부서들 간의 갈등요인 해소와 누락될 수도 있는 비행안전에 관련된 기준들을 상호간 확인 및 관리는 물론 비행안전에 기여할 수 있다. 이 역시 방위사업청 차원에서의 방 위력개선사업관리규정 개정 (시스템 엔지니어링 표준화 및 WBS 사업관리체계 규 정화 등)이 선행되어야 한다. 3. 군용무인기 운영단계 비행안전성 보강 군용 무인기의 운영단계 비행안전성 보강을 위한 제도개선 방향을 요약하면 다음과 같다. 가) 무인기 운영안전 관련 규정 보완 : 현재 각 군의 안전관리 규정상 무인기 비 행안전 관리에 관한 내용이 누락되어 있다. 그러나, 향후 공식적인 감항인증을 받은 군용무인기 사고가 발생하게 되면 문제가 달라질 것이다. 이에 대비하는 차원보다는 무인기 비행운영 안전관리를 강화하기 위하여 각 군의 안전규정에 보완이 필요하다. 나) 민항당국과의 군용무인기 비행운영에 대한 절차 조율 : 유럽이나 미국의 경우 운영단계 군용무인기 비행안전 관리를 위한 다양한 제도들을 갖고 있으며, 그 바탕에는 국제민간항공기구(ICAO)가 인정한 해당 국가의 민항당국(CAA)과의

23 조율을 통하여 승인을 받아 운영하는 개념을 기본으로 하고 있다. 즉, 군용무인기가 비행하기 위해서는 해당 국가공역을 관할하는 국가 민항당국의 허가를 받아야만 하는 것이다. 이는 방위사업청(개발단계) 뿐만 아니라 수요군(운영단계)에도 적용 되는 사안으로, 빠른 시일 내에 우리나라 민항당국인 국토교통부, 방위사업청, 국방부(각군)가 군용무인기 비행운영에 관한 규정(각자의 규정 개정 또는 공동규 정으로 제정) 조항을 제정해야 한다. 여기에는 군용무인기의 등급 분류, 전용 운영 공역(Segregated Aerospace) 설정, 고도 제한, MUAV 및 군단급 무인기의 국가 공역에서의 운영 절차, 등가의 안전수준 판단절차, 감항인증 절차 및 기술기준 그리고 필요시 EASA의 충돌에너지 산출 방법 및 적용 기술기준 선정 절차 채택 여부 등이 포함되어야 한다. 이러한 법규적인 장치를 마련하는 것 자체가 ICAO, EASA, FAA 등에서 요구하고 있는 필수사항이며, 또한 상호 인정(Recognition) 을 위한 필수요건 중의 하나이다. 이 외에도 현재 우리니라가 갖추고 있는 감항인증 및 시험평가를 위한 기반시설 중 가장 문제가 되고 있는 분야는 STANAG 4703 및 CS-LURS 등의 무인기는 물론, 유인 항공기 기술기준에서도 요구하고 있는 낙뢰보호 요구도 를 입증 및 검증하기 위한 시설이다. 이 요구도는 특히 국가공역에 통합하기 위해서는 필수적인 사항이나, 현재 국내 시설에는 비행분야에서 요구하고 있는 낙뢰시험을 위한 시설투자가 되어 있지 않은 상황이다. 현재 진행 중인 국토교통부(항공안전기술센터 주관)의 민간 무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연구 과제와 협력하여 민 군 감항인증 분야의 시너지 효과를 창출할 것을 추천한다. 또한, 미 국방부 무인시스템 로드맵 및 NATO의 상호운용성에 관한 규정인 STANAG 4586이 추구하는 바와 같이, 연구 본문에서 별도로 다룬 군용무인기 상호운용성 확보를 위한 운영기반에 관한 연구를 청 차원의 연구과제로 추진할 것도 추천한다. 군용 무인항공기 감항인증 제도 발전을 위해서는 상기 발전방향들에 대한 로드맵을 설 정하여 추진할 필요가 있다. 본 연구의 결과로 제안하는 군용 무인항공기 안전관리제도 발전을 위한 중기 로드맵은 아래 그림과 같다. 이 로드맵에서 제시된 항목 이외에도, 본 과제 연구수행 기간 중 검토된 미 국방부나 EASA 로드맵 등에서 제시하고 있는 유인기 와 등가의 안전성을 갖추기 위한 기술들에 대한 꾸준한 연구개발 투자가 이루어 져야 하나, 여기서는 비행안전성을 확보하기 위해 시급하게 바꾸어야 할 우선순위가 높거나 규정 개정 등 시행이 비교적 용이한 분야로 제한하였다

24 군용 무인항공기 안전관리 제도 발전을 위한 로드맵 본 연구 결과의 기대효과로는 (1) 무인기 감항인증 기술기준인 STANAG 4671을 적용할 수 없는 현재 개발 중이거나 초안 상태인 군용 회적인무인기 및 150kg 이하의 고정익무인기에 적용할 감항인증 기술기준과 절차의 타당성을 제공함으로써 해당 기술 기준이 확정되기 전이라도 실무에 적용할 수 있는 근거를 마련하고, (2) 무인항공기의 개발 및 운영 시의 비행안전을 제고할 수 있는 긴급하게 보강할 절차를 제공함으로써 군용 무인기가 보다 안전한 비행을 할 수 있도록 지원 및 이에 관련된 방위사업청 및 각 군의 규정 개정 소요를 식별하여 세월호 참사와 같은 사고가 항공 분야에서는 발생하지 않도록 예방하는 효과 (3) ICAO의 무인기 정책에 발맞추어 국제적인 협력 강화의 필요성과 국제 협력에 능동 적으로 대체하기 위한 방향 제시 (4) 민 군의 무인기 개발 노력을 통합하기 위한 협력방안에 대한 추가적인 연구의 방향을 제시함으로써 국내 민 군 간의 항공분야 기술협력 강화

25 (5) 부가적으로 군용무인기의 상호운용성 확보를 통한 연구 방향을 제시함으로써, 향후 이 분야에 대한 연구개발 방향을 제시함으로써, 세계적인 추세에 맞추는 것은 물론 세계시장 개척을 위한 발판을 마련하는 등의 효과를 기대한다. 본 연구에서는 방위사업청 인증기획과의 실무에 활용은 물론, ICAO의 무인기에 관련 된 정책 발표와 함께 빠르게 변모해 가는 세계적인 무인항공기 기술발전 추세 및 유인기 와 등가의 안전수준을 달성하기 위한 감항인증 절차의 변화 과정에 능동적으로 대처할 수 있도록 다양한 사례와 추세 분석결과를 제공하였다. 또한, 군용 무인기의 개발단계 및 수요군 인도 후 비행운영 안전을 제고하는데 필요한 식별된 절차 보완 및 규정 개정 소 요를 적용함으로써 운영단계 비행안전을 향상시키는데 활용될 수 있으며, 국토교통부의 무인기 감항인증 기술기반 구축에 군용 감항인증 분야와의 협력을 위한 발판으로 활용될 수도 있다. 부수적으로 본 연구를 통해 식별된 우리나라 국방획득 절차 상 실질적인 전용운영시험 평가(DOT&E) 부재, 불명확한 시스템 엔지니어링 제도, 일부 차이가 있는 기술성숙도(TRL) 판단 및 적용 절차의 개정 소요 식별, 그리고 국방획득 사업에 관련된 모든 부서들의 명 확한 공통 의사소통 도구로서 미 국방부 MIL-STD-881C(WBS 제도) 도입 제안 등은 방위 사업청 차원에서 활용함으로써 방위력개선사업 추진의 효율성 제고는 물론, 국민이 더 신뢰할 수 있는 국방획득과정과 제도로 발전시키는데 기여할 것으로 기대한다. 끝으로, 본 연구를 함께 진행해 주신 연구진 여러분과 연구의 완성도를 높이는데 여러모로 도움을 주신 방위사업청 분석시험평가국 인증기획과원 및 자문 위원님들께 진심 으로 감사드린다

26 [ 공 백 ]

27 [ 본 문 ] 제Ⅰ장 연구개요 1. 연구목적 가. 연구배경 및 필요성 현재 무인항공기는 대부분이 군사용 위주로 개발 사용되어 왔으며, 민간 부문에서 는 150kg 이하의 무인비행장치로 제한적으로 사용되고 있다. 그러나 2000년 중반부 터 무인기가 갖는 장점인 3D 특성, 즉, 둔감성(the Dull), 더러움(the Dirty), 그리고 위험성(the Dangerous)에 대한 장점이 새롭게 각광을 받고, 군용 무인기뿐만 아니라 민간용 무인기에 대해 항공 산업계가 차세대 성장 동력 및 블루오션으로서 그동안 격 리된(Segregated) 군사 작전 지역에서 한정되어 운영하던 무인기를 민간 수요 확대에 대응할 수 있는 법적 기술적 해결방안 요구가 급증하자, 국제민간항공기구(ICAO)는 2011년 ICAO 정책서인 ICAO Circular 328-AN/190과 2012년에는 Draft 교범인 ASP Manual on Remotely Piloted Aircraft Systems(RPAS) 을 발행함으로써 미래의 민간 무인기 시장의 활로를 열기 시작하였다. 아래 내용은 ICAO Circular 328-AN/ 190 제3장 UAS 개요(Overview of UAS) 중 일부분으로 이러한 민간 분야에 대한 UAS의 사용 확대에 관한 국제기구의 인식을 잘 보여주고 있다. 무인기 관련 최근의 세계적 발전 현황(RECENT GLOBAL DEVELOPMENTS) 3.7 민간 사용에 대한 RPA의 잠재성은 오랫동안 명백해져 왔으며 이제부터 현실화되기 시작하고 있다. 현재의 군용 RPA 형식들이 민간용 임무와 적용으로 이전하는 것이 실질 적으로 고려되고 있다. 동시에 더 새로운 설계들이 민간 시장을 위해 특별히 다듬어지고 있다. 추가적으로 군용 RPA가 조약국 항공기이며 따라서 시카고 조약과 SARP 대상이 아 니기 때문에 조약국들은 군용 RPA를 민간 항공기에 의해 사용되고 있는 공간과 비행장으 로 통합을 시도할 때 딜레마에 직면하고 있다. 이 민간 적용에 대한 법적 틀이 개발되고 있으며, 군용 관계부서의 운항을 촉진하게 되는 추가적인 장점도 있을 것이다. (The potential of RPA for civil use has long been evident and is now beginning to be realized. Migrating current military RPA types into civilian roles and applications is actively being considered. Meanwhile newer designs are being tailored specifically for the civil market. Additionally, while military RPA are State aircraft and therefore not subject to the Chicago Convention and its SARPs, States face a dilemma when attempting to integrate military RPA in airspace and at aerodromes also used by civil aircraft. The regulatory

28 framework being developed for civil application may therefore carry the added benefit of facilitating operations for its military counterpart.) 원격조종항공기 시스템 개념(RPA SYSTEM CONCEPT) 3.8 원격으로 조종되는 항공기 시스템(RPAS)은 RPA, 수반되는 원격 통제소, 요구되는 C2 통신 및 비행 기간 중 어떤 시점에서든 요구될 수 있는 기타의 시스템 요소들을 포함한 형 상 요소들의 세트로 구성된다. 다른 기능들에는 무엇보다도 소프트웨어, 건전성 감시, ATC 통신 장비, 비행종료 시스템 및 발진 및 회수 계통들을 포함한다. (The remotely-piloted aircraft system (RPAS) comprises a set of configurable elements including an RPA, its associated remote pilot station(s), the required C2 links and any other system elements as may be required, at any point during flight operation. Other features might include, inter alia, software, health monitoring, ATC communications equipment, a flight termination system, and launch and recovery elements.)[...] 민간 운항에 가장 적합한 UAS 형태 (UAS POTENTIAL MOST SUITED TO CIVIL OPERATIONS) 3.12 UAS은 둔감, 더러움 또는 위험한 다른 말로 하면, 유인 항공기 조종사에게는 지루 하거나 위험한 업무들의 민간 응용에 적합한 것으로 대부분 말하고 있다. 그러나 여기에는 무엇보다도 상업적, 과학적 및 보안 적용을 포함한 훨씬 광범위한 잠재적 UAS 응용 범위 가 있다. 이러한 사용에는 주로 감시, 통신 및 영상촬영을 포함하고 있다. (UAS are popularly commended as being well suited to civil applications that are dull, dirty or dangerous, in other words, tasks that entail monotony or hazard for the pilot of a manned aircraft. However, there is a far broader potential scope for UAS, including, inter alia, commercial, scientific and security applications. Such uses mainly involve monitoring, communications and imaging.) 3.13 전형적인 감독 및 감시 업무에는 국경 및 해양 감시, 탐색구조, 어업 보호, 산불화재 탐지, 자연재해 감시, 오염 측정, 도로교통 감시, 전선 및 수송관 검사, 및 지구 관측을 포함한다. 게다가 일부 UAS는 특히 통신 중계에 적합한 수일, 수주, 또는 수개월 동안 유지되는 능력이 있다. 다른 UAS들은 이미 지역 사진 및 영상과 같은 상업 영상촬영 목 적으로 개발되고 있다. (Typical monitoring and surveillance tasks include border and maritime patrol, search and rescue, fishery protection, forest fire detection, natural disaster monitoring, contamination measurement, road traffic surveillance, power and pipeline inspection, and earth observation. Moreover, the ability of some UAS to keep station for days, weeks or even months makes them particularly well suited for use as communication relays. Other UAS are already being exploited for commercial imaging purposes such as aerial photography and video.)

29 UAS 민간 시장의 예상 발전분야 (EXPECTED EVOLUTION OF THE UAS CIVIL MARKET) 3.14 UAS의 민간 시장은 이미 존재하고 있다. 이 시장은 적절한 법적 골격이 생길 때까 지는 제한적일 것이다. 시장의 중대한 확장도 또한 RPA의 비-격리 공간으로의 안전하고 유 연한 통합을 가능케 하는 기술들의 개발 및 인증에 의존하게 될 겻이다. (A civil market already exists for UAS. This market will likely remain limited until appropriate regulatory frameworks are in place. Any significant expansion will also depend upon the development and certification of technologies required to enable the safe and seamless integration of RPA into non-segregated airspace.) 3.15 법적 감시, 조사, 및 항공사진 및 영상을 위한 육안 가시선(VLOS) 내에서 비행하는 소형 민간 RPA에 대한 수요는 지속적으로 성장하고 있다. 보다 도전적인 업무들을 수행 할 수 있는 대형이고 복잡한 RPA는 모든 항적들이 알려져 있으며 ATC가 타른 항적들로 부터 분리를 제공할 수 있는 통제되는 공간에서 운영하기 시작할 것이다. 이는 일상적인 무인기 화물 비행으로도 이끌어 줄 수 있을 것이다. (The demand for small civil RPA flying visual line-of-sight (VLOS) (see Figure 3-1) for law enforcement, survey work, and aerial photography and video will continue to grow. Larger and more complex RPA. able to undertake more challenging tasks. will most likely begin to operate in controlled airspace where all traffic is known and where ATC is able to provide separation from other traffic. This could conceivably lead to routine unmanned commercial cargo flights.) 3.16 역설적으로 통상 시계기상조건(VMC)에서 수행되는 육안 감시/관찰 임무를 수행하는 RPA의 장점은 활공기, 기구, 낙하산, 여가 비행, 군사 훈련 및 법적 감시 운항들과 같은 다양한 활동들이 동일한 조건들 하에서 이루어질 가능성이 있고 ATC에 의해 제공되는 분 리 서비스 없이도 충돌 회피가 요구되기 때문에 훨씬 더 도전적이다. 조종사가 충돌 회피 를 책임을 충족하도록 지원하는 기술이 아직 가용하지 않아 통제되는 공간 밖에서의 RPA 민간 시장은 발전이 가장 느릴 수도 있다. (Paradoxically, the benefits of RPA to conduct visual surveillance/observation missions, which typically occur in visual meteorological conditions (VMC), are far more challenging due to the need to avoid collisions without benefit of separation service provided by ATC. activities as diverse as gliding, ballooning, parachuting, leisure flying, military training and law enforcement operations are likely to occur under the same conditions. Technology to support the pilot in meeting the collision avoidance responsibilities is not yet in place; hence the civil market for RPA operating outside controlled airspace could possibly be the slowest to evolve.)

30 3.17 과학 분야와의 협력으로 민간 항공당국들은 여러 가지 중에서 기후변화 연구, 기상 예보 및 야생 감시를 지원하는데 RPA의 사용을 허가하는 방법들에 대해 연구하고 있다. 많은 이러한 비행들은 격오지, 가혹한 조건들 또는 비행 운항이 필요한 고도들로 인해 유 인 항공기로는 수행될 수 없다. (In cooperation with the scientific community, civil aviation authorities are working on the means to permit use of RPA in support of research on climate change, meteorological forecasting, and wildlife monitoring, among others. Many, if not most, of these flights cannot be conducted by manned aircraft due to the remote locations, harsh conditions, or altitudes at which the flights need to operate.) 3.18 RPA 민간시장은 RPA 안전 및 신뢰성 증가, SARP 및 기술 규격들 개발 및 공공과 업계 신뢰성이 증가함에 따라 사용이 점진적으로 확대될 것으로 기대된다. (The RPA civil market is expected to develop incrementally, with usage increasing as confidence in RPA safety and reliability grows, as SARPs and technical specifications are developed, and public and industry confidence grows.) 또한, 유럽연합의 유럽항공안전청(EASA)도 2013년 각각 민간무인기의 민간공역 통 합을 위한 Roadmap을 발행하였다(그림 1 참조). 한편, 세계 최대의 군용 무인기를 운영하고 있는 미국의 경우 이러한 민간수요에 대응하기 위해, 연방항공청(FAA)은 그 동안의 정책이었던 일종의 특별감항증명서인 COA(Certificate of Authority)를 발행 해 왔던 것에서 입장을 바꾸어 2012년 미 의회에서 통과된 FAA 현대화 및 개혁법(FAA Modernization and Reform ACT of 2012, Pub.L )에 따라 결국 2013년 11 월 7일자로 민간 무인항공기의 국가공역(NAS) 통합을 위한 Roadmap을 최초로 발간 하였다(그림 1 참조). 이러한 국제적인 무인기 분야 활성화 움직임에도 불구하고 무인 기 발전에 걸림돌이 되고 있는 것은 유인기와 달리 조종사가 타고 있지 않은 무인 비행체라는 특성 때문으로 오랫동안 법적 9) 및 기술적 문제점들 10)11) 로 대두되어 왔으며, 9) 미국 국내 감시용 무인기: 제4차 개정법안 및 대처방안 (Drones in Domestic Surveillance Operations: Fourth Amendment Implications and Legislative Responses, Richard M. Thompson II Legislative Attorney April 3, 2013, Congressional Research Service ) : 미국 국회연구용역보고서인 국내 감시용 무인기 제4차 개정법안 및 대처방안 에 관한 연구에 따르면 현재 미국 정부(경찰, 세관 등)가 운영하고 있는 무인기의 첨단 기술들의 발전(예, 개인주택의 벽을 투과하여 보는 기술)과 공공 구 역 상공에서의 개인 사생활 감시 등이 미국 국민의 사생활 법을 침해하는지의 여부와 이러한 행위를 위한 사전 영장이 필요한 지의 여부에 관한 연구결과를 제시하고 있으며, 결론부에서는 미국 공역으로 의 무인기 도입이 많은 법적 및 정책적 논란을 야기하였다. 예를 들면, 안보와 법률 집행을 보장하기 위해 정부는 얼마나 상세하게 미국 국민의 사생활을 들여다 볼 것인가? 경이로운 속도로 개인정보 획 득을 조장하는 기술이 확대되는 시대에 미국민들은 어느 수준의 사생활 권리를 기대할 것인가? 라는

31 이를 해결하기 위해 항공 선진국들은 약 10여년 전부터 다양한 연구와 투자를 해 왔 다. 여기서, 본 연구의 포괄적인 틀 및 전 세계 무인기 감항인증의 기본 정책 및 인증 기준이 될 수도 있는 ICAO UAS 정책서인 Cir 328 Unmanned Aircraft System (2011 제정)의 관련 주요 내용을 요약하면 아래 표 1과 같다. ICAO : UASSG 운영하며 국제표준제정, 2028까지 관련 제도, 절차, 규정, 기준 완성 예정 FAA : 국가공역에서 무인기 운용 법안 발효 및 예산 634억불 승인( ), 유인기 공역 통합 로드맵 발표( ) EASA : 무인기의 형식 기술기준을 위해 유럽공역 혼합운용을 위한 로드맵 발표, 15년 간( ) 단계적 접근 < 그림 1 > 국제 항공안전 기관들의 무인기 로드맵 의문문으로 결론을 내리고 있다. 또한 무인항공기 운항승인 규정인 FAA N ( )를 통해 유인기와 등가의 See-And-Avoid 기능이 법적인 조항을 미충족함을 기술하고 있다. 10) 유럽방위청 (European Defense Agency (EDA)) 자료 EDA award second contract for UAV tech- nology study on sense and avoid technology ( ) : 미래의 위기관리를 위한 군사 능력 향상을 위한 무기협력, 국방기술 및 장비 시장 확대, 및 연구개발 협조 를 위해 일부 로 창설된 EDA는 무인기의 기술적 과제인 Sense and Avoid Technologies 와 관련된 10가지 이상 의 기술 연구개발을 위한 2차 계약을 SAGEM사 컨소시엄과 맺었으며, 그 주 목적은 민간 공역으로 UAV 통합운용 시의 안전을 확보하는 것이다. 현재 EDA는 유럽 군용 감항인증 통합요구도를 제정하고 있으며 군용무인기 감항인증 기준의 작성도 진행 중이다. (EUROPEAN MILITARY AIRWORTHINESS REQUIRE- MENTS(EMARs) Implementation Guidance ) 11) 유럽방위청 (European Defense Agency (EDA)) 자료 EDA awards contract for UAV air traffic insertion road map ( ) : 유럽 방위청은 늦어도 2015년 말까지 유럽 공역에서 UAV의 일 상적인(routine) 비행을 할 수 있도록 하기 위한 상세 로드맵 개발 계약을 Air4All 컨소시엄(BAE Systems with BAE Systems Operations Platform Solutions, Alenia Aeronautica, Dassault Aviation, Diehl BGT Defence, EADS CASA, EADS Defence & Security Germany, Galileo Avionica, QinetiQ, Rheinmetall Defence Electronics, SAAB AB, Sagem Defence Systems 및 협 력사로 Thales Aerospace로 구성됨)과 체결함

32 구 분 배 경 ICAO 법적골격 UAS 발전추세 운항 주요 내용 ICAO 제169차 총회에서 항공운항위원회가 민간 UAV 국제 운항 안전을 위한 현재 및 미래 전망에 대한 자문 요청 제1차 비공식 ICAO 회의 : UAV에 관한 법률 개발 시 ICAO 의 역할에 대한 토론을 통해 장기적으로는 세계적 성능규격 및 표준들이 필요할 것이나 이들의 일부만이 ICAO의 표준 및 권장사항(SARP) 12) 이 되어야 함에 합의 제2차 비공식 ICAO 회의 : UAV 기술규격들이 RTCA와 EURO- CAE 내의 두 실무그룹에서 잘 개발 및 조율되고 있으며, 초기 단계인 당시 시점에서는 ICAO의 국제표준 및 권장사항(SARP) 제정은 필요하지 않음에 동의. 궁극적으로는 UAV 전용 SARP 제정 - 본 정책서는 조약국들이 UAS를 비-격리 공역에 통합하는데 필요한 ICAO의 관점을 제공하는 것이 목적임. - 무인 항공기(Pilotless aircraft) 당사국(조약국)의 특별 허가 없이 조종 사 없는 어떤 비행기도 영공을 비행할 수 없음 (조약 제8조) - 최상의 안전수준을 유지하여 다른 공역 사용자 및 지상 인원 및 자산에 대한 안전보장은 항구적인 ICAO의 법적 목표임. - 최소한 유인기와 등가의 안전수준(Equipment of Safety Level)을 유지 하여야 함. - 과거 군용무인기의 민간용 전환 및 최첨단 기술들(기본 기체 이외에 통신, 자율 소프트웨어, 임무장비 등) 접목으로 신뢰성 성숙 - 비행방식, 형상 등이 기존의 비행체와는 다른 무인기들의 등장 - 고고도 민간 운항 및 수송용 무인기도 가능한 기술수준으로 성숙됨. - 이러한 발전추세로 인한 항공교통관제(ATC)의 역할 및 감시의 강화가 더욱 필요함. - 비행규칙(부속서 2) 적용 - 충돌방지 ACAS 교범 (Doc 9863)에는 ACAS II는 군용 전술기 및 무 인기에 장착하기 위해 설계되지 않았다. 따라서 무인기에 ACAS II가 장 착되기 전에 기술적 및 운영상의 문제가 해결되어야만 한다 라고 기술하 고 있으며, 무인기에 특화된 자동 충돌방지 시스템. 즉, 유인기의 See- And-Avoid 능력이 있어야 함을 규정. - 항공교통서비스 : 항적통제 및 무인기 조종사와의 교신이 유인기 조종사 와 등가의 수준으로 갖추는 것은 장기 발전 과제임. - 기상서비스 : 기상서비스가 무인기 운영자에게 전달되어 안전 운항이 보장될 수 있어야 함. 12) ICAO는 규정에 해당하는 부속서(ANNEX, 현재 19개의 부속서 채택) 채택 시 국제표준 및 권장사항

33 비행체 및 시스템 인력(면허) - 비행체 인증 : 무인기는 비행체 외에 지원시스템(원격통제소, C2 데이터 링크 등) 없이는 운영 될 수 없으며 이들이 인증에 새로운 난이도를 더함. - 부속서 8(Airworthiness of Aircraft)에 따라 해당 무인기 감항당국이 해 당 감항 요구도에 따른 설계 측면의 인증서 발행. - 원격통제소 인증 : 원격통제소 및 C2 데이터링크에 대한 인증이 필요하나 아직 인증기준이 개발되지 않은 무인기 형상들이 있음. - 이외에도 무인기 시스템 내의 중복여유도를 요하는 많은 지원 시스템들에 대한 인증기준도 개발되어야 함(예, 비행체와 원격통제소 모두의 비행기록 장치, 감시 장비, 항공통신장비 등) - 원격통제소 운영자에 대한 당국의 면허가 요구됨. - 신체적합성, 인체공학적 요소 등 현행의 부속서 1(면허)과는 다른 변화 가능성이 있음. - 무인기 조종사 및 기타 원격 통제소 요원들에 대한 면허 및 교육훈련 : 현행의 ICAO 부속서 1에 따라 교육 및 훈련되고 자격이 부여되어야 함. < 표 1 > ICAO Cir 328 Unmanned Aircraft System(UAS) 주요 내용 이러한 무인 비행체에 관한 세계적인 발전추세와 함께 우리나라 민항당국(CAA, Civil Aviation Agency)인 국토교통부도 2013년 8월 29일 민간 무인항공기 개발 및 운영기반 구축을 위한 민간 무인항공기 실용화기술 개발 연구개발 사업을 2013년 부터 2022년까지 추진할 계획이라고 밝힌 바가 있으며, 현재 1단계 용역이 진행되고 있다. 이 계획에 따르면 국제 및 국내의 무인기 미래 시장 소요를 아래 그림 2, 3, 4 와 같이 예측하고 있으며, 요약하면 다음과 같다. 2012년 현재 세계 51개국 173종 개발, 76개국 178종 운용 중 전 세계적으로 항공산업은 연평균 4%, 무인기는 9% 성장 국내에서는 재해재난방지/피해조사, 원격탐사, 기상관측 등 운용범위가 점차 확산 되어 2022년까지 약 1,000여대의 수요 예상 우리나라 무인기체계 기술 세계 7위권으로 평가 (SARP, Standards and Recommended Practices)으로 제정할 필요성을 우선적으로 검토하여 필요한 경우는 기존의 부속서(ANNEX)를 개정 또는 신규 부속서를 제정하여 조약국들이 이를 한결같이 준수하 게 함으로써 국제 운항 간 안전을 도모하고 있다. 표준과 권장사항의 차이점은 다음과 같다. 표준(Standards) : 물리적 특성, 형상, 소재, 성능, 인원 또는 절차의 규격화로 이의 한결같은 적용 이 국제 항공운항의 안전을 보장하기 위해 필요한 항목들로 조약국들은 조약에 따라 이를 충족하여 야 하며 충족이 불가능 한 경우는 이사회에 통보하는 것이 의무적인 사항들(필수사항). 권고사항(Recommended Practices) : 물리적 특성, 형상, 소재, 성능, 인원 또는 절차의 규격화로 이의 한결같은 적용이 국제 항공운항의 안전과 효율성을 위하여 바람직한 항목들로 조약국들은 본 규약에 따라 충족을 위해 노력하여야 하는 사항(권고사항)

34 군사용으로 군단급 정찰기를 시작으로 현재 사단급, 차기군단급, 중고도 등 다양 한 체계 개발 진행 및 완료 민간용으로 근접 및 스마트 체계개발 완료 국제적인 무인항공기 추세와 더불어 우리나라 군용 무인항공기의 경우, 2009년 8 월 발효된 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률 에 현재 지대공 미사일과 같은 일회용 발사체를 제외한 모든 비행체가 비행안전성 인증의 대상이 됨에 따라 13), 법적 인 비행안전성 인증(이하 감항인증 이라 한다.)의 범주 내에 들어와 있으며, 현재 수 십 kg 중량부터 수 톤에 이르는 대형 무인기까지 다양한 급의 무인기 개발이 진행 중 이거나 개발 소요가 꾸준히 증가하고 있는 실정이다. < 그림 2 > 유럽 민간 무인기 시장 예측 이러한 무인기 감항인증을 위한 우리나라 군 감항당국은 NATO의 감항인증 기술기 준인 STANAG 4671을 적용하여 왔다. 그러나 이 기술기준은 150kg 20,000kg 사 이의 최대이륙중량(MTOW, Maximum Take-Off Weight)을 갖는 고정익 UAV를 대 상으로 하고 있어, 최근 등장하고 있는 이보다 소형이거나 형식이 다른 수직이착륙 무 인헬기 또는 스마트 무인기 등에 대해 적용할 기준이 애매한 상태이다. 우리나라와 유 사하게 미국이나 유럽, 그리고 NATO 및 유럽의 EDA 등 항공 선진국/조직들도 최근 13) 법 제2조(목적) 제1호 군용항공기 란 국군이 사용하거나 군사용으로 국외에 수출하기 위한 비행기, 회전익항공기, 무인항공기, 비행선, 활공기와 그 밖에 항공에 사용할 수 있는 기기를 말한다

35 < 그림 3 > 국내 무인기 시장 예측 < 그림 4 > 전 세계 민간 무인기 시장 예측

36 소요가 급증하고 있는 STANAG 4671 적용 대상이 아닌 150kg 이하의 소형 고정익 및 CS-VLR(600kg 이하의 소형 유인 회전익기(Small Rotorcraft))급의 회전익 무인 기 감항인증을 위한 기술기준을 개발하기 위해 다양한 연구를 수행하고 있으나, 아직 가시적인 결과는 내놓지 못하고 있는 실정이다. 무인기들에 적용 가능한 현재 사용 중 및 개발 중인 기술기준들을 요약하면 아래 표 2와 같다. 기술기준 적용 대상 비고 STANAG kg 20,000kg급 중량을 갖는 고정익 군용무인기 : 399개 요구도 - Book 1 : 비행체 인증기준에 두 가지 항목 추가 Subpart H : Data Link Subpart I : UAV 통제소 - Book 2 : 수용가능한 충족방법 - NATO 개발 공표 - 사단, 군단, MUAV 등의 군용무인기 사업에 적용 중 - Part 23급(Normal, Utility, Acrobatic and Commuter Category) 기준 STANAG kg 초과 3,750kg 이하의 회전익 군용무인기 - 297개 요구도(예상) - STANAG 4671과 동일한 구조 - NATO 개발 중 - Draft 초안 상태 - CS-27급 기준 년 개발 시작 STANAG kg 이하의 고정익 군용무인기 - 69개 요구도 및 8개의 첨부(예상) Landing conditions Reciprocating Engines Electric Engines Propellers Hazard Reference System Stability Response Safety Management Plan UAS with an UAV of lower kinetic energy than 66J(49lb ft) certification guideline 14) (그림 5 참조) - NATO 개발 중 - Draft 초안 상태 - CS code와는 다른 형태 - Hybrid approach - 감항인증 기준의 최소 세트 추구 - 초경량 UAV를 위한 최저 사 망 에너지 기준(66J) 적용 - EDA MAWA 15) 가 군용 감항 인증 기준을 위한 기본 틀로 채택 STANAG kg 이하의 경량/초경량 회전익 - NATO 개발 중

37 군용무인기 - 69개 요구도 및 10개의 첨부(예상) - STANAG 4703과 동일한 구조 - Draft 초안 상태 년 개발 시작 CS-LURS V1.0 16) 750kg 이하의 증명된 최대이륙중량 17) 을 갖는 무인 회전익기 - Book 1 (Airworthiness Code) Subpart H : Reserve for Detect and Avoid Subpart I : UAV 통제소 - Book 2 (Acceptable Means of Compliance(AMC))로 구성. - STANAG 4671과 유사한 구조이나 Detect and Avoid를 위한 장을 예비(Reserve)로 남겨놓음. - EASA 개발 중 발행 - JARUS 18) 개발 FAA Order C 및 미 FAA의 경우는 별도의 무인기 감 항인증 기준을 채택하고 있지 않으며, 감항인증 신청 및 특별감항인증서 발 행을 위한 절차적인 내용을 담고 있 음. - 신청양식 및 양식 작성에 대한 설명 및 예시 제공 - 운영 공역 제한 - ATC 응답기(Transponder) 및 고도보고 시스템 요구도 - See-And-Avoid 방법 설명 - Lost link 절차 설명 - Case by case로 검토 MIL-HDBK-516B - 군용 유인기, 무인기, 고정익, 회전익 항공기 모두에 적용되는 기준 - 무인기에 특화되어 있는 기준이 아니 며 비행체에 관한 일반적인 인증기준 - 지상통제소에 관한 일반적인 안전 요 구 기준 제시 - 우리나라 군용항공기 표준 감항인증 기준으로 채택 - 무인기 전용 감항인증 기술 기준으로 적용하기 어려움 < 표 2 > 개발 중인 무인항공기 감항인증 기술기준 14) 충돌에너지가 66J 미만인 초경량급 무인기에 관한 감항인증 기준으로 (1) Design Usage Spectrum, (2) General Requirements, (3) Structures and Materials, (4) Propulsion System, (5) Systems and Equipment, (6) Continuous Airworthiness 장으로 구성. 15) EDA는 2008년 멤버 국가들의 유럽 군감항규정을 통합하는 것을 주목적으로 하는 군감항당국(MAWA) 포럼을 설립하였다. 이 MAWA 포럼은 이미 상당수의 형식인증, 정비 및 교육 그리고 기타의 보조 문서 들에 대한 통합된 유럽군용감항요구도(EMAR)를 개발 및 승인하였다 16) CS-LURS : Certification Specification for Light Unmanned Rotorcraft Systems의 약어로

38 표 2에서 보는 바와 같이 2010년 이후 무인기에 대한 감항인증 기술기준들이 유럽 연합 및 NATO 국가들을 중심으로 활발하게 연구 및 개발되고 있으며, 그 방향과 내용도 서로 닮아가고 있는 모습이다. 단, STANAG 4746은 150kg 이하의 초경량 무인 회전익기를 대상으로 개발 중인 반면, 같은 무인 회전익기를 대상으로 하는 CS- LURS(V1.0)은 750kg 이하의 무인기를 대상으로 하고 있어 두 개의 기준서가 모두 발행된 후에도 무게에 따른 적용 기준을 달리하는 것이 타당할 것이다. 여기서, 한 가지 주목할 내용은 유럽방위청(EDA) 소속의 군감항당국(MAWA, Military Air- worthiness Authority)의 경우, 많은 기술기준을 NATO 또는 민간 기준인 EASA의 CS 계열을 준용하고 있으며, 이 기준들의 개발에도 적극 참여하여 일종의 민 군 간의 통일성을 기하고 있다는 점이다. 이는 현재 유럽에서 진행되고 있는 하나의 하늘(One Sky) 19) 을 위한 제도적 통합의 일환으로도 판단된다. 이상에서 살펴 본 바와 같이 향후 10년 내에 세계는 무인항공기 기술의 혁신적 인 발전과 이에 따른 수요의 증가와 다양한 형태의 고성능 무인항공기들이 개발 출시될 것이 예상되며, 현재 군 관할 공역(제한된 공역)에서만 운용되고 있는 군용 무인항공기가 중고도 및 고도도 대형급 무인항공기들이 전력화와 함께 민간 항공교 통관제(ATC) 공역 진입(통합운영) 요구도 발생할 것이다. 이를 위해서는 오랫동안 세 계 각국의 무인기 정책에 따라 제한되어 왔던 무인기의 민간 공역 운항을 해소할 수 있는 시스템의 기술적 문제들인 See-And-Avoid, 항공교통관제(ATC)를 위한 TCAS 및 고도분리 요구도, 보다 긴밀한 UAV-Pilot-ATC 간의 통신 및 장비, Data Link 상실 시의 대처 등 UAV 자체의 감항인증 뿐만 아니라 우리나라 항공운 항 관제 시스템 전체를 포함한 기반구조가 함께 연계 발전되어야 한다. 한편, 현실적인 측면에서 150kg 이하의 고정익 무인항공기 및 회전익 무인항 공기는 선진국에서 조차 기술기준이 정립되지 않아 이에 대한 연구가 다각도로 JURUS Working Group 3(WG-3)에 의해 개발된 무인 경량급 회전익항공기에 적용되는 감항인증 기 술기준으로 2013년 말 현재 Version 1.0이 발간되었으나 EASA의 공식 비준은 되지 않은 상태임. 17) 미국 규정에서는 일반적으로 Maximum Take Off Weight(최대이륙중량)으로 사용하고 있으나 유럽 규정에서는 통상 maximum certified take-off weight 라는 용어를 사용함. 18) JARUS : Joint Authorities for Rulemaking for Unmanned Systems의 약어로 EASA 주관의 감항 인증 기술기준 제정을 위한 Working Group으로 유럽연합 국가들의 감항인증 기술기준 제정을 위한 중복 노력을 방지하고 무인기 인증과정에서 사용될 통일된 인증기준 및 운영 조건들(certification specifications and operational provisions)을 개발하여 궁극적으로는 ICAO 표준 및 권고사항 (SARP, Standards and Recommended Practices)에 반영하는 것을 목표로 하고 있다. European RPAS Roadmap Annex I page.37 ( ) 19) 현재 유럽은 EASA를 중심으로 한 민간과 군항공안전(감항)조직의 통합이 진행 중임. 또한 EASA- EDA 간 민-군 항공안전협력 강화( )를 통해 보다 안전한 하늘을 위한 EASA와 유럽방위청 (EDA, 유럽연합의 군사력 증강과 군사기술 연구 목적으로 창설된 연합기구로 미국이 주도하는 NATO 와는 독립적인 유럽만으로 이루어진 연합군사기구) 간 협력체계 강화를 위한 합의서에 서명함

39 < 그림 5 > STANAG 4703 ANNEX J의 대상 무인 비행체들(충돌에너지 66J 미만) 및 무게/속도 충돌에너지 계산 예 진행 중이다. 우리나라도 선진국과 보조를 맞춰 이에 대한 본격적인 연구와 준비를 해야 할 단계에 와 있다. 본 연구에서는 현재 진행 중이거나 가까운 장래에 계획되 어 있는 이러한 경량급 군용무인기들의 감항인증에 적용할 수 있는 기술기준과 절 차 등에 관한 내용을 제안하였으며, 이 연구결과는 무인항공기 개발 및 운영 간 비행안전성 확보에 기여하고, 미래 민간공역과의 통합 운영을 위한 기반 조성과 나아가서는 해외 수출을 위한 국가 경쟁력 제고에 기여할 것이다. 나. 연구의 목적 본 연구의 목적은 150kg 20,000kg 중량의 고정익 무인기를 대상으로 하는 STANAG 4671 감항인증 기술기준이 적용되지 않는 150kg 이하의 경량/초경량급 고정익 군용 무인항공기 및 기술기준이 아직 공표되지 회전익무인기에 적용할 기술기준에 대한 세 계적인 개발 추세를 분석 및 적용 방안을 제시하고, 최근 유럽방위청(EDA, European Defense Agency)이 제정 중에 있는 유럽 군용 감항규정(EMAR, European Military Airworthiness Regulation) 중 올해(2014년) 안에 승인될 것으로 예상하고 있는 EMAD R(Recognition) 규정이 추구하는 목적인 군용무인기 감항인증 업무에 대한 상 호 인정(Recognition) 제도와 상기 STANAG 4703 및 CS-LURS를 적용하기 위해

40 EASA 정책서인 Doc E.Y013-1에 제시된 시나리오 기준에 따른 충돌에너지 계산 절 차의 도입 필요성, 현재 적용하고 있는 최초 안전비행(SOF) 절차를 포함한 군용 무인 항공기의 개발 단계별 비행안전성을 제고하기 위한 보완 요소의 식별 및 개선방향 제 시, 군용 무인항공기의 수요군 운영단계에서의 비행안전성 보강, 그리고, STANAG 4586에서 규정하고 있는 무인기 상호운용성과 같은 운영 효율성과 부가적으로 비행 안전성에도 기여할 수 있는 기술개발 추진 방향 등을 제시함으로써 가까운 장래에 있 을 세계적인 기술기준들이 공표 된 후에도 우리나라 군용무인기 감항인증 업무에 미치 는 영향을 최소화 하고, 성공적으로 무인항공기 비행안전성을 확보하기 위한 로드맵을 제시하는 것이다

41 제 II 장 군용 무인기 일반 1. 군용무인기 역사 가. 군용 무인항공기 일반 현황 최근 들어 ICAO, 유럽항공안전청(EASA), 유럽방위청(EDA) 및 북대서양조약기 구(NATO) 등의 기관에서 민간공역으로의 무인항공기(민간용 및 군용 포함) 통합을 위한 법적 제도와 감항인증 기술기준 제정, 항로교통관제(ATC)를 위한 기술적 문제점 해 결을 위한 기반기술 연구 등이 활발하게 진행되고 있으나, 틸트로터형 무인기 및 전 기엔진을 사용하는 초소형 무인기 등과 같이 새로운 기술을 적용한 무인기들의 등장 과, 항공교통 통제를 위한 새로운 프로젝트인 FAA의 NEXTGEN 20) 및 EASA의 SEASAR 21) 프로그램의 진행과 함께 일부 지연이 발생하고 있지만(예, STANAG 4702, 4703 등 무인기 기술기준을 2013년까지 완료할 계획 이었으나 2014년 6월 현 재까지 Draft 버전 상태임), 큰 흐름에는 변화가 없는 상태이다. 한편, 군용 무인항공 기의 경우는 미군이 오랜 역사와 운영 대수 및 운영시간 측면에서 압도적인 우세를 보이고 있으며, 군용무인기의 역사에서도 가장 큰 부분을 차지하고 있다. 여기서는 미 국방부가 발표한 군용무인기 로드맵 2005 ( ) 및 육 해 공 무인시스템을 통합한 무인시스템 통합 로드맵(Unmanned System Integrated Roadmap FY ) 내의 무인기 로드맵 분석과 EASA의 민간무인기 로드맵인 European-RPAS- Roadmap( ) 및 그 부속서 그리고 STANAG 작성을 주도해 온 영국 국방부 발표 논문인 Design and Airworthiness Requirements for Military Unmanned Air Vehicle 20) NEXTGEN : FAA가 개발 중인 통합항공교통통제를 위한 차세대 기반구조 개발 프로그램으로 (1) 위 성 기반으로 감시레이다 및 타 항적에 근접 시 자동으로 자신의 위치를 발송하는 자동종속감시시설- 방송(ADS-B, Automatic Dependent Surveillance-Broadcast), (2) 항공관제요원의 의사결정을 보강 하는 합동항공관제기술(CATMT, Collaborative Air Traffic Management Technology), (3) 디지털 데이터 통신을 통한 조종석 위협 신호를 보강한 Data Comm), (4) 노후화 된 아날로그 음성 통신 시 스템을 최첨단 디지털 기술로 보완(NVS, National Aerospace System Voice System). (5) 국가공역 체계에 대한 효율적, 실시간 데이터 교환 및 공유를 하도록 해 주는 범시스템정보관리(SWIM, System Wide Information Management) 서비스로 구성되어 있으며, 향후 모든 유인기 및 무인기가 ADS-B 를 장착할 경우 See-And-Avoid 및 공중충돌 방지를 위한 기술적 기반을 제공할 수 있다. 21) SESAR (Single European Sky ATM Research) : 유럽연합(EU)의 하나의 유럽하늘 구상 을 위해 능력의 한계에 도달한 유럽 항공교통 통제에 관한 연구를 목적으로 유럽연합(EU)과 유로콘트롤 (EUROCONTROL) 이 공동으로 일 부로 설립한 합동조직(SJU, SESAR Joint Undertaking)으로 FAA의 NEXTGEN과 유사한 연구 프로젝트를 수행하고 있다. 이 SESAR 프로젝트는 (1) 정의 단계( ), (2) 개발단계( ) 및 (3) 전개단계( )로 구분하여 진행되고 있다

42 Systems( ) (원문 및 번역본 : 별지 1), 2012년 독일 München 대학 연구논문 인 APPLICABILITY OF MILITARY UAS AIRWORTHINESS REGULATIONS TO CIVIL FIXED WING LIGHT UAS IN GERMANY (번역문 및 원문 : 별지 2), 그리고 Wikipedia 검색을 통해 군용 무인항공기를 포함한 무인항공기의 포괄적인 정의와 역사를 고찰하 였다. 나. 군용 무인항공기의 정의 및 역사 1) 군용 무인항공기의 정의 : Wikipedia 및 미 국방부 UAS Roadmap 2005의 군용 무인항공기에 대한 정의는 다음과 같다. [ Wikipedia의 무인비행체(UAV) 정의 ] 통상 드론으로 알려져 있는 무인비행체(UAV)는 인간 조종사가 탑승하지 않은 항공기 이 다. 이 항공기의 비행은 탑재된 컴퓨터에 의해 자율적으로 수행되거나 지상이나 타 비행 체에 탑승하고 있는 조종사에 의한 원격 제어를 통해 조종된다. 통상적인 발진 및 회수는 자동화된 시스템 기능이나 지상의 외부 조작사에 의해 이루어진다. [ 미 국방부 UAS Roadmap 2005의 군용 무인항공기 정의 ] 크루즈 미사일 무기와 UA 무기 시스템은 이들이 둘 다 무인이라는 점에서 종종 혼동된 다. 핵심 식별자는 (1) UA는 비행 종료 시점에서 회수를 위한 목적의 장비가 갖추어져 있 으며, 크루즈 미사일은 그렇지 않다는 점과 (2) 크루즈 미사일의 탄두가 이들의 기체에 맞 도록 조정 및 통합되어 있는데 반해 UA에 의해 운반되는 무장들은 그렇지 않다는 점이 다. 인간 조작사를 태우지 않는 동력 항공 비행체는 비행체 양력을 제공하기 위해 공력을 사용하며, 자율적으로 비행하거나 무인 조종될 수 있고, 소모되거나 회수될 수도 있으며 살상 또는 비살상( 非 殺 傷 ) 탑재물을 장착할 수 있다. 탄도 또는 반-탄도 비행체, 순항 미 사일 및 대포 탄도체들은 무인 항공 비행체로 간주되지 않는다. 비록 군용무인기에 국한되는 것은 아니지만, 로드맵 2005에서는 군용 무인항공 기의 필요성을 3D(dull, dirty, dangerous) 임무에는 사람이 타고 있는 유인 비행 체보다 무인기가 더 적합하기 때문이라고 아래와 같은 예시를 들어 설명하고 있다. 즉, 둔감함(The Dull) : 1999년 코소보 전투의 34일 동안 B-2 승무원들은 미주리에서 세르 비아까지 30시간의 왕복 임무를 비행하였다. 통상 두 명의 승무원이 세 번째 조종사로

43 보강되었지만 조종사의 피로 관리가 대대장의 가장 큰 우려사항 이었는데 40시간의 임무 가 자신의 대대원들의 최대 한계라고 판단하였다. 코소보 전투 후 RAND 연구소의 평가 는 단 2개 조의 2명 승무원으로 구성된 승무원 비율은 4개 승무원조로 증가 또는 다른 조건들(외국 기지사용)이 필요할 수도 있었다. 심각한 제한 요소로 B-2 승무원 비율을 두 배로 늘리는 것은 훈련 쏘티를 두 배로 늘리고 공군의 제한된 B-2 보유 대수의 비 행시간을 두 배로 늘리지 않는다면, B-2 승무원에 가용한 쏘티 수와 비행시간을 그들의 작전 기량이 수용할 수 있는 수준까지 줄일 것이 요구된다 라고 지적하고 있다. 더러움(The Dirty) : 공군과 해군은 1946년부터 1948년 사이에 핵폭탄이 폭발한 수분 후 방사능 샘플을 채취하기 위해 버섯구름 속으로 각각 무인 B-17과 F-6F를 사용하여 비행하였으며 이는 분명히 더러운 임무였다. 귀환한 UA는 세척되었고 샘플들은 지상 승무원이 방사능에 노출되는 것을 최소화하기 위하여 과일 따는 형태의 기계식 팔에 의 해 제거되었다. 1948년 공군은 비행 승무원에 대한 위험을 관리 가능한 것으로 결정하 였고 이 UA를 60파운드의 납 옷을 입은 조종사가 탄 유인 F-84로 교체하였다. 이들 조종사의 일부는 추락 후 자신들의 납 옷에 갇히거나 또는 장기 방사능 영향에 의해 사 망하였다. 유인 핵 낙진 샘플채취 임무는 1990년대까지 지속되었다. 위험함(The Dangerous) : 정찰임무는 역사적으로 위험한 임무였다. 제2차 세계대전 중 독일 상공을 비행한 연합군 폭격기 승무원들의 5%가 희생된데 비해, 연합군 제3정찰그 룹 조종사들의 25%가 북아프리카에서 숨졌다. 1960년 5월 1일 소비에트 연방이 미국의 U-2기를 격추하여 그 조종사를 생포했을 때 소련 상공의 유인 정찰 비행이 중단되었다. 5월 1일에는 수용가능한 위험도였던 이 임무는 5월 2일부로 정치적 및 군사적으로 수 용 불가한 위험도가 되었다. 비록 이 U-2기와 그 조종사(프란시스 게리 파월)가 냉전 정찰 임무에서의 23대의 유인기와 179명의 공중승무원 손실 중 하나이었지만 그들의 손실은 공군으로 하여금 이 임무를 위한 UA, 특히 AQM-34 Firebee와 록히드사의 D-21을 개발하는 계기가 되었다. 1965년과 1971년 사이에 중국 상공에서 잃은 7대의 UA는 거의 알려지지 않았다. 30년 후 해군의 EP-3의 불시착과 24명의 승무원 포로는 평시 정찰 임무들이 여전히 위험하며 정치적으로 민감한 것이다. 기타 UAS로 지원될 수 있는 것으로 보여지는 위험한 임무들은 SEAD, 강습 그리고 일부 전자적 공격이다. 베트남 및 이스라엘-아랍 전투에서 조종사와 항공기의 가장 높은 손실률은 이러한 형태 의 임무 중에 발생하였다. UA 활용의 첫 번째 목적들 중 하나는 고 위협 환경에서 인간 의 생명 손실 위험도를 줄이는 것이다. 2) 군용무인기의 역사 : Wikipedia는 군용무인기라는 개념에 대해 새로운 것은 아니며 1800년대 중반 오스트리아가 베니스를 공격할 때 폭탄을 채운 풍선을 보낸 것에 서부터 시작되었다고 설명하고 있다. 이런 개념으로 보면 군사용 무인기의 기원은 중국의 풍등으로 거슬러 올라갈 수도 있다. 여기서 1990년대 초의 군사훈련을 위한 공중표적인 드론(drones)으로부터 발전된 역사를 간략히 정리하면 아래 표 3과 같다

44 연대(연도) 내 용 비 고 오스트리아육군, 무인풍선을 이용하여 베니스 공격을 위한 폭탄 운반 기상(바람) 등에 취약 - 미국 니콜라 테슬러(Nikola Tesla) : 1912 무인 무장 항공기 가능성 언급 (무선제어기능 시범) 제 1 차 세 계 대 전 A.M. Low(미 육군), 최초의 동력 무인 비행체 제작 시도 - 미 해군, Flying Bomb 개발 및 시험 (최초의 제어된 무인비행체) - 미국 GM사 Charles Kettering이 BUG 폭격 무인항공기 개발. - Aerial Torpedo Aerial Target 용 Hewitt-Sperry사 Automatic Airplane 세계 최초 1회용 무인 기 무선통제비행 성공 제1차 세계대전 직후 - 다수의 무인조종 비행기 제작 - 영국 Queen Bee 비행 (1935) : 무인 표적 드론 제2차 세계대전 기간 중 ( ) - 무인기 기술 혁신적 발전 - 기총사격 표적용 및 공격용 무인기 - 나치 독일, 다양한 무인기 제작 활용 최초의 제트엔진 무인기 개발 (표적용 드론) - 한국전쟁에서 미군이 정찰 목적의 무인기 사용 미 해군 Beechcraft 무인기 버전 사업 - 큰 관심을 보이지 않음

45 구소련 상공에서 U-2 격추로 미군 무인기 사업 강화 - Red Wagon 비밀 무인기 사업 시작 베트남 전쟁 ( ) - 미 해군 무인기 전투임무에 최초 투입 - 미군이 베트남전에서 UAV를 사용하였 음을 공식적으로 인정(Lightning Bug) 소련이 제공한 지대공 미사일로 이스라 엘 전투기에 상당한 피해를 받자 이스라 엘은 기만기(Decoy)와 실시간 감시용 무인기 개발. 1982년 레바논 전투 시 작 초기 방공망 완전 무력화에 공헌 미 해군, Pioneer UAV 항모 USS Iowa 에 최초 배치 걸프전 - 이스라엘, 미익 없는 3차원 추력조향 스 텔스기 시범에 최초로 무인기 사용 - 미 국방부, 미국 AAI사와 이스라엘 Mazlat사 간 Pioneer UAV 합작개발 계약 체결 년 걸프전에 많은 수의 Pioneer 및 신규 UAV들이 사용됨 미 공군, Predator 정찰대 창설 영국육군, GEC-Marconi Phpenix UAV 투입 시작

46 코소보전쟁 ( ) 2000년대 2013 현재 - 서방 각국 다양한 무인기 투입 : Pioneer (미국), Hunter(미국), Predator(미국), CL-289(독일), Crecerelle(프랑스), Phoenix(영국)등이 투입되었으며, 가장 많은 수의 UAV 추락. - 미 공군, 5300여대의 UAV 운영 - Predator에서 Hellfire missiles 운용 - Global Hawk RQ-A 군감항인증 수행 (2007년 말 완료, MIL-HDBK-516B로부터 발췌된 500여개 인증기준 검증에 3년에 걸쳐 77,000시간 수행) - RQ-A는 또한 FAA로부터 인가증명서 (COA)를 받은 최초 사례가 됨. - 독일 Euro Hawk(Global Hawk의 독일 버전) 인수 - 50여개 국가에서 군용무인기 사용 중인 무인기 현황 : 표 5 참조 년 7월 현재 미 국방부 군용무인기 보유현황(그림 10 참조) < 표 3 > 군용무인기의 역사 3) 우리나라 군용무인기 개발 역사 : 우리나라는 1970년대 국방과학연구소가 기만용 무인항공기인 솔개를 연구한 것을 시작으로 1990년대에는 비조(송골매)를 실용화 하여 육군의 각 군단에 배치 작전 운영 중에 있다. 송골매는 군단급 무인정찰기로 1993년에 개발을 시작하여 년에 실전 배치되었다. 2000년대에도 군용 무인항공기 위주로 다양한 무인항공기 연구개발이 진행되어 왔다. 국방과학연구소가 개발을 주도한 중고도 무인항공기와 축소형 무인전투기, 그리고 대한항공(주)이 주도 하고 있는 사단급 무인항공기 개발 사업 등이 현재 진행되고 있다. 한편, 민간 측면에서는 항공우주연구소의 스마트 무인항공기가 국가 무인항공기 시스템 자립기반 확보를 목적으로 2002년 6월 2012년 3월 기간 동안 970여 억 원을 투자하여 2008년 9월에 40% 축소형 무인항공기를 이용, 틸트로터 비행영역에 대한 자동비행을 성공하였으며, 틸트로터 무인항공기 공동개발을 목표로 2011년 8 월에 대한항공과 기술이전 및 공동개발 계약을 체결하여 2013년 2월 13일 천이비 행시험에 성공하였다(그림 6). 또한, 2015년 2022년 기간 중 고속-수직 이착륙

47 무인항공기 시스템 개발 사업을 통해 2020년대에 세계 수직이착륙 무인항공기 시 장을 선점하려는 연구개발 사업도 추진 중에 있다. 회전익 모드 천이 모드 < 그림 6 > 스마트 무인항공기 비행 모드 고정익 모드 4) 군용 무인항공기 감항인증 관련 용어 정의 : 무인항공기 감항인증 업무 수행 간 다양한 동의어와 유사어 또는 시제기, 축소기 등 의미 상 혼동을 초래할 수 있는 용어들이 사용되고 있으며, 이에 대한 정리가 필요하다. 본 연구에서 조사한 바에 따른 국제적으로 통용될 수 있는 용어에 대한 정의는 다음과 같다. 용 어 정 의 (영문 원어) 비 고 모형 항공기 날 수 없거나 날 수도 있는 실제 비행기를 줄여 만든 비행기. 운영자의 가시거리 내에서만 비행하며 현재 감항인증 대상에서 제외됨. 위 키 백 과 / ICAO/FAA 축소기 비행체의 중요한 특성을 물리적으로 정확하게 대표하는 축소된 모형 비행기로 기술, 영화촬영, 구성도 전시, 판매 등 다양한 목적으로 제작됨. 축소기의 비행 영역이 RC나 모형 항공기와 같은 가시거리/고도 내에서 비행할 경우 감항인증 대상에서 제외될 수 있음 ). Wikipedia 연구자 주 시제기 기체 시험을 위해 인증 없이 제작된 기체로 감항인증을 위해 개조될 수 있음. ACC 감항인증기준(Airworthiness Certification Criteria) DoD CB/UCS 무인기 통제 박스/무인기 통제소 (UA Control Box/UA Control Station) Wikipedia

48 CS- 인증규격(Certification Specification) DAL 개발보증수준(Development Assurance Level) DO-178/ 범용 Drone 무인비행체 (= RPA = UA = UAV) 범용 DUO 지정된 UA 운영자(Designated UA Operator) 4703 LUAS 경( 輕 )무인항공기 시스템(Light Unmanned Aircraft System). 150kg/70kts 이하이며 충돌에너지가 95kJ 이하의 무인기. 400ft AGL 이상 비행 금지. EASA RPA 원격조종항공기(Remotely Piloted Aircraft) ICAO RC RPAS 무선조종(Radio Controlled) : RC-A, RC-Car, RC-Boat 등 변조장치 없이 무선전파로 조종하는 것. 현재 400ft 이내의 고도로 비행이 제한되어 있음. 원격조종항공기 시스템(Remotely Piloted Aircraft System) 범용 ICAO STANAG 표준화합의서(Standardization Agreement) NATO suas 25kg(55lbs) 미만의 소형 무인항공기 시스템(small Unmanned Vehicle System) FAA UA 무인항공기(Unmanned Vehicle) 범용 UAS 무인항공기 시스템(Unmanned Vehicle System) 범용 UAV 무인비행체(Unmanned Aerial Vehicle) 범용 UCS 무인비행체 통제 시스템(UAV Control System) 범용 2. 군용 무인항공기 체계구성 가. 체계구성 요소 군용 무인항공기의 체계구성 요소는 그림 8에서 보는 바와 같이 (1) 무인비행체, (2) 조종사를 대신할 C2(Command & Control) 데이터링크(비행체 탑재 및 지상통제 용)와 지상(또는 공중) 통제장비, (3) 지상지원 장비(시설), 그리고 (4) 운용목적에 맞는 각종 임무장비들로 구성된다(그림 7). 여기서 (2)항의 지상통제장비는 소형 무인기의 임무와 규모에 따라 단순 통제장치(UCB, UAV Control Box) 또는 조종석 환경과 유

49 사한 엄체화 된 지상통제소(GCS, Ground Control System)와 같이 규모와 복잡성 측면에서 다양하다(그림 8). < 그림 7 > 군용 무인항공기 체계구성 요소 < 그림 8 > 단순 리모컨 통제 대비 대형 통제실 나. 감항인증 대상요소 이러한 군용 무인항공기의 시스템을 구성하고 있는 감항인증 대상요소는 기본적으 로 격리된 공역(segregated airspace)에서 운영하는 경우와 FAA, EASA, ICAO 등 국 제적 기관의 장기 로드맵에서 추진하고 있는 민간공역과의 통합운영을 위한 경우로 크게 구분할 수 있으며, 이들은 각각 다음과 같다. 1) 격리된 공역(segregated airspace)에서 운영 시 : 현재 군용으로 운영되고 있는 대부분의 UAV가 이 경우에 속하며, 아래와 같은 감항인증 대상 요소가 있다

50 무인비행체 : UAV 비행체 자체로, 무인비행체 규모(중량)와 형식에 따라 감항 인증 대상 항목수가 달라진다. 지상(또는 공중)통제소 : 군용무인기를 운영할 조종사가 위치하고 있는 원격 공 간으로 무인비행체의 형식과 임무의 복잡성 등에 따라 감항인증 대상 항목수가 달라질 수 있다. 최근 NATO와 미 국방부는 이러한 통제소를 포함하여 서로 다른 비행체-통제소 간 표준화(예, STANAG 4586)를 통하여 상호운용성을 확 보하려는 추세에 있다. 표준화가 이루어질 경우 감항인증 대상 업무가 크게 줄 어들 것으로 예상된다. 데이터링크 시스템 : 군용무인기를 원격으로 제어하고 임무를 수행하기 위한 UAV와 지상통제소 간의 무선 데이터링크 시스템으로 사용되는 데이터링크의 특성(가시선(LOS) 통신, 위성통신, 중복여유도 등)에 따라 감항인증 대상 항목 수가 달라질 수 있다. 조종사 및 임무요원 : 무인기를 조종할 수 있는 인체공학 조건 및 교육을 받고 기량을 갖춘 조종사 및 임무요원으로 운영하는 군용무인기와 임무의 복잡성에 따른 인터페이스 기능 등에 따라 자격요건이 달라질 수 있다. 2) 민간공역과의 통합운영(non-segregated airspace) 시 : 현재까지는 군용 형식인증을 받아 민간 공역을 유인항공기처럼 자유롭게 항행할 수 있는 무인기는 없으며, 군 형식인증서를 받은 항공기라도 해당 국가의 민항당국(CAA, Civil Aviation Authority)의 허락을 받아야만 민간 공역을 운항할 수는 것이 ICAO 및 선진국들의 통례 이다. 이런 경우의 예로는 미국의 대형 고고도용 Global Hawk(2006) 및 이태리 (2008)와 네덜란드(2009)에서 군형식인증서(MTC)를 받은 소형 Raven(4.2 파운드) 기종 정도가 있으며, 소형 무인기의 경우 운영 고도의 제한(통상 400ft 이하로 제 한) 하에서 운영되고 있다. 군용무인기는 물론, 민간무인기도 공히 현재 유인항공 기 공역을 자유롭게 비행할 수는 없다. 무인항공기의 민간 공역 통합운영을 위한 감 항인증 대상 요소는 민간공역 운영체계에 따라 다소 차이는 있을 수 있지만 ICAO, FAA, EASA 등에서 기본적으로 요구하고 있는 내용들을 중심으로 보면 상기 제한 된 공역에서의 운영에 필요한 4가지 기본 요소에 다음과 같은 요건이 추가되어야 한다. C2 Link : UAV가 어떤 위치에 있던 항공교통관제소(ATC)-조종사-UAS 간의 통신이 원활해야 한다. 통신용 주파수의 가용성, 잠복성 및 신뢰성 문제가 있으 며 이는 SAA(See-And-Avoid)의 문제와도 직결되어 있다

51 SAA(See-And-Avoid) 시스템 : 이 시스템은 군용무인기가 공중충돌 및 지상 충돌을 하지 않도록 보고 피하는 능력 이외에도 상대방에게 근접 경고를 주거 나 항공교통 관제요원과 무인기 조종사 간의 조언을 위한 C2 Link 기능과도 연계되어 있다. 여기에는 지상통제소 관측에 의한 Ground-based SAA(GB- SSA)와 무인기 센서에 의한 Airborne Sense-and-Avoid(ABSAA) 시스템이 있다. 고도분리 : 무인기 조종사의 pilot-in-the-loop 시스템 내에서 충돌 방지를 위한 고도분리 알고리듬 개발 및 적용을 통해 공중 및 지면 충돌 가능성을 최 소화 할 수 있다. 이는 SAA 시스템과 연동 또는 미래의 자율 회피 능력과 연 동 시 더욱 안전한 비행을 할 수 있을 것이다. 3. 군용 무인항공기 분류 및 운영개념 가. 군용무인기 분류 무인기의 분류 방법에는 아직 세계적으로 통일된 방법은 없지만, 무인비행체의 크 기 즉, 최대이륙중량(MTOW, Maximum Take-Off Weight)을 기준으로 분류하는 것이 일반화 되어 있다. 감항인증 차원에서 이러한 분류가 타당성을 갖는 이유 중의 하나 는 대형 무인기의 경우는 유인기와 동등한 수준의 감항성을 갖는데 필요한 기체강도 및 모든 세부 시스템을 갖출 수 있어 유인기와 거의 동일한 감항인증 기준을 갖는 반 면, 소형이나 초소형의 경우는 이와 동등한 세부 시스템들을 갖추는 것이 물리적으로 불가능하기 때문이다. 또한, 이러한 중량에 따른 무인기 분류는 해당 무인기가 갖는 운동에너지(아래 공식 (1)) 크기에 따른 분류를 가능하게 함으로써 STANAG 4671이 적용되지 않는 소형 무인기들의 감항인증에 적용할 기술기준을 판단하기 위한 기준으 로 활용될 수 있기 때문이다. 그러나 STANAG 4703의 경우, 최악의 추락속도에서의 운동에너지가 66J 미만의 무인기일지라도 감항인증 대상에서 면제되는 것은 아니라 는 점을 주지하여야 한다. (별지 9, CS-VLS 대 STANAG 4671 대 STANAG 4703 비교표 중, STANAG 4703 ANNEX J 참조) NATO의 경우, 중량에 따른 무인기 분류를 Strategic(600kg 이상), Tactical(150kg 이상 600kg 미만), Small(20kg 이상 150kg 이하), Mini(2kg 이상 20kg 미만), Micro

52 (2kg 미만)의 5가지로 세분화하고 있지만, 미 국방부의 경우는 중량으로 국한하지 않 고 그림 9 및 10에서 보듯이 중량, 운영 고도 및 속도를 기준으로 5가지 그룹으로 분 류하고 있다. < 그림 9 > 미 국방부 UAS 그룹 분류 및 보유 현황( 현재) < 그림 10 > 미 국방부 Roadmap 의 UAS 그룹 분류 도해 본 연구의 주 대상인 150kg 이하의 고정익 소형 무인기에 대한 NATO 인증기준인 STANAG 4703(Draft) 및 750kg 이하의 경량 무인회전익기 인증기준인 EASA의 CS-LURS(v1.0)의 경우, 인체에 치명적인 최소 에너지를 66J을 기준으로 초소형 무인기 감항성 판단 절

53 차를 추가적으로 제시할 것으로 예상된다. 참고로, EASA CS-LURS(v1.0)의 내( 耐 ) 추락성 및 최소 에너지 66J 판단기준에 관한 감항인증기준 및 수용가능한 입증방법 (AMC)을 아래와 같이 제시하고 있다. [요구도] CS-LURS.561 내추락성 (Crashworthiness) (see AMC to CS-LURS.561(b) and (c)) (a) 무선조종 항공기 시스템(RPAS)은 운영자가 CS-LURS.1412(a)(1)에 규정되어 있는 비행종료시스템 (FTS)에 적합하지 않는 한, 기 결정된 인구 밀집지역이 아닌 곳에 적절하게 강제 착륙시킬 수 있도록 성능 데이터가 제공되어야 한다. (Performance data shall be provided to allow the operator to establish the appropriate predefined and unpopulated forced landing areas, unless the RPAS is fitted with a FTS as prescribed in CS-LURS.1412(a)(1).) (b) CS-LURS.1412를 충족하는 CS-LURS.1412(a)(2)에 따라 식별된 강제착륙 지역이 선정된 경우, 무인 회전익기는 비상착륙 조건들에서 손상이 되었을지라도 이러한 조건들에서 지상의 제3자를 보호하기 위하여 아래 (c)항에 규정된 바와 같이 설계되어야 한다. (When a forced landing area identified under CS-LURS.1412(a)(2) is chosen for compliance with CS-LURS.1412, the rotorcraft, although it may be damaged in emergency landing conditions, must be designed as prescribed in subparagraphs (c) of this paragraph to protect third parties on ground under those conditions.) (c) 무인회전익기는 가능한 한 자체 밀폐 기능들을 포함하여야 하며 다음과 같이 설계되어야 한다. (The rotorcraft must include self-containment features as much as practical and must be designed so that ) (1) 부품들(최소한 로터, 변속기, 엔진 및 탑재장비들을 포함한 질량품목들이 고려되 어야 함)의 투사체들이 강제착륙 지역 밖에 있는 제3자에게 잠재적인 상해를 주 지 않아야 한다. (projection of parts (items of mass to be considered include, but are not limited to, rotors, transmissions, engines and payloads) that may constitute a potential injury to third parties, outside the forced landing area, is unlikely,) (2) 무인회전익기는 비상 강제착륙 시 점화원이나 위험한 양의 발화성 액체들이 새지 않아야 한다. (the rotorcraft does not constitute a source of ignition or leak of

54 flammable fluids in hazardous quantities in case of an emergency forced landing, and,) (3) 강제착륙 이후의 어떤 폭발도 강제착륙 지역 밖에 있는 제3자에게 위험을 주지 않아야 한다. (any explosion after the forced landing must not constitute a hazard for third parties outside the forced landing area) [수용가능한 입증방법] AMC LURS.561 (b) and (c) 내추락성 (Crashworthiness) 2. 절차 (Procedure) 2.2.b절 : 강제착륙 구역의 크기는 모의나 시험을 포함한 분석에 의해 결정되어 잘 문서화 되어야 한다. 강제착륙 구역의 크기와 모양을 결정하는 방법은 ICAO의 유인 항공기와 등가안전수준 요구도를 충족하도록 당국에 의해 승인되어야 한다. (ICAO Circular 328 참조) (The size of the forced landing area should be established by analysis, including simulation, and/or test and well documented. The method for determining the size and shape of the forced landing area should be agreed with the Authority in order to comply with ICAO requirements on equivalent levels of safety as manned aviation (Ref. ICAO Circular 328).) 2.2.c절 : 원형의 강제착륙 구역은 회전익기의 강제착륙이나 지면과의 충돌의 결과로 회전익기로부터 떨어져 나가는 위험한 파편들이나 부품들이 발생할 확률이 있는지의 여부에 따라 다음의 두 가지 경우에 기반하여 계산된다. 파편이나 부품이 제3자에게 위험할 수 있는지 여부에 대한 평가는 두 가지 인자, 즉, 해당 파편이나 부품의 충격 계수(충격계수는 파편이나 부품의 중량과 기준 면적 간의 비율임.), 그리고 이들의 운 동 에너지에 기반하여 이루어져야 한다. 파편이나 부품이 낮은 충격계수(즉, 작고 가 벼운 조각)를 가지며 66J 이하의 낮은 운동에너지를 갖는다면 해당 파편이나 부품은 잠재적으로 위험하지 않으며 이는 강제착륙 구역의 계산에서 위험한 투사체로 간주 되지 않아야 한다. (A circular forced landing area could be derived based on the following two cases, depending on whether it is likely or not to have dangerous fragments or parts projected away from the rotorcraft as a consequence of the emergency forced landing or impact with the ground. The evaluation whether a fragment or a part could be dangerous for third parties should be done on the basis of two parameter, i.e. the ballistic coefficient of the

55 fragment or part (the ballistic coefficient is the ratio between the fragment or part weight and its reference surface) and its kinetic energy. If the fragment or part has a low ballistic coefficient (i.e. it is a small light piece) and has a low kinetic energy, less than or equal to 66 J, then the fragment or part is not potentially dangerous and it has not to be considered as a dangerous projected part in the calculation of the forced landing area.) 2.2.c(1)의 피해반경 D = K (W 1/3 TNT ) 에서 : K는(k계수) 특정의 폭발압력 수준에 해 당하는 조정계수이다. 이 k계수는 수용될 수 있는 손상의 정도를 나타낸다 : 이 값이 작을수록 손상 수용 가능성이 더 커진다. 이 k계수는 거리 D에서 3.5psi의 최대폭발 압력이 되도록 선정되어야 한다. 이 k계수는 폭발 압력 뿐만 아니라 DoD STD DoD Ammunition and Explosive Safety Standards 문서에 나와 있는 등가 TNT 총 중량의 함수이다(각주 14 참조). (K (the K- factor ) is a scaling factor that correspond with specific blast overpressure levels. The K factor represents the degree of damage that is acceptable: the lower the factor, the greater the acceptance of damage. For the determination of the forced landing area, the K factor should be selected such that a maximum blast overpressure of 3.5 psi 22) is experienced at the distance D. The K-factors in function of the blast overpressure, as well as the net TNT equivalent weights can be found in the document DOD STD, DOD Ammunition and Explosive Safety Standards.) 22) DoD STD DOD AMMUNITION AND EXPLOSIVES SAFETY STANDARDS (Change 2, August 21, 2009)는 보호되지 않은(Unbarricaded) 한계거리(intraline distance, ILD)를 18W 1/3 ft[7.14q 1/3 m] - 3.5psi[24kPa]로 이 거리 내에서는 다음과 같은 영향이 있다고 규정하고 있음. - C 폭발의 직접적인 전파가 예상되지 않음. (Direct propagation of explosion is not expected.) - C 해당 노출된 지역(ES)에서는 화재의 직접적인 결과로서 또는 장비 고장의 결과로서 지연 된 폭발 효과가 발생할 수 있음. (Delayed propagation of an explosion may occur at the ES, as either a direct result of a fire or as a result of equipment failure.) - C 보강되지 않는 건물들은 총 교체비용의 약 50% 또는 그 이상의 손상을 받을 수 있음. (Damage to unstrengthened buildings may approximate 50 percent, or more, of the total replacement cost.) - C 사람에게는 2%의 고막 손상을 줄 수 있음. (There is a two percent chance of eardrum damage to personnel.) - C 개인은 파편, 조각, 불똥 또는 기타의 물체들로부터 심각한 상처를 받을 수 있음. (Personnel may suffer serious injuries from fragments, debris, firebrands, or other objects.) - C 파편들이 화물선 갑판 및 상부구조물에 손상을 줄 수 있으며 고압이 갑판 상의 문이나 격벽들을 뒤틀리게 할 수 있음, (Fragments could damage the decks and superstructure of cargo ships and overpressure could buckle their doors and bulkheads on weather decks.) - C 항공기가 폭풍으로 인한 상당한 구조 손상을 받을 수 있음. 소량의 폭발물들이 포함되어 있을 경우 파편 및 조각들이 18W 1/3 [7.2Q 1/3 ] 공식에 의해 계산된 거리에 있는 항공기에 심각한 손 상을 줄 수 있음. (Aircraft can be expected to suffer considerable structural damage from blast. Fragments and debris are likely to cause severe damage to aircraft at distances calculated from the formula 18W 1/3 [7.2Q 1/3 ] when small quantities of explosives are

56 위에서 보는 바와 같이 새로 작성되고 있는 중 소 초소형 무인기들의 감항인증 기 준들은 무인기가 지상의 사람에게 치명적인 피해를 줄 수 있는 에너지 기준을 66J로 설정하고 있다. 또한 이를 입증하는 데 사용하는 방법은 ICAO 신규정 ICAO Circular 328의 법적 골격인 equivalent level of safety with manned aircraft 에 두고 있으며, 피해 반경 계산에 미 국방부의 폭발물 안전규정을 근거로 활용하고 있다는 점이 특이 하다. 이렇듯 새롭게 작성되고 있는 감항인증 기준들은 민 군을 가리지 않고 범세계적 인 표준들을 공통적으로 활용하는 추세에 있다. 나. 군용 무인기의 운영개념 많은 군사전문가들이 무인체계가 미래전력의 핵으로 부상할 것으로 예상하고 있으 며, 세계 각국도 무인기 분야에서 스텔스, 무장운용, 전략 및 전술 감시, 항모/야지에서 의 수직 이착륙 등 다양한 기술을 선보이고 있다. ICAO, EASA, FAA 등이 민간무인 기에 대해 예상하는 것보다 군용무인기 분야는 훨씬 더 빠른 성장세를 이어 갈 수도 있다. 한편 NATO는 연합작전 시 서로 다른 연합국 군용 무인기의 효율적인 운용을 위 한 상호운용성에 대한 운영개념을 부각시켜 왔으며, 2002년 상호운용성을 위한 규격인 STANAG 4586을 제정하여 NATO 소속 국가가 군용무인기 개발 시 이 규격을 따르도록 하고 있다. 그 목적은 연합국들이 자신의 UAV와 지상 통제소를 합동으로 지원함으로써 공통의 지상 통제소 인터페이스를 통한 실시간 UAV 데이터와 정보를 공유하도록 하는 것이다. STANAG 4586에서 제시하고 있는 5단계의 상호운용성 수준은 다음과 같다. Level 1 : UAV 관련 탑재장비 데이터의 간접 수령/송신 Level 2 : 지상통제소가 대상 UAV와 직접 통신이 가능할 경우 첩보, 감시, 정찰 (ISR) 데이터의 직접 수령 Level 3 : 첩보, 감시, 정찰(ISR) 데이터 및 기타 데이터의 직접 수령에 추가하여 대상 UAV 탑재장비 제어 및 감독 involved.) - C 수송 차량들은 주로 몸체 패널들의 흠집과 내파성 창유리의 금이 가는 것들로 구성되는 심각하지는 않으나 광범위한 동체 및 유리 손상을 받음. (Transport vehicles will incur extensive, but not severe, body and glass damage consisting mainly of dishing of body panels and cracks in shatter-resistant window glass.) - C 통제. 잠재적 폭발지역(PES)의 적합하계 설계된 강화 건물이나 노출된 지역(ES)에 있는 보호 건물. 필요한 보로를 제공하지 못하는 불충분한 거리에는 이러한 건축물이 권장됨. (Control. Suitably designed suppressive construction at PES or protective construction at ES may be practical for some situations. Such construction is encouraged when there is insufficient distance to provide the required protection.)

57 Level 4 : UAV 제어 및 감독 발진 및 회수 기능은 없음. Level 5 : UAV 제어 및 감독 발진 및 회수 기능 포함 또한 NATO 창설 주관국인 미국은 이러한 NATO의 군용무인기 통합 운영 개념에 한 발 앞서 미 DoD 산하의 모든 유인-무인 시스템을 통합 운영하는 개념을 담은 DoD Unmanned Systems Integrated Roadmap FY 에서 그동안의 군용무인기가 감시정찰, 표적획득, 공격, 피해분석 등의 단독 임무 위주로 운영해 왔다면 미래에는 팀워크 작전운영 중심으로 운영 개념을 바꾸어 나갈 것을 제시하고 있다. 아래 그림 11은 이 Roadmap에 나와 있는 유인-무인 시스템 통합 운영 개념이다. < 그림 11 > 미 국방부 Roadmap의 유인-무인 시스템통합 운영개념도 (Manned-Unmanned Systems Integration Capability (MUSIC)) 이렇듯 장래의 군용무인기 운영 개념은 시스템 운용의 효율성을 제고하기 위한 상 호운용성을 강조하고 있으며, 우리나라의 경우도 군용무인기 개발 시 항상 겪게 되는 주파수 할당의 문제, 시스템마다 서로 다른 형태의 통제소, 분리된 운용 개념 등으로 부터 상호운용성 강화 쪽으로 전환할 필요가 있다. 본 연구에서 제시하는 상호운용성 을 위한 장비의 표준화, 모듈화 등과 같은 감항인증 및 운영측면에서의 주요 내용을 요약하면 아래와 같다 23). 23) <별지 3> 한국항공운항학회 2014 춘계학술대회 발표논문 무인항공기 상호운용성 확보를 위한 표준화 설계 방안 (A Study for Standardization Design for Establishing UAV Inter- operability) <

58 [상호운용성을 위한 표준화 설계] 1. UCS 및 UAV 간의 상호운용성을 제공하는 데이터링크 인터페이스 요소 시스템의 상호운용적인 연결성 및 상호운용성을 제공하는 데이터링크 시스템을 규정하고 있는 명령 및 통제 (C2) 데이터 링크 표준을 적용한 데이터링크 설계가 필요하며 이 표준 을 위한 구체적이고 기술적인 내용은 STANAG 4586 Annex B Appendix 1을 참고하여 설계에 적용하는 것이 바람직하다. 이 표준서에서 정의하고 있는 비행체(AV)-통제데이터터 미널(CDT)-무인기통제시스템(UCS) 간의 데이터링크 인터페이스(DLI)에는 다양한 종류의 비행체들과 지상통제 시스템들 간의 통신이 가능토록 하는 표준 메시지와 양식들을 제공한 다. 이 표준 메시지 세트에는 최소한 다음 요소들에 대한 통제 및 상태에 관한 메시지가 포함되어야 한다. - 비행체 - 탑재장비 - 데이터링크 - 주의 및 경고사항 이 중 비행체 고유모듈(VSM, Vehicle Specific Module)로 정의하고 있는 DLI 인터 페이스 요소는 기존의 1 : 1 비행체-통제 소 방식에는 없는 것으로 각 비행체가 갖 고 있는 고유의 특성을 (즉, 비행체 형식, 탑재임무장비 등) 담고 있는 모듈로서 해 당 비행체 내부에 탑재하거나 또는 지상 통제소에 설치 또는 양쪽 모두에 설치될 수 있다 즉, 이는 무인기 상호운용성에 있어서 핵심 기능이며 이에 대한 개념 설 계가 상호운용적인 구도 성공의 열쇠라 할 수 있다. 아래 그림 4는 이 VSM의 운영 개념이 다. 그러나 운영자 입장에서는 이 VSM의 실체는 알 필요가 없으며 현재 자신이 실시간적 으로 통제하는 비행체의 형태(기종, 엔진 수 및 작동상태 등), 탑재장비의 종류(영상, EO/ IR, ESM, 무장 등), 데이터링크 연결 상태 등만 사람-컴퓨터 인터페이스(HCI, Human Computer Interface)를 통해 인지 및 통제하도록 하면 된다. 2. 임무 단계별 시스템 기능 설계 임무 단계별 DLI 기능은 모든 무인비행체 및 탑재장비 형태에 관계없이 일관되게 적용되는 기능과 비행체에 고유한 기능들이 있다. 상호운용성 설계를 위해서는 임무 단계별 비행체 고유의 기능들은 대부분 상기 VSM 기능에 포함시키는 것이 일반적이다. 아래 표는 임무 고심재(방위사업청 감항인증자문위원)> 참조

59 단계별 공통 및 비행체 고유 기능을 구분한 내용이다. Mission Phase Common Functions Vehicle-Specific Functions 비행 전 이륙 침투/이탈 상호운용적 임무 계획 임무계획 업로드 검증 BIT 임무 Go/No-Go 국지관제통신 이륙점검 UCS/UAV 통신 이륙 허가 획득 임무수행 모니터 능동방사장비(예, 레이더) 작동 비행체 가용성 비행계획 검증 링크상실 대책 비행체 고유 BIT 탑재장비 검증 및 BIT 비행전 점검 UCS/비행체 통신 및 시간 동기화 지상활주 패턴/계획 수행 지상안전사항 모니터 발진 임무중단 절차 관리 UAV 고유 이관 데이터 관리 주 임무 귀환/착륙 일반적인 탑재 장비 통제 탑재장비 데이터 취급 임무 수행 모니터 시스템 상태정보 모니터 항공관제 협조 귀환 절차 수행 상세 시스템 상태 모니터 탑재장비 고유의 통제 및 모니터 탑재장비 고유의 데이터 취급 접근비행경로 확보 및 유지 착륙절차 수행 지상활주절차 수행 엔진정지/안전점검절차 수행 임무 종료 보고 임무수행 요약 보고 비행체 정비현황 보고 지상통제소들 간 UAV 이관 관리 임무수행 모니터 상세 비행체 상태 모니터 임무단계 모니터 링크상실 비상절차 수행 및 일반적인 비행체 상태 모니터 비행 중 단계에 모니터 및 경고내용 확인 무관한 사건 운영자 통제모드 관리 실시간 행 경로 재 계획 세부계통들의 CBIT DGPS 다중 항공기 통제 오차보정 데이터 기록 및 통제데이터터미널 통제 상태 확인 및 초기화

60 3. 명령 및 통제 인터페이스(CCI, Command and Control Interface) 설계 무인기 상호운용성 목적을 달성하기 위해서는 다양한 탑재임무장비를 갖고 있는 복수의 무 인비행체들이 획득한 정보자산을 지상에 있는 다양한 정보요구 부서들에게 효과적으로 전 달하도록 시스템이 구성되어야 한다. 명령 및 통제 인터페이스(CCI)는 이를 구현할 수 있 도록 해주는 기능으로 데이터링크 인터페이스와 함께 무인비행체 상호운용성에 있어 핵심 요소이다. 즉, CCI는 기존의 무인비행체 소유자만이 획득할 수 있는 정보자산을 필요 부서 가 실시간 적으로 직접 활용할 수 있도록 해주는 인터페이스이다. 아래 그림은 기존의 UCS 시스템과 상호운용적인 시스템의 차이와 CCI와 UCS 간의 인터페이스 개념을 보여준다. 4. 결론 결과적으로는 무인기 운용을 위한 부족한 주파수대역과 지형적으로도 협소한 우리나라의 경우 무인기 상호운용성은 가까운 미래에 필연적으로 대두될 것으로 판단된다. 그러나 상호 운용성의 요체인 DLI 및 CCI 등의 인터페이스 설계를 위해서는 현재 진행 중인 사업적인 규 모에서는 불가능하며 NATO나 미국의 경우처럼 국가적 차원의 표준화 연구가 선행되어야 할 것이다

61 4. 군용 무인항공기 안전에 관한 해외사례 및 분석 가. 군용 무인항공기 개발 및 운용 현황 분석 미 국방부 UAS 로드맵에 의하면 현재 전 세계적으로 약 32개 국가들이 250개 이 상의 UA 모델을 개발하거나 제작하고 있으며 41개 국가들이 약 80개 형식의 UA를 주로 정찰 목적으로 운영하고 있다. 표 4는 세계 주요 항공선진국의 정찰용 무인기이다. 국가 전술기 특수임무기 장기체공형 가시권 외 근거리 해상용 침투용 중거리 장거리 미국 Dragon Eye, FPASS, Raven Hunter, Shadow Pioneer Fire Scout J-UCAS Predator Global Hawk 프랑스 Tracker Crecerelle, MCMM CL-289 Neuron Eagle 1 MALE 독일 Luna Brevel Seamos CL-289 Eurohawk 영국 Phonix, Hermes 180 J-UCAS Hermes450 이태리 Mirach 26 Falco Mirach 150 Neuron Predator 이스라엘 Scout/ Searcher Hermes450 Heron 러시아 Shmel/ Yak61 VR-3 Reys VR-2 Strizh < 표 4 > 주요 항공선진국 정찰용 무인기(청색 이태릭체는 개발 중인 무인기) 또한, 현재 전 세계에서 운용 또는 개발 중인 무인기의 종류와 수를 정확히 파악 할 수는 없으나, 미 국방부에서 정리한 현황을 보면 전 세계의 무인기 제작 국가들은 그림 12와 같으며, 주요 국가들의 상세 내역은 아래 표 5와 같다. 이를 분석하면 다 음과 같다. 미국(76개 기종)에 이어 이스라엘(27개 기종)이 두 번째로 다양한 기종을 개발 및 운영하고 있음. 현재 전 세계적으로 약 170여종의 무인기를 개발 운영 또는 개발단계에 있으며, 이 중, 과반수인 90여종이 STANAG-4671(150kg) 기준 적용에서 제외된 경 고정 익무인기 또는 경 회전익무인기 계열임

62 경 무인기에는 대부분 소형의 4기통, 2기통, 로터리 엔진을 채택하고 있으며, 미니 (2 20kg)급 및 초미니급(2kg 이하) 무인기들 중 많은 기종에서 전기식 엔진을 사용하고 있음. 현재 Draft version인 STANAG 4703 및 CS-LURS V1.0 기술기 준에서 전기식 엔진에 대한 기준을 제시하고 있음. < 그림 12 > 전세계 UAS 제작 국가들(UAS MANUFACTURING COUNTRIES) 전세계 군용무인기 개발 및 운용 현황을 종합하면, 현재 군용 무인기의 대부분을 미군과 이스라엘 군이 사용하고 있으며, 이 두 국가를 제외한 나머지 국가들의 무인 기는 대부분 정찰 목적의 무인기이다. 중량에 따른 감항인증 기준 측면에서 보면, 절반 이상의 기종들이 현재 별도의 기준이 제정되어 있지 않은 경 회전익무인기 및 150kg 이하의 고정익무인기들로 구성되어 있고, 이 시스템에 대한 각 국가별, 군별 감항인증 제도와 절차가 상이하여 우리나라의 경우 이런 급의 무인기의 비행안전성 증진을 위해 서는 항공 선진국들 및 세계적인 항공 기구들에서 진행 중인 감항인증 기준 제정 추 세와 현황을 분석하여 적용하여야 한다. 아래 표 5는 2012년 말 현재 세계 각국의 무 인기 운영 또는 개발 현황이며, 이 중 적색으로 표시된 부분은 적용할 감항인증 기술 기준이 없는 등급의 형식과 중량의 무인기이다

63 순번 국가 명칭 범주 형상 엔진 1 MTOW (kg) 제원(m) 폭/길이 순항속도 (kts)/ 체공시간(h) CLAWS Close range Conventional 전기엔진 /? 35/1 AAI Coporation, MD 제작사 2 Shadow 200A Tactical Conventional 3 Shadow 200B Tactical Conventional 4 Shadow 400 Tactical Conventional 5 Shadow 600 Tactical Conventional UAV Engines AR741 rotary UAV Engines AR741 rotary UAV Engines AR741 rotary UAV Engines 801 rotary /3.4 85/5-6 "? 4.29/3.4?/>7 " / /5 " 265 6,8/4.8 75/12-14 " 6 Manta Short range Conventional 2.2ci Two stroke /? 35-70/<7 미국 7 Silver Fox Short range Conventional 91Ci Four stroke gasoline / /<20 min Advanced Ceramics research, AZ " 8 Dragon Eye close range Conventional Electric >2 1.15/0.9 35/50 min AEROVIRONMENT, CA 9 Hawkeye ULAV Tandem wing Glider in/46 in 10 Helios HALE+ Flying wing Electric/fuel cell /3,6 75/? " 24/6 months " 11 Pathfinder Plus HALE+ Flying wing Electric /3.6 17/>14 " 12 Pointer close range Conventional Electric /1.8 <45/1.5 " 13 Puma close range Conventional Electric / /4 "

64 14 Raven close range Conventional Electric / /75 min 15 Skytote ULAV Winged VTOL Wankel UEL AR801? 2.4/- - " " 16 istar close range Shrouded fan VTOL Electric (0.15 m version) <50/<1 Allied Aerospace, VA 17 Onyx ULAV Parasail Combustion /? - Atair Aerospace, NY 18 Excalibur Tactical Conventional Gas turbine 1, /- 460/3 Aurora Flight Sciences, VA 19 Golden Eye-50 Close range 20 Golden Eye-100 Short range Shrouded fan VTOL Shrouded fan VTOL 21 Brumby Mk 3 Short range Canard wing 22 Brumby Mk 4 Short range Conventional 23 Kingfisher Mk 2 Tactical Conventional Electric /- 100/1 " UAV Engines AR741 Desert Aircraft DA-150 Desert Aircraft DA-150 Motore-engine 3W-240 ib2hp 68 3/1.7(높이) <156/4 " / /50 min BAE Systems, NY & Australia / />1 " /4.2 60/3 " 24 Dragon Drone Close range Delta wing Two stroke 3 2.4/1.5 50/3 25 Isis Medium tactical Conventional 38hp UAE Engines Rotary BAI Aerosystems (L3 Communications), MD /4.5 70/12 " 26 Tern Short range Conventional 100cc two stroke / /4 " 27 Tern-P Short range Conventional 150cc two stroke / /4 " 28 HV-911 Eagle Eye TUAV Tilt rotor 29 A160 Hummingbird MALE Helicopter Pratt & Whitney PW200/55 Supercharged combustion 1, / />6 Bell Helicopter Textron, TX 2,270 >10.2/ /30-40 Boeing Integrated Defense Systems, MO

65 30 MD530F Unmanned Little Bird Medium tactical Helicopter 31 X-45A UCAV Flying wing 32 X-45C UCAV Flying wing 33 X-50A Dragonfly Medium tactical Canard rotor wing 34 ScanEagle A15 LALE Flying wing 35 CyberScout Small VTOL Canard wing Rolls-Royce 250-C30R Honeywell F General Electric F D Williams International F112 Motore-engine 3W series Miniature gas turbine 1, /8.79 -/8-10 " 5, /8 550/3 " 16, / /- " /5.39 <160/- " /1.2 49/15 Boeing Integrated Defense Systems-The Insitu Group, WA /1.5 87/45 min Cyber Defense Systems, FL 36 D1 LALE Joined wing Combustion /1.7 60/18.5 Dara Aviation, WA 37 DP-4X Tactical VTOL Helicopter Two stroke 65 3/2.1 -/8 Dragonfly Pictures, PA 38 DP-5X Tactical VTOL Helicopter Two stroke - - -/7.7 " 39 Neptune TUAV Delta wing-body LAE / /4 DRS Unmanned Technologies, TX 40 Sentry TUAV Delta wing Herbrandson / /4 " 41 Sentry HP TUAV Delta wing Herbrandson / /4 " 42 Altair HALE Conventional Honeywell TPE331-10T 3, / /<40 General Atomics Aeronautical Systems, CA 43 Altus II HALE Conventional Rotax turbocharged / /24 "

66 44 GNAT IGNAT ER Medium tactical Medium tactical Conventional Rotax /5 <120/>40 " Conventional 46 Mariner MALE+ Conventional 47 MQM-1 Predator A MALE Conventional Rotax 914 turbocharged Honeywell TPE Rotax 914 turbocharged 1,043 17/8 <125/40 " 4, / /49 " 1,043 17/ /40 " 48 Dakota Short range Conventional Combustion 100 -/- <100/6 Geneva Aerospace, TX 49 RQ-37 HALE Conventional two BR710 turbojets 21, / /15.5 Gulfstream Aerospace, GA 50 OAV Class II Small VTOL Ducted fan Diesel /- 30/2 HONEYWELL, NJ 51 Inventus E Small Flying wing Electric ft/- 38/300 Lew Aerospace, NV 52 S-1 LALE Flying wing 15hp Combustion ft/- 60/- " 53 Desert Hawk Mini Conventional Electric / /1 Lockheed Martin Aeronautics, TX 54 Multipurpose UAV Tactical Folding wing Turbofan 4,082 -/5.8 -/- " 55 BAT 3 Short range Conventional Zenoah G-26 two stroke < /1.43 <45/2.5-6 MLB, CA 56 Mako TUAV Conventional 10.5hp Two stroke / /8 Navmar Applied Sciences Corporation, PA 57 Tiger Shark TUAV Conventional 30hp Combustion / /12 " 58 Arrow TUAV Conventional Rotax 100hp 680 7/5.8 55/- NEANY, MD 59 Hunter II MALE Twin tail boom Rotax 914 baseline 1, /9.3 70/<44 Northrop Grumman, CA 60 RQ-4A HALE Conventional Rolls Royce AE3007H 11, / >345/30 "

67 61 RQ-4B HALE Conventional 62 RQ-8A VTUAV Helicopter 63 RQ-*B VTUAV Helicopter 64 X-47A UCAV Diamond flying wing Rolls Royce AE3007H Rolls Royce M250-C20W Rolls Royce M250-C20W 14, /14.5 -/>30 " 1, / /<3 " 1, /7 125/5 " JT 15D-5C turbojet 2, /8.5 -/- " 65 APV-3 Short range Conventional 31cc Honda ft/ - 39/8 RnR Products, CA 66 Vigilante Model 502 TUAV Helicopter Rotax 914 Turbocharged 499 7/7.9 <117/9 67 Archangel LALE Flying wing Combustion / /30 Science Applications International Corporation (SAIC), CA Systems Research and Design Corporation, FL 68 Super Archangel LALE Flying wing Combustion / /16 " 69 Wraith Medium tactical Flying wing Combustion /- 8.5 " 70 M65 Small VTOL Helicopter 63.88cc two stroke / /5 Tactical Aerospace Group, CA 71 M80 Small VTOL Helicopter 76.8cc two stroke / /8 " 72 M2600 VTOL Helicopter 2600cc combustion / />2 " Medium US Naval Research 73 Duster tactical Conventional Combustion 136 6/ /22 Laboratory, Washington DC 74 Finder Medium Conventional Combustion /1.6 65/7.5 " tactical 75 Spotlight Short range Flying wing /- 45/- " 76 Kingfisher II Tactical Seaplane Pratt and Whitney PW528B 4, / /8-10 Vought Aircraft Industries, TX

68 77 Aerolight Close range Conventional Combustion 40 4/2.56?/5 Aeronautics Defense Systems 78 Aerosky Short range Conventional Combustion /3.05?/5 " 79 Aerostar Medium tactical Conventional Combustion /4.4?/14 " 80 Dominator MALE Flying wing 160hp Lycoming 800 8/ />30 " 81 Orbiter Short range Flying wing Electric /1 <75/90 " 82 Blueye Medium tactical Parafoil Combustion / /8 Blue Bird Aero Systems 83 Boomerang Close range Flying wing Electric 5 2.4/ /2 " 84 Spy-Eye Short range Parafoil Combustion / /3 " 85 Hermes 180 Tactical Conventional AR741rotary 200 6/ />10 Elbit Silver Arrow 86 Hermes 450 Medium tactical Conventional TAR rotary /6.2 80/24 " 87 이스라엘 Hermes 450S Medium tactical Conventional AR rotary /6.1 79/20 " 88 Hermes 1500 MALE Conventional Twin rotax 914 1,500 10/ />40 " 89 Seagull Close range Flying wing Electric 20-40/4 " 90 Skylark Close range Conventional Electric / /2 " 91 Blue Horizon II Medium tactical Canard wing Rotary 180 6/3.2 70/17 EMIT Aviation 92 ASIS Medium tactical Conventional Combustion /6.4 55/5-20 INNOCON 93 Mini Falcon TUAV Conventional 3W 200cc / /5 " 94 ALO Short range Conventional 9hp two stroke / /2 " 95 SIVA TUAV Conventional 50hp Rotax two stroke 300 6/4 <92/6 " 96 Bird Eye 100 Close range Conventional Electric / /1 IsraeliAircraftIndustries(IAI) 97 Bird Eye 400 Close range Flying wing Electric 4.1 2/0.8 -/80 min "

69 98 Bird Eye 500A Short range Conventional Electric 5.5 2/ /100 min " 99 Bird Eye 500M Short range Conventional Electric /1/62 -/1 " 100 Heron MALE Conventional Rotax 914 Turbocharged 1, /8.5 -/<51 " 101 Hunter Medium tactical Conventional Dual 68hp 4 stroke /6.9 -/12 " 102 Ranger TUAV Conventional Goebler-Hirth 42hp /4.81 -/8 Oerlikon Contraves-RUAG Aerospace-IAI, Switzerland & Israel 103 Skylife Close range Conventional Electric 6 1.7/ RAFAEL 104 Azimut Close range Conventional Electric 9 2.9/ / min Alcore Technologies 105 Biodrone Close range Conventional Electric / Futura 107 AVE Medium tactical UCAV demonstrator 40/ min Delta wing Mini turbojet 70 2/2 186/70 min " Delta wing body 2x AMT Turbojets /2.4 >270/- Dassault Aviation, France 108 Neuron UCAV demonstrator Flying wing? 5,000 10/10 -/- " 109 프랑스 Eagle 1 MALE Conventional Rotax 914 1, / /30 EADS-IAI, France 110 Crecerelle TUAV Delta wing Combustion / /3-5 SAFRAN (formerly SAGEM), France 111 Merlin Close range Tandem wing Electric 6 1.6/ />1 " 112 Sperwer TUAV Delta wing Two stroke /3 <130/6 " 113 Sperwer B Medium tactical Canard delta wing 70hp two stroke - 6.2/3 -/12 " 114 Buteo Close range VTOL Electric - 0.5/0.7 -/- TECKNISOLAR-SENI, France 115 Coccinelle Close range Oval wing Electric g 1.3/1.4,45/0.5 " 116 DER / Bourdon Close range Oval wing Electric /59 min " "

70 117 CL-289 LADP Missile Rolls Royce BMW T / /<1 EADS, Germany 118 Euromale MALE+ Conventional Pratt and Whitney PT6A 3,600 26/13 230/>24 " 119 FOX-AT Short range Conventional Limbach 22hp / /3 " 120 Orka-1200 VTOL Tactical Helicopter Combustion /6.22 <105/8 " 121 Scorpio Close range Helicopter Combustion /1.7 20/1 " 122 Surveyor 600 LADP Missile MicroTurbo TMS / /1- " 독일 123 Aladin Short range Conventional Electric / /1 EMT, Germany 124 Fancopter Close range Ducted fan Electric /na -/>15 " 125 Luna TUAV Conventional Two stroke, 8hp / /4 " 126 X-13 TUAV Flying wing Heavy fuel / /6 " 127 Carolo P70 Mini Conventional Electric /0.46 -/20 Rheinmetall Defence Electronics, Germany 128 Carolo T140 Mini Conventional Electric /1 -/ KZO TUAV Delta wing Two stroke / />4 130 Cybird 2 Short range Conventional TJT-3000 Eagle? 2.5/3.2 <227/90 ADI Ltd., Australia 131 Firefly 600 Mini armed Flying wing Combustion? 0.6?/20 " 132 Pelican Observer Conventional Conventional 3W 17hp 30 5/2.3 95/4 ADRO UAV Systems 133 Aerosonde Mk 4.1 LALE Conventional Powerplant EFI 24cc engine /2.1 40/36 AEROSONDE 134 호주 Avatar P-1 Close range Conventional Electric /1.3 -/1 CodarraAdvancedSystems 135 i-foil TUAV Parasail hp Rotary Heavy Fuel /- <21/8-10 V-TOL Aerospace, Australia 136 Phantom Medium Aerospace Rotary tactical Helicopter 50hp-90hp 250 -/5.75 <65/12 " 137 Seeker TUAV Helicopter 2-Stage Gas 35 -/ /100 min " Generator Turbine 138 이태리 Sky-X (May 03 configuration) UCAV Low observable Turbojet 1, /6 386/? ALENIA

71 139 Sky-X (May 04 configuration) UCAV Low observable Turbojet 1, / /? " Falco Sky-X (May 05 configuration) UCAV Medium tactical Low observable 142 Nibbio LADP Missile Microturbo TR I60-5/268 1, / /? " Conventional 75hp turboprop /5.25 <125/8-14 Galileo Avionica, Italy Microturbo TRS 18-1 turbojet /4.1 -/- " 143 Nibbio II LADP Missile Turbojet 400 -/- -/- " 144 RQ-2C Pioneer TUAV Conventional UEL AR-741 rotary / /5.5 Pioneer UAV, MD 145 Silent Eyes Mini Tandem wing Glider - 0.7/ /- RAYTHEON, AZ 남아프리 카 Vulture TUAV Conventional 38hp fuel injected /3.1 65/3-4 Intelligence Vulture Intelligence Vulture 149 Seeker Mk II/III AdvancedTechnologiesandEn gineering(ate), TUAV Conventional 38hp fuel injected /3.1 65/3-4 " TUAV Medium tactical Conventional Conventional Heavy fuel proposed Limbach L550E two stroke /3.1 65/3-4 " 40 7/4.4 70/15 Denel Aerospace Systems (KENTRON) 150 Bataleur MALE Conventional Rotax 914 Turbocharged /- 135/18-24 " 151 ASN-15 Short range Conventional Combustion /3 <50/1 China National Aero Technology Import and Export Corporation (CATIC), China 152 중국 ASN-105B TUAV Conventional Combustion /5 <110/7 " 153 ASN-206 TUAV Conventional Combustion /6 <115/8 " 154 WZ-5 Medium tactical Conventional Turbojet 1, / /0.5 "

72 155 Luch Conventional Turbojet??? RIA Novosti 156 Filin-100 Short Range Conventional Combustion??? 157 러시아 Eleron-100 Short Range Delta Wing???? 158 ZALA Short Range Helicopter???? 159 FILUR 스웨덴 160 SHARC UCAV demonstrator UCAV demonstrator Flying wing AMT HP Olympus / /20 min SAAB Aerospace, Sweden Conventional AMT Olympus /2.5 <170/- " 161 APID Mk 5 Short range Helicopter Petrol > /2.8 >55/4-6 SCANDICRAFT, Sweden 162 RPH-2 Short range Helicopter Fuji Robin Two stroke 163 일본 RMAX Type II Close range Helicopter 2 Cylinder / /4.4 <65/3.5 Fuji Heavy Industries, Japan Yamaha Motor Company, Japan 164 RMAX Type IIG Close range Helicopter 2 Cylinder /3.63 " Shrouded fan Singapore Technologies 165 Fantail Close range VTOL Combustion /0.84 <70/1 Aerospace, Singapore 166 싱가포르 MAV-1 TUAV Conventional Microturbo 80 3/- 85/30 min " 167 Skyblade Short range Conventional Electric 5 1.7/0.7 30/1 " 168 Pawan Short range /24 AeronauticalDevelopment 인도 169 Rustam , /24 " 170 오스트리 아 171 캐나다 173 말레이시 아 Camcopter 5.1 Short range Helicopter Two stroke /- 50/6 SCHIEBEL, Austria CQ-10A Snowgoose Eagle ARV ULAV Parasail Combustion - -/2.8 34/>14 MMIST, Canada Optionally piloted medium tactical Canard wing Combustion / /10 < 표 5 > 2012년 말 현재 세계 각국의 무인기 운영 또는 개발 현황 (적색 글씨는 적용할 감항인증 기술기준이 없는 등급의 형식과 중량의 무인기) CompositesTechnologyResear ch

73 나. 군용 무인항공기 안전제도에 관한 해외사례 분석 군용 무인항공기 안전제도는 본 연구의 주요 내용 중의 하나인 무인기 개발 및 획 득과정에서의 시스템 안전(설계, 제작)과 운영 시 국가항공공역(NAS, National Aero- Space) 내에서의 공중충돌과 추락 시의 제3자(인원 및 자산에 대한)에 대한 피해를 예방하기 위한 제도로 구분할 수 있다. 이 중, 시스템 안전(설계 및 제작)에 대해서는 감 항 인증 기준 충족 시 발행하는 형식인증서, 감항인증서, 유지감항지침 등에 의해 인 증당국이 안전성을 보장하는 반면, 운영 시 발생할 수 있는 공중충돌이나 제3자에 대 한 피해를 예방하기 위한 기준은 상당히 제한적이어서 현재로서는 (1) 법적으로 운영 제한 (인구 밀집지역 및 일정고도(400ft) 이상 운영 금지), (2) 충돌에너지 기준(66J 유 력)을 기준으로 소형 무인기 추락 시 피해 판단, (3) 민항당국과 군 운영부서 간 협조 를 통한 한시적 특별감항인증서 발행 등 소극적 안전제도에 머물러 있는 상황이다. 여 기서, 대형 참사로 이어질 수 있었던 군용(또는 민간용) 무인항공기가 민간유인기들과 의 near miss 사례를 소개하면 아래와 같다(항공정보포탈시스템 2014년 6월 25일 자 에어진 에 실린 FAA 통계자료 인용). 민간 항공기에 무인기 경계령 충돌 위험 급증 [ Airzine 기사] 美 연방항공청 "무인기 활용 증가로 위험한 근접 사례도 늘어" 최근 무인기(드론) 사용이 급증하면서 민간 항공기가 위험에 처하는 경우도 늘어난 것 으로 나타났다. 워싱턴포스트(WP)는 공항이나 민간 항공기에 무인기가 위험할 정도로 접근한 사례가 지난 2년간 15건으로 집계됐다고 미국 연방항공청(FAA) 자료를 인용해 23일(현지시간) 보도했다. 자료에 따르면 지난 5월 29일 뉴욕의 라 과르디아 공항으로 착륙 중이던 민간항공기 조 종사가 길이 4m 안팎의 날개가 달린 검은색 무인기를 목격한 뒤 FAA에 신고했다. 맨해 튼 1천600m 상공에서 벌어진 일이었다. 같은 날 로스앤젤레스 국제공항 2천m 상공에 서도 2대의 민간항공기가 쓰레기통 크기의 무인기와 스쳐 지나갔다. 무인기가 항공기에 얼마나 가깝게 접근했는지와 해당 항공기의 소속사는 공개되지 않았다. FAA 간부들은 등록되지 않은 무인기의 경우 추적할 수 없고, 누가 조종하는지도 알 수 없다고 밝혔다. 미국 항공우주국(NASA) 자료는 FAA보다 훨씬 생생하게 위험을 묘사했다. 지난해 7월 뉴욕 라 과르디아 공항 7천m 상공을 비행하던 민간 항공기 승무원은 빠르게 접근해오는 검은색 물체를 목격했다. 이 물체는 항공기 150m 아래로 지나갔다. NASA에 따르면 지 난 10년간 50여명의 조종사가 무인기 때문에 위험한 상황이 빚어질 뻔했다고 신고했다

74 2001년부터 2013년까지 미국 본토 내에 추락한 군사용 무인기는 47대다. 위험을 일으 키는 것은 군사용 무인기 뿐만이 아니다. 미국 내 사법당국이나 대학 등 연구기관이 사 용하는 무인기가 일으킨 각종 사고도 지난 2009년 11월 이래 23건에 달한다. 민간인이 띄운 무인기가 낸 사고도 적지 않다. FAA는 지난 3월 4개의 프로펠러로 가 동하는 무인기를 맨해튼 상공에 띄웠다가 건물에 충돌시키고, 행인을 다치게 할 뻔한 혐의로 뉴욕거주 남성에게 2,200달러(한화 약 224만원)의 벌금을 부과하였다. 현행 미 국법상 민간인도 취미로 무인기를 띄울 수 있다. 단 인구밀집지역에서는 안 되며, 상공 120m를 넘어서도 안 된다. 규제 철폐로 미국 내에서 무인기의 상업적 이용이 가능해지는 내년 9월부터는 사고위험이 더욱 증가할 것이라는 게 워싱턴포스트지(WP)의 분석이다. FAA는 현재 무인기의 상업적 이용과 관련한 법규정과 함께 안전규정도 준비 중이다. 마이클 후에르타 FAA 청장은 "항공기와 함께 하늘을 나는 무인기에 대해서도 같은 수준 의 안전규정이 필요하다"고 말했다. 1) 군용 무인기 안전성 확보를 위한 해외 제도 : 감항인증 제도의 본래의 목적이 비행 체의 안전성을 확보하는 것으로 감항인증 기준이 완벽할 경우, 무인기도 유인기와 마찬가지로 감항인증을 통해 그 안전성을 보장받을 수 있다. 그러나, 유인기처럼 실 시간적으로 위급 상황에 대처할 수 있는 능력이 미흡하고, 데이터링크 상실과 같은 치명적 결함이나 기능고장 발생 시 이에 대처할 수 있는 수단도 또한 제한적이어서 이 러한 기술적 분야가 무인기의 안전성 확보에 있어서의 문제점으로 대두되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 무인기가 갖고 있는 고유의 안전 문제점을 극복하기 위한 미군, 유럽방위청(EDA) 그리고 전 세계 최초로 군용항공기 감항인증 기준을 제정한 영국 과 독일의 군용 무인항공기 안전제도를 분석하였다. 가) 미국 : 미군은 육 해 공군이 각각 감항인증 전문조직(그림 13 참조)인 ESA (Engineering Support Activity)와 관련 규정을 갖고 있으며, 비행체의 비행 안전성에 대해 설계단계부터 폐기까지 수명주기 안전관리를 하고 있다. 미군의 경 우는 각군의 감항인증 절차가 조금씩 상이하지만 Roadmap에서 UA가 통제 되는 공간 및 통제되지 않는 공간에 적기에 안전하고 일상적인 접근을 하도록 할 정책, 표준 및 절차들의 개발을 촉진 하기 위한 다음과 같은 3가지 지침을 제시하고 있다. 즉,

75 < 그림 13 > 미 육 해 공군 감항인증 조직도 UAS의 설계, 제작, 시험 및 운영을 위한 업계 차원의 감항인증 기준의 개발, 채택 및 강화 촉진 유사급 항공기(즉, 항공기, 경 스포츠용 항공기, 무선조종 모형 항공기)와 호환되는 비제한 공간에서의 DoD UA 운영을 위해 연방항공청(FAA)과 절차 조율

76 유사급 유인항공기들 대비 등가안전수준을 제공하도록 UA가 타 항공기를 보고(See) 자율적으로 피하는(Avoid) 능력 개발 및 야전 전개 한편 무인시스템 로드맵 에서는 무인기 안전에 관한 법적 충족 (6.2.3 Regulatory Compliance, 55쪽)에 대해 다음과 같은 지침을 제시하고 있 다. 즉, 각군이 유인항공기 비행 표준이나 절차를 작성하는 데 있어서는 확실한 과정을 갖고 있으나, UAS에 관한 현재의 국가적 및 국제적인 법적 지침과 표준의 애 매함과 부족으로 인해 UAS가 충족하는지 여부를 일관성과 확신을 갖고 알기가 어렵다. 사실상, 현행의 일부 UAS는 적합한 안전 수준으로 이미 운영되고 있을 수도 있다. 그러나 필요한 UAS 고유의 표준, 규정 및 합의된 충족 방법들이 작 성되기 전까지는 일상적인 운영을 위하여 법적으로 충족하는 것은 어렵다. 임시 로 국가 공역에서의 UAS 운영은 COA 과정을 통한 예외로 처리하고 있다. 또한, 미 국방부 무인 시스템 통합 로드맵 (Unmanned Systems Integrated Roadmap FY )의 무인항공기 시스템 5.7절(Case Study : Airworthiness and GBSAA(Ground Based See And Avoid)에서는 미래 발전 방향을 다음과 같이 기술하고 있다. 즉, 사례연구(Case Study) : 감항인증 및 지상통제공중충돌회피(Airworthiness and GBSAA) 각군 사업부서들과 전투지휘관들(CCDRs)은 무인비행체(UAS)의 임무에 필요한 공 역의 형태를 정의하여야 한다. 작전개념(CONOPS)은 외국의 공역으로 해외 전개 이전에 훈련할 국가공역(NAS)을 고려한 운영 환경을 정의하여야 한다. 전부는 아 니지만 두 가지 중요한 요소는 무인비행체(UAS)가 국가공역(NAS) 연방항공규정 (FAR) 또는 인가증명서(COA) 요구도를 충족하기 위한 비행체의 감항인증 및 공 중충돌회피(SAA) 해법이다. 여기서는 텍사스 Fort Hood기지에 위치한 육군 Gray Eagle의 경우에 대한 간단한 사례를 검토하였다. 현재 Gray Eagle은 Class D 합동 사용 공역으로부터 단거리에 위치한 제한된 공역으로 이동하기 위한 감항 확인서를 필요로 하고 있다. (Services programs and CCDRs that require UAS must define the types of airspace they require for their missions. The CONOPS should define the operating environment, considering the NAS for training before

77 deploying overseas in a foreign airspace. Two important factors, although not the only factors, for UAS flights in the NAS are the airworthiness of the vehicle and the SAA solution to comply with FAR or COA requirements. Below, we quickly examine these factors in a case study of the Army Gray Eagle at Fort Hood, Texas. The Gray Eagle currently requires a COA to transit from Joint use Class D airspace to restricted airspace a short distance away.) 유인 시스템들처럼 Gray Eagle 항공기도 의도한 공역에서의 비행을 위한 감항성 이 있고 적합한 장비가 갖추어진 것으로 인증되어야만 한다. 항공기 기체구조, 추 진계통, 중복여유도 조종계통, 소프트웨어 그리고 통제 링크들이 해당 군의 기술 감항당국(TAA)에 의해 정해진 특정의 표준에 대해 모두 충족되어야만 한다. 그러 나, 육군은 유인 항공기 표준에 대해 Gray Eagle을 인증하는 비용이 수행할 수 없을 만큼 소요된다고 결정하였다. 따라서, 육군 감항인증당국(TAA)은 고장의 잠 재적인 위험과 도로를 가로지르는 의도한 비행경로 하방의 인구 밀도를 계산하였 다. 지상의 인과 자산에 대한 위험도를 최소화하기 위해 Gray Eagle은 이 도로를 직각으로 통과하여야 하며 이와 유사한 기타 주의사항들을 조치하였다. (Like manned systems, the Gray Eagle vehicle must be certified as airworthy and properly equipped to fly in the intended airspace. The aircraft structure, propulsion system, control redundancies, software, and control links must all be certified to a certain standard defined by the Service s technical airworthiness authority (TAA). However, the Army has determined that certification costs are prohibitively expensive to certify the Gray Eagle to manned aircraft standards. Therefore, the Army TAA takes into account the potential risk of a failure and the population density below the intended flight path, which would cross over a road. To minimize risk to people and property on the ground, the Gray Eagle will fly perpendicular to the road and take other similar precautions.) 육군은 해당 UAS가 통과하여야 하는 공역, 해당 공역에 필요한 장비 요구사항, 정상 항공기 비행 패턴, 주변 지형들 그리고 기타 훈련 임무 완수에 잠재적인 위 험요소들에 대해 명확히 알고 있다. 육군은 임무 요구도와 비용에 기반하여 지상 통제공중충돌회피(GBSAA) 시스템을 공중충돌회피(SAA) 해법으로 선정하기로 결 정하였다. 이 GBSAA 레이더는 잠재적인 충돌 항적에 대해 공역을 감시하며 시스 템 내부의 알고리듬이 충돌 잠재성을 평가하여 조작자에게 분리간격 유지를 위한 기수 변경을 조언한다. (The Army has a clear understanding of the airspace the UAS must transit, equipage requirements for that airspace, normal aircraft traffic patterns, surrounding terrain, and other potential hazards to accomplish its training mission. The Army decides that GBSAA is the chosen SAA solution based on mission requirements and costs. The GBSAA radars monitor the airspace for potential conflicting traffic, and algorithms assess the potential for conflicts and suggest heading changes to the operator to maintain separation.) 이러한 노력들의 조합으로 육군이 공역의 다른 사용자들 및 지상의 사람 및 자산

78 과 관련하여 공역을 안전하게 항행하는데 대해 자신감을 갖도록 할 수 있다. 이 해법은 부대 전체를 다른 장소를 이동하는 등의 고비용을 발생시키지 않고 훈련임무 를 완수할 수 있는 능력을 제공한다. (The combination of these efforts allows the Army to confidently navigate the airspace safely with regard to other airspace users as well as people and property on the ground. This solution provides the capability to accomplish the training mission without incurring high costs such as transiting the entire unit to another location.) 이러한 내용에서 보는 바와 같이 미 국방부도 아직 다양한 군용무인기에 적용할 감항인증 기준 세트를 갖고 있지 않으며, 따라서, 무인기 안전에 대한 일관성 있는 절차와 기준을 정립하지 못한 상태에서 FAA와의 조율을 통해 일 종의 특별 감항인증 절차인 COA 절차에 의존하고 있는 상황이다. 아래 표 6 은 미 국방부 군용 무인기에 대한 FAA COA의 예이다. 무인기 개요 COA 2008-ESA-18-COA COA 내용 요약 - 무인기 목적 : 육군연구소 및 국방부 지원 - COA 목적 : 연구진 VCU에게 보다 많 은 시간 및 잦은 시험을 할 수 있도록 허용 (FAR 로부터의 면제) - 내용 : TRACON 관할 하에 Class G 및 E 공간 내에서 N/ W 지점을 중심으로 1/2mile 반경 및 AGL 1000ft 이하에서만 운영 2010-CSA-19_Redacted - 무인기 목적 : 육군 야시장비 및 전자 센서 - COA 목적 : Buster UAS 운영을 위한 FAA FAR 규정으로부터 면제 - 내용 : Buster UAV를 Hondo 공항 남서쪽에서 지면고도 400피트 이하에서(Class G)만 운영 < 표 6 > 미국 군용 무인기에 대한 FAA COA 예

79 나) 유럽방위청(EDA) : 제1장 개요부분에서 언급한 바와 같이 유럽연합 국가들은 현재 국방협력 통합기구인 유럽방위청(EDA, European Defense Agency)을 통한 군용항공기 감항인증의 효율성 제고를 추구하고 있으며, 관련 법령도 민간항공기 구인 유럽항공안전청(EASA European Aviation Safety Agency)과의 조율을 통해 하나로 통합하려는 노력을 하고 있다. 아래 그림14는 EDA의 현 감항인증 조직 및 절차와 통합이 완료된 후의 조직/절차의 모습이다. < 그림 14 > EDA의 현 감항인증 조직/절차와 통합 후의 간략화 된 조직/절차 (EDA 홈페이지 참조) EDA는 군용무인기(RPAS, Remotely Piloted Aircraft Systems)를 민간 공역 에 통합 운영을 위한 프로그램인 DeSIRE (Demonstration of Satellites Enabling the Insertion of RPAS in Europe) I( )을 유럽우주청(ESA, European Space Agency)과 함께 성공적으로 완료하였으며, 금년 초( ) 후속 프로그램인 DeSIRE II 프로젝트 합의서를 EDA-ESA 간 서명하였다. 표 7은 De- SIRE I, II 프로젝트의 주요 내역이다. 프로젝트 명 DeSIRE I 주요 수행 내역 - 위성을 이용한 RPAS의 유럽 비-격리 공역에 통합이 위성 통신에 의해 지원될 수 있는 가능성 시범 - RPAS를 이용한 사용자 요구 해양감시 서비스 제공 가능성 시범

80 - 안전 및 보안성 있는 위성 기반의 명령 및 통제 데이터링크를 이용한 가시선 밖의 환경 및 해양감시 서비스 제공 - RPAS 항적을 진입시키기 위한 항공교통 관제 및 안전 관련 DeSIRE II 규정 및 표준들의 발전을 지원하기 위한 항공교통관리 요소들의 최초 세트 시범 - 통신위성, 항법위성 및 지구감시 위성을 이용한 새로운 서비스 가능성 시범 DeSIRE 프로젝트에 사용된 Test bed RPAS < 표 7 > EDA-ESA 간 DeSIRE 프로젝트 진행 현황 EDA는 또한 무인기 관련 규정을 군감항당국(MAWA, Military Airworthiness Agency) 포럼을 통해서 유럽군용항공기감항요구도(EMARs, European Military Airworthiness Requirements) 및 이행 지침을 제정하고 있으며, 아래 표 8은 2013년 말까지 진행된 주요 내용이다. 구분 주요 내용 비고 개요 사용 범위 : 유럽방위청(EDA) 예하의 군, 업체 및 사업관리자 시작 배경 : 군감항당국(MAWA) 포럼에서 통합규정 (EMAR) 필요성 제기 EDA 산하 모든 국가들이 EMAR을 채택하 도록 MAWA 포럼을 상설 기구화하여 운영 군감항인증 제도 및 표준 통합 목표 월 최초 EMAR 세트 발행 (EMAR 145) *)

81 주요 안건들 법적/규정적 (Legal/Regulatory) 조직적 (Organisational) 의사소통/시장개발 (Communication/Marketing) 자원 (Resource) 유지감항책임조직 (Continued Airworthiness Org) 인력-안건 (People-Issues) 기타-안건 (Other-Issues) 각국의 기존 법령 개정 및 기존의 군 상부 변화에 대한 저항 2015년 말 EMAR 전체 세트 발간 목표 < 표 8 > 유럽 방위청의 유럽군용항공기감항요구도(EMAR) 개발 현황 *) MAWA 포럼을 통해 EMAR 21(A&B) 및 EMAD-R을 추가하여 총 7종의 문서를 승인하였음. 다) 영국 : 영국은 유럽 국가들 중에서 가장 먼저 무인항공기에 관한 규정인 DEF STAN Part 9를 제정하여 갖고 있는 국가로, 현재는 비행체에 관한 모든 안전관련 업무를 민간항공당국(CAA)과 유사한 형태인 군항공당국(MAA, Military Aviation Authority)에서 맡고 있다. 영국공군은 최근 안전관리 정책과 이에 수 반되는 조직 및 규정들도 전면 개정하고 있다(그림 15 참조). 특이한 점은 비행 안전 정책 및 규정(그림 16 참조)에 감항인증을 통합하고 있다는 점이다. 아래는 2012년 7월 영국공군의 항공안전 정책서 전면 개정판인 AP7002 RAF Air Safety Management Plan 의 시행규정 AP3207 RAF Manual of Flight Safety 머리말 부분을 발췌한 내용이다

82 < 그림 15 > 영국의 (구)감항인증 조직 및 규정체계 AP3207 영국공군 비행안전규정 (RAF MANUAL OF FLIGHT SAFETY) 8th Edition 머리말 (Preface) AP3207은 영국공군에 의해 비행안전규정으로 재발간되었다. 7번째 개정판은 2003년 7월 군항공을 관할하는 JSP 55X 문서 시리즈에 의해 대체되었었다. 2010년 군항공 당국(MAA)이 설립되면서 영국공군은 포괄적인 항공안전관리계획의 필요성을 느꼈으 며, 결국 8번째 개정판인 AP3207로 재도입되었다. 이 문서들은 MAA 정책과 규정적 지시를 종합적으로 충족하며 완전히 보증된 영국공군 항공안전 프로그램을 보장하기 위한 단계적인 도입과정 중에 있는 문서들이다. 이 프로그램은 전통적인 비행안전 정 책과 ATC/ABM 그리고 감항인증을 완전히 통합하고 있다. (AP3207 has been re-introduced by the Royal Air Force as the RAF Manual of Flight Safety. The 7th Edition was superseded in July 2003 by the JSP 55X series of documents regulating Military Aviation. With the establishment of the Military Aviation Authority (MAA) in 2010, the RAF identified a need for a comprehensive Aviation Safety Management Plan, which required a reintroduction of AP3207 via an 8th Edition. These

83 documents are jointly intended to compliment MAA policy and regulatory instruction and are undergoing a phased introduction to ensure a fullyassured RAF Air Safety Programme. This Programme fully integrates traditional Flight Safety policy with that of ATC/ABM and Airworthiness.) AP3207, RAF Manual of Flight Safety 의 머리말 부분 또한, 영국공군 항공안전관리 기획서인 AP7002, RAF Air Safety Management Plan 의 [문서관리] 부분을 보면 아래와 같다. AP7002 영국공군 비행안전관리 기획서 (RAF AIR SAFETY MANAGEMENT PLAN) 본 문서의 관리 (MAINTENANCE OF THE AIR PUBLICATION) 1. 본 AP7002 영국공군 항공안전관리기획(ASMP) 전면 개정판은 영국공군 항공 사령부 운영 기간 전반에 걸쳐 주기적으로 최신화 된다. 본 전면 개정판은 영국공군 ASMP 2차 개정판을 대체한다. RAF ASMP의 일상적인 관리 책임은 운영사령부 부사령 관을 대표하는 비행안전감사관(IFS)에게 있다. 개정 제안은 RAF 비행안전실 SO2 정책 과로 보낼 것. 본 ASMP는 매년 정기적으로 및 다음 사항이 발생할 경우 검토될 것이 다. (This new issue of AP7002, the RAF Air Safety Management Plan (ASMP), will be regularly updated throughout the life of RAF Air Command operations. It replaces edition 2 of The RAF ASMP. Day-to-day responsibility for the maintenance of the RAF ASMP resides with Inspector of Flight Safety (IFS) on behalf of the Senior Duty Holder s Senior Operator (DCom Ops); suggestions for change should be directed to the editor, SO2 Policy, RAF Flight Safety for onward staffing. The ASMP will be reviewed formally on an annual basis and also as the result of any of the following:) - 군 내부 주요조직변경 발생 (Major organizational changes within the Service.) - 군항공당국(MAA), 유럽항공안전청(EASA) 또는 민항당국 (CAA)의 정책/법규 변경사항 발생 (Changes in MAA, EASA or CAA policy/regulation.) - 군 및 민간안전 법률의 변경 (Changes in military or civil safety legislation.)

84 < 그림 16 > 영국공군 항공안전관련 기획서 및 규정 영국공군의 비행안전관리 기획서 및 규정의 변천이 시사하는 바는 유럽에서 추진 중인 하나의 하늘 을 위한 민-군 간의 항공안전 규정부터 변모가 시작되었 다는 점이다. 여기서 주목해야 할 점은 유럽이 분명한 시너지 효과를 갖고 이러한 변화를 주도하고 있다는 점이다. 특히, 항공안전 분야는 기술적 유사성이 많아 어느 분야보다도 민-군 통합이 효과적이라는 점을 오랜 연구를 통해 그들은 알고 있 다. 예를 들면, 격리되지 않은 공간에 무인기 통합에 있어 풀어야 할 가장 큰 기 술적 도전 과제인 See-And-Avoid(유럽은 Sense-And-Avoid ) 기술의 적용을 통한 유인기와 등가안전수준(ELOS, Equivalent Level Of Safety)을 구현하는데 있어 감항인증 기준을 포함한 각종 시설 및 법규를 민 군이 통합하여 활용할 경 우 상당한 비용과 기간 단축을 할 수 있다 24) 영국의 무인기 안전에 관한 접근방법은 현재의 감항인증 규정인 DEF STAN Part 9 DESIGN AND AIRWORTHINESS REQUIREMENTS FOR SER- VICE AIRCRAFT PART 9 : REMOTELY PILOTED AIR SYSTEMS 이 통합 개정 24) 유럽방위청(EDA)은 A330-MRTT (A330 기체를 군용 공중급유기로 개조한 형상) 사업 감항인증 사례 연구결과 통합감항인증 시 10% 비용절감 및 50% 기간단축을 할 수 있다고 주장

85 된 해인 1999년 발행 직전의 연구논문(별지 1 논문)을 살펴보면 알 수 있으며, 이 논문에서 제시한 안전에 관련된 주요 내용을 발췌하면 다음과 같다. 군용 무인비행체 시스템 설계 및 감항 요구도 (DESIGN AND AIRWORTHINESS REQUIREMENTS FOR MILITARY UNMANNED AIR VEHICLE SYSTEMS) (Sept 1999) ABSTRACT 본 논문은 UAV 획득에서 고려되어야 하는 안전 영향성 및 계수들을 다루고 있으며 항공기 규격을 생성하기 위한 지침으로 사용될 수 있는 설계 요구사항들을 식별하였 다. 여기서는 다른 발표자들이 새로운 표준에 제공하고 있는 정보들을 반영할 필요성 때문에 타 발표자에 의한 좀 더 구체화 된 내용들을 언급할 것이다. 조종할 수 있는 마이크로 UAV들이 미래에 도입되겠지만 현행의 영국 국방표준 에서는 영국국 방부(UK MOD) 내에서 합의된 정책을 충족하여야 하며, 민간항공당국(CAA)에 의해 20kg 미만의 UAV 시스템은 모델 항공기로 간주되어 항공기를 관할하는 규정에 충족 할 필요가 없다는 데 동의하였다는 점을 인식할 필요가 있다. 본 논문은 또한, UK MOD 국방획득청(PDA)의 감항, 설계 요구도 및 절차(ADRP) 기관 의 역할을 식별하 고 있으며 UAV 시스템에 대한 일반적인 설계 및 감항 요구도 세트를 개발하는데 있 어 수행되어야 하는 업무를 구체화하고 있다. ADRP는 신규 국방획득청(DPA)의 일부 로서 영국군을 신속하고 저렴하며 더 좋은 방법으로 장비를 갖추도록 할 목적의 스마 트 획득 구상 을 발전시키기 위해 1999년 4월 1일자로 설립되었다. 여기에는 해당 장 비의 수명주기 전반에 걸쳐 프로그램을 관리하는 통합사업팀(IPT)을 포함한다. 본 논 문에서는 현재와 미래의 UAV 시스템 요구도에 대해 검토하였고 MOD 통합사업팀장 (IPTL)의 지침으로 법적 문서 및 절차들의 세트를 작성하기 위하여 채택된 전략의 간 략한 통찰을 제공한다. 이는 이러한 항공기들의 안전하고 감항성 있는 운영을 위한 적 합한 절차들이 있는지를 확인함으로써 수행되었다. 절차들은 모든 공역 조건들에서 UAV 시스템들의 안전한 운영을 하는데 표구되는 최소한의 기중들의 세트로 설계에 의해 부과되는 모든 제한 및 제약사항들의 대상이다. (This paper examines the safety implications and factors to be considered for the procurement of a UAV and identities the design requirements to be used as a guide to produce an air vehicle specification. It will touch on matters covered in more detail by other presenters because of the need to reflect the information they provide within the new standard. It should be noted that while appreciating that dirigibles and micro UAV s will be introduced in the future, it was agreed that the current UK Defence

86 Standard should comply with current policy agreed within the United Kingdom (UK) Ministry of Defence (MOD), and that by the Civil Aviation Authority (CAA), which is, that UAV Systems under 20kgs should be treated as models and as such do not need to comply with the regulations governing aircraft. This paper also identifies the role of the Airworthiness, Design Requirements and Procedures (ADRP) organisation of the UK MOD Defence Procurement Agency (DPA) and details the work being carried out in developing a set of general design and airworthiness requirements for UAV systems. ADRP are part of the new Defence Procurement Agency (DPA). which was formed on the 1 of April 1999, to take forward the SMART Procurement initiative, which aims to use faster, cheaper and better ways of equipping the UK armed forces. This involves Integrated Project Teams (IPT) managing the programmes throughout the life of the equipment. This paper discusses the current and future UAV Systems requirements and gives a brief insight into the strategy adopted to produce a set of regulatory documents and procedures for the guidance of the MOD Integrated Project Team leader (IPTIL). This is done by ensuring adequate procedures are in place for the safe and airworthy operation of such aircraft. These procedures set the minimum standard required to accommodate the safe operation of all UAV systems in all airspace conditions subject to any limitations and constraints imposed by the design.) 안전 고려사항들(SAFETY CONSIDERATIONS) 군용 UAV 시스템(UAVS)이 민간 공역에서 비행기 위한 요구도가 다루어지고는 있지 만 저자는 포괄적인 정책이 만들어지기 전에 항공운항법률에 반영되어 있어야 한다고 생각하고 있다. 저자의 관점에서 4가지 운항 고도의 수준을 고려하고 있으며 이들은 아래와 같다. (The requirement to fly military UAV Systems (UAVS) in civil airspace is being addressed but I understand that it may be some time before a comprehensive policy is formulated and is incorporated into Air Navigation Orders. From my own point of view I would like to see four levels of operation, these should be:) a. 군 통제 공역 이 공역에서는 민간 항공기의 비행이 일반적으로 배제되어 있음. (Military controlled ranges - where civil aircraft are generally excluded from flying;)

87 b. 보는 것과 보여지는 것이 극단적으로 중요한 3000ft/10000ft(공역에 따라 다른) 민 간 공역. (Civil airspace below 3000ft/10000ft (depending on area) where see and be seen is of the utmost importance.) c. 대부분의 민간 항공사에 의해 사용되며 항공교통통제 하에 있는 l0000ft ft 사이의 민간 공역 (Civil airspace l0000ft-24500ft used by most commercial airlines and under Air Traffic Control) d ft 이상의 민간 공역 일부 민간 항공기가 이 고도를 비행하고 있지만 이 공 역은 통제되지 않는 공역으로 간주된다. (Civil airspace above 24500ft - Although some commercial aircraft fly at these heights this is considered uncontrolled airspace.) 본 논문에서의 안전이라는 용어는 다음의 요소들을 포함하고 있다. (Under the general heading of Safety I have addressed those aspects which I feel need to be considered. This list however is not exhaustive and I am sure will be added too. For this presentation the term Safety includes the following elements.) a. 감항성(Airworthiness). - 여기에는 다음과 같은 요소들을 포함한다 : 신뢰성, 시스 템 정비성, 승인된 설계 및 제작자의 사용, 승무원 훈련, 조종성, 회수, 명령 및 통 제 링크. 우리가 이 분야를 보다 상세하게 살펴보려면 평시 민간 공역에서 비행하 기 위한 UAV의 미래 요구를 감안하여야 한다. 설계자는 다음을 고려하여야 할 것 이다. (Embraces such factors as: Reliability, System Maintainability, The use of approved designers and manufacturers, crew training, Controllability, Recovery, Commands and control links. If we look at these areas in more detail, taking into account the future need for UAV s to fly in civil airspace in peace time, the designer will need to consider:) (1) 시스템 신뢰성(System Reliability) - 시스템 신뢰성 및 정비성에 관한 한 유인 항공기의 요구도를 충족하여야 한다. 치명적인 시스템들이 복제되어야 할 가능 성이 있는 분야에는 중량 요소가 덜 문제되는 대형 UAV들에 중복 여유도의 시 스템들만이 가능한 해법이 될 것이다. (comply with the requirements for manned aircraft as far as system reliability and maintainability is concerned. Where possible critical systems should be duplicated. The use of redundant systems will only be possible on the larger UAV s where the weight factor will be less of a problem.) (2) 구조적 고장(Structural Failure) - 구조적 고장을 방지하기 위해 기체를 구성

88 하고 있는 모든 구성품들은(모듈형 여부에 관계없이) 동적 시험을 거쳐야 하며 이 시험은 UAV의 규모와 형식과 일관되어야 한다. (To prevent structural failure all components forming the airframe (whether modular or not) should if possible be dynamically tested, this testing should be commensurate with the size and type of UAV.) (3) 제작자(Manufacturers) - 영국 내에는 UAV 전용 제작자가 거의 없지만 대부분 의 큰 회사들은 내구성과 재활용성이 감안된 UAV 시스템과 유사하게 사용될 수 있는 통제 시스템, 유도 미사일 생산, 시험 및 평가 절차들을 갖고 있다. (In the UK there are few dedicated UAV manufacturers, however most of the big companies have been involved with control systems, Guided Missile production, test and evaluation procedures which should be similar for UAV systems taking into account the need for durability and reusability.) (4) 통제성(Controllability) - 통제성은 주 관심 분야이다. UAV로 보내거나 받는 신 호 명령 및 데이터 링크의 간섭이나 실패는 추가적인 연구가 필요한 분야이며 STANAG가 작성되고 있다. 전투 중 신호의 손실은 당혹스러운 것뿐만 아니라 다수의 UAV들의 손실 결과를 초래할 경우 비용측면의 문제도 있다. 이와 병행 하여, 모형 항공기 세계에서는 고출력 전자장비 작동에 의한 간섭이 모형 항공 기들을 오류를 갖고 비행하도록 하며 일부의 경우는 상해와 사망을 야기하기도 한 경우가 보고된 적도 있다. (is a major area of concern, the interruption or corruption of signal commands and data links to and from the UAV is an area which further work is required and STANAGs are being produced. The loss of signal during conflict can be embarrassing as well as costly especially if the result is the loss of a number of UAV s. In parallel to this, in the model aircraft world, cases have been reported of interference by high powered electronic equipment operation causing models to fly erratically and in some cases causing injury and death.) (5) 인력 양성을 위한 승인된 훈련 구도가 적용되어야 한다. (Approved training schemes for personnel are being implemented.) UAV를 원격으로 운영하 는 조작사/조종사뿐만 아니라 시스템을 정확하게 운영할 필요성으로 이 개인들 은 자신의 행위들이 지상 및 공중에 체공하고 있는 제3자의 건강 및 안전에 직 접적으로 영향을 줄 수 있다는 사실을 교육되도록 할 필요성도 있다. (With the operator/pilot being remote from the UAV, as well as the

89 need to operate the system correctly there is also the need to ensure that personnel have instilled in them the fact that their actions could directly affect the health and safety of third parties on the ground and in the air.) (6) 기계획 또는 비상 회수(Recovery planned or emergency). 미래에 우리가 UAV를 민간 공역에서 정기적으로 비행시키기 시작할 때, 안전한 착륙은 영구 적인 중요한 문제가 될 것이다. 나는 이것이 UAV가 임무 완료 시점에서 착륙 을 해야 한다는 것을 의미하지는 않는다. 인구 밀집지역 상공을 비행하는 동안 엔진이나 수신/송신기과 같은 중요한 세부계통에 문제가 발생할 경우 마지막으 로 여러분이 원하는 것은 UAV를 즉각 중단시키는 것이다. 따라서, 비상착륙 구역들이 경로를 따라 식별되어 있거나 높은 인구밀집지역 주변의 이탈 경로가 탑재 컴퓨터에 프로그램 되어야 할 것이다. GPS에 의해 통제되는 방향조종성 이 있는 낙하산이 착륙 문제에 관한 한 가지 방법이 될 수 있다. 비행 경로를 따라 가능한 비상착륙 지면으로 가능한 공원이나 저수지 등과 같은 규정된 지 역들의 사용도 고려되어야 하며 탑재 컴퓨터에 이 정보들이 프로그램 되어야 한다. (When, in future, we start to fly UAV s in civil airspace on a regular basis the problems of landing safely will be of paramount importance. By this, I don t mean the need to land the UAV at the end of a mission. If a problem develops with a major sub system such as the engine or receiver/transmitter when flying over a populated area, the last thing that you want to happen is for the UAV to cut down immediately. It would seem therefore that either emergency landing areas along the route should be identified or diversions around high density areas must be programmed into the onboard computer. Steerable parachutes controlled by GPS could be one way of getting around the problem of where to land. The use of specified areas such as Parks or reservoirs as possible emergency landing ground along the route should be considered and this information programmed into the onboard computer.) b. 공역 관리(Airspace Management) - 영국 공역관리위원회는 현재의 항공운항규정 (ANO)에 보고 보여지거나 보고 피하는 등의 UAV 비행의 문제점들을 검토하는 실 무그룹을 갖고 있다. 눈에 잘 띄는 것은 다른 문제로 하고, 평시에 위장 치장이 정말로 필요한가? UAV가 통제되거나 자율화 되어야 하는가(사람이 얼마나 조종 루프에 참여되어야 하는가?)? 그리고 마지막으로 UAV의 비행경로를 따라 시간적 으로 배제되는 구역이 있는가? 와 같은 모든 의문들은 감항성과 설계 요구도에 영 향을 준다

90 (The UK Airspace Steering Committee has working groups looking at the problems of flying UAVS to the current Air Navigation Orders (ANO) such as See and be Seen and See and Avoid. Conspicuity is another matter, is camouflage really necessary in peace time? Should the UAV be controlled or autonomous (how involved should the man in the loop be?) And finally should there be timed exclusion zones along the flight path of the UAV? All these questions have an impact on airworthiness and the design requirement.) (1) 저자는 10,000ft 이하의 UAV 비행이 일반 항공 및 저고도 군용항공기가 비행 하는 주요 문제 공역으로 보고 있다. 심지어 어떤 지역에서는 헬기 및 기타의 경량 민간 항공기가 500ft 이하를 비행하고 있다. 대부분의 UAV들이 지면과 2,000ft 사이를 비행할 것이다. 항공운항규정(ANO)은 항공기, 지면, 장애물 또 는 사람으로부터 최소한 500ft 분리될 것을 요구하고 있으며 이는 VFR 상태에 서 문제점을 야기할 수 있을 것이다(아래 (3)절 참조). (I see the flying of UAV s below l0,000ft, as being the major problem area as this is used by general aviation and low flying military aircraft. Helicopters and other light civil aircraft may even be below 500ft in certain areas. Most UAV s will be flying between Zero to 2,000ft. The ANO requires a minimum separation of 500ft between aircraft, the ground, any obstacle or person, this could create a problem when in VFR(see 3 below).) (2) 특히 UAV가 통제된 공역에서 운영 또는 공역을 통과 할 경우 ATC와 통신을 할 필요가 있다. 또한 공역 타 사용자들을 인지해야 할 필요성도 있다. UAV 전용 통제관(아마도 은퇴한 공중승무원이 될 수 있음)이 ATC와의 연계 역할을 수행하는 것이 해답이 될 수도 있을 것이다. (There is a need for the UAV to communicate with ATC especially when operating in or transiting through controlled airspace. There is also a need to recognise other airspace users. A dedicated UAV controller (possibly retired aircrew) to act as liaison with the ATC may be the answer.) (3) 보거나 보여지는 것 또는 보고 피하는 것은 중요한 문제점이다. 대부분의 군용 UAV들이 작전 목적상 필수적으로 위장을 하고 있으며 저 가시성(육안 또는 레 이더에 대해서도)으로 설계될 것이다. 추가적으로 이들이 Predator나 Global Hawk와 같지 않은 한 이들은 유인 항공기보다 작고 더 낮은 속도를 가질 것이 다. 만일 VFR 상황에서 다른 소형 유인 항공기가 운영된다면 이 조종사들이

91 접근해 오는 항공기를 UAV로 인식하기가 어려울 것이며, 분리 거리를 판단하 기도 어려울 것이다. 충돌 회피를 위한 항공 규칙을 충족할 수 없다는 이 사실 은 다른 공역 사용자들이 해당 항공기가 UAV임을 알릴 필요성이 있음을 의미 한다. 일부 UAV 시스템들은 비행을 위한 카메라를 사용하여 조작사가 직접적 으로 기동을 통제하고 있으나 여기에도 항상 안전에 영향을 주는 보이지 않는 구역이 존재한다. 모든 UAV에 송신기를 장착하는 것은 모든 민간 소유의 항공 기들이 장착하고 있지 않거나 또는 장착하더라도 항상 켜고 다니지 않기 때문 에 또는 외부 신호들을 추적하기 위한 기타의 장치들을 모두 장착하고 있지 않 기 때문에 문제를 경감시키지 못할 것이다. 타 항적을 위한 시간적 금지 구역 의 사용은 충돌 위험을 피하기 위한 방법으로 가치 있는 고려사항이 될 수도 있다. (The ability to see and be seen. or see and avoid is the major problem. Most military UAV s will be camouflaged and designed for low visibility (possibly visual and radar signature), essential for operational purposes. In addition unless they are like Predator or Global-hawk they will be smaller than a manned aircraft and likely slower. If other small manned aircraft are operating in VFR it will be difficult for these pilots to identify the approaching aircraft as a UAV, and assess the separation distance. The fact that it cannot comply with the rules of the air to avoid a collision means that it will be necessary to indicate to other airspace users that the aircraft is a UAV. Some UAV systems use cameras for flying, the operator having direct control of manoeuvres, however there will always be blind spots which will affect safety. The fitting of Transponders to all UAV s will not alleviate the problem as not all civil owned aircraft have them fitted, or switched on, or have the means to pick up external signals. The use of timed exclusion zones for other traffic may be worth considering as a method of reducing the risk of collision.) (4) 가시적으로 확실히 보이도록 함. (For Visibility Conspicuity) 고광도 섬광등 이 제안된 바가 있으나 중량의 부담을 안고서 모든 각도에서 가시성을 확보하 기 위해서는 하나 이상의 등이 필요할 것이다. 이 해법은 무게와 전력 소모를 포함한 몇 가지 이유로 소형 UAV 시스템에서는 비현실적이다. 저자는 영국의 Phoenix보다 더 작은 무인기에서는 비현실적임을 제안한다. 평시를 위한 무인 기를 분리하는 것이 한 가지 해법이 될 수 있다(섬광등 없는). 사용되는 색상 구도는 태양 에너지의 열 효과를 감안하여야 한다. 현재의 훈련기와 같이 모든 UAV의 흑색 페인팅은 전자장치 및 외부 표면에 가까운 기계적 작동기에 영 향을 줄 것이다

92 (high intensity strobe lights have been suggested however as well as the weight penalty, you may need more than one to ensure that all angles of visibility are covered. This solution is impractical for the smaller UAV Systems for several reasons including, weight and power consumption. I suggest that anything smaller than the UK Phoenix would be impractical. To have separate aircraft for peacetime could be one solution (forgetting the strobes), discussions into the colour to be used, are taking place in the UK. The colour scheme to be used should take account the heating effect of solar energy. It is suggested that painting any UAV s Black, like current training aircraft could affect electronics and mechanical actuators close to the external skin.) (5) 사람 또는 기계 운영(Man or Machine Operation) - 비행안전 목적 상 발진 지역에서 목적지까지 이동하는 도중 UAV를 비행하는 루프에 사람이 참여함으 로써 큰 이익이 있다고는 생각하지 않는다. 사람이 볼 수 있는 것은 선택된 카 메라에 의해 화면에 나타나는 것으로 국한되며, 두 대 이상의 카메라가 장착되 었을 경우 일부 착각이 있을 수 있고 조작사는 특히 중거리에서 장거리 UAV 시스템을 갖고 있을 경우 카메라들 간에 지속적으로 전환을 해야 할 것이다(보 고 보여지는 측면에서). (For flight safety purposes I cannot see that there is much to gain by having a man in the loop flying the UAV during transit from the launch area to the target location. His visibility will only be that shown on the screen by the selected camera, I can see a certain amount of disorientation if more than one camera is fitted, and the controller is constantly switching between cameras (see and be seen aspect), especially with the medium to long range UAV systems.) c. 건강 및 안전(Health and Safety). 영국 법률에는 건강 및 안전 법이 있다. 국방부 장관은 국방부가 현행 법률에서 요구하는 내용을 지켜야 하는 대상이라고 언급하 였으며 따라서, 각국에 의해 운영되거나 제공된 사람, 장비(수명주기 전반에 걸친) 는 현행의 건강 및 안전 법을 충족하여야 한다. 장비의 수명주기에는 설계, 공급, 제작, 운영, 정비, 시험, 저장 및 폐기의 모든 요소를 포함한다. 운영 이는 닭과 달걀 상황과 유사하게 무엇이 먼저인지? 우리는 우리의 필요성/요구도 측면을 보 아야 할지 그렇지 않으면 무엇이 제공되어 그것을 우리의 필요에 맞춰야 하는지, 무엇이 가장 비용 효과적인 방법인지? 가 그것이다. 고려하여야 할 이 기준들의 몇 가지는 다음과 같다. (In the United Kingdom legislation is in place on health

93 and safety. The Secretary of State for Defence has stated that the MOD will be subject to the requirements of the current legislation, therefore personnel, and equipment (throughout its life cycle), provided for and/or operated by the Services must comply with current health and safety. The equipment life cycle will include all elements of: design, supply, manufacture, operation, maintenance, testing, storage and disposal. Operational - This is very much a chicken and egg situation, what comes first? Should we be looking at our needs/requirements or should we be looking at what s on offer and adapting it to our needs. What is the most cost effective method? Some of the criteria to be considered are:) (1) 업무(Tasking) - 요구되어야 할 질문들은 해당 업무가 저, 중, 또는 고고도에서 의 UAV 비행을 요하며 단거리, 중거리 또는 장거리 사용이 필요한지가 될 것 이다. 장착할 센서들의 종류 또한 이 UAV를 어떻게 사용할 지에 영향을 준가. 운영 중 고장 시 파괴할 것인지, 회수할 것인지? 설계에 영향을 줄 또 다른 요 소는 무인기가 유인 항공기를 동반할 것인지? 단독 비행을 할 것인지 또는 서 로 다른 기능들을 갖고 있는 UAV 그룹의 한 부분이 될 것인지 등이다. (the questions to be asked does the task require the UAV be flying, low, medium or high level and is it required for short, medium or long range use. The type of sensors to be fitted will also have an impact on how the UAV is treated. In case of failure during operations, does it need to be destroyed or can it be recovered? Another factor which will have an impact on design is will it accompany manned aircraft, fly solo or be part of a group of UAV each having different functions.) (2) 환경(Environment). - 해당 UAV가 모든 기후조건들에서 운영되어야 할 필요가 있는지 그렇지 않으면 특정 영역에 적응하도록 맞춤형이 될 수 있는지? (Will the UAV need to be operational in all climates or can it be tailored to suit specific areas?) (3) 사용자(User) - 해당 UAV가 선박에서 발진되는지, 지상 발진 또는 항공기로부 터 투하 또는 투발될 것인지가 결정될 필요가 있으며, 이에 따라 UAV와 그 시 스템이 조정된다. (whether the UAV is ship launched, ground launched or dropped or ejected from an aircraft needs to be determined and the design of the UAV and its system adjusted accordingly.)

94 (4) 신호 명령의 간섭 또는 손상(Interruption or corruption of signal commands). - 이 항목에 대해서는 이미 한번 언급한 바가 있지만 비용이 들더라도 시스템을 견고하게 하는 것은 필요하다. (I have already iterated this point once, however the hardening of the system although a costly exercise maybe necessary.) UAV 안전기준을 살펴보면, 그 목표가 기타 군용항공기보다 덜 안전하지 않아야 한다는 것을 알 수 있다. 정상적인 평시 기간 중 시스템의 운영이 재난급 기술적 고장으로 인해 사람이나 일반 대중에게 심각한 상해나 사망을 야기할 확률이 비행 시간당 1 x 10-6 이 하가 되어야 한다. 해당 UAV가 사격장과 같은 통제된 환경에서 운영될 경우에는 위험 도 경감 기법들이 고려되어 강제될 수 있다. 이는 운영 절차들 및 비행종결이나 비행 제한 연료량과 같은 다른 위험도 경감 시스템에 의해 달성될 수 있다. (If we look at the Criteria for UAV Safety, the aim is that it should be no less safe then other military aircraft. The probability that the operation of the system would cause serious injury or fatality to personnel or the general public due to catastrophic technical failure, should be in the order of 1 X 10-6 per flying hour during normal peace time operations. Risk reduction techniques can be considered and put into force if the UAV is to be operated in a controlled environment such as on a range. This can be achieved by operating procedures and by having installed other risk reducing systems such as; flight termination or a limited flight fuel load.) 설계자 및 운영자는 20kg 미만의 UAV라도 사망, 상해 및 손상을 야기할 수 있는 잠 재력을 갖고 있기 때문에 모든 UAV에 대해 주의하여야 하며 승인을 위해서는 안전 평가가 수행되어 안전 경우들과 위험요인 분석 결과가 제출되어야 한다. (Designers and operators must be aware that any UAV even those weighing 20kg and below still has the potential to cause death, injury or damage and requires therefore a Safety Assessment to be carried out and a Safety Case and Hazard Analysis to be submitted for approval.) 결 론(CONCLUSIONS) 본 발표내용은 UK MOD의 UAVS 운영을 위한 설계 요구도의 개발에 영향을 주는 요 인들에 관한 것이었다. 또한 여기서 MOD가 일련의 절차들과 국방 표준들을 통해 감 항성과 안전을 어떻게 다루고 있는지에 대한 간략한 요약을 제공하였다. UAV는 잠재 적인 큰 성장성을 갖고 있는 산업이다. 몇 가지 시스템들은 이미 민간 및 군용 운영을

95 고려하고 있지만 공역 문제 때문에 지연되고 있는 실정이다, 따라서 개념 단계부터 폐 기에 이르는 수명주기 전반에 걸친(요람에서 무덤까지) 설계과정의 일부로서 안전 및 감항성이 필수적이다. (This presentation has been concerned with the factors which affect development of design requirements for operation of UAVS by the UK MOD. It has also provide a brief summary of how the MOD, regulate airworthiness and safety through a series of procedures and Defence Standards. UAVs are a growth industry, with great potential Several systems are already being considered for civil and military operations and are only being delayed because of airspace issues, it is therefore essential that safety and airworthiness are part of the design process from concept, through life to disposal (cradle to grave). - End - 영국의 군용항공기 감항인증에 관한 제도가 정착되기 전인 1999년의 이 군 용 무인비행체 시스템 설계 및 감항 요구도에 관한 논문 중 안전관련 핵심은 무인 기도 군용 유인기와 등가의 안전성을 갖추어야 한다는 것 이며, 이는 당시부터 국가공역(NAS, National Aerospace)에 통합 운영에 목표를 두고 있었음을 알 수 있다. 또한, 이 논문에서 제시하고 있는 의 중 사고율은 현대의 유인기 설 계 목표 값과도 동등한 것으로, 최근의 미 국방부 통계에 따르면 군용무인기로 서는 사실상 달성 불가능한 수준이다. 라) 독일 : 독일의 무인기 비행안전 제도도 감항인증 및 유지감항을 중심으로 이루어져 있다. 독일의 군 감항당국은 독일연방 국방부 항공기 기술 및 감항인증 센터 (The Bundeswehr Technical and Airworthiness Center for Aircraft(WTD 61)) 이며, 이 센터는 1957년 독일연방 국방기술 및 획득실(Federal Office of Defense Technology and Procurement(BWB)) 예하에 설립되었다. WTD 61 감항당국의 임무는 아래와 같다. 독일 연방의회는 2012년 1월 독일 항공운항법(Air-Navigation-Act)을 개정하 면서 개정 내용에 무인항공기시스템(UAS)을 포함시켰다. 그러나 법은 개정되었 지만 감항당국이 무인기의 안전성 즉, 감항성 확보를 위한 기술기준이 미흡한 상 황이어서 이에 대한 고민이 깊다. 이는 본 연구용역을 수행하게 된 우리나라 현 상황과도 매우 유사한 상태이다. 모든 독일 군용항공기에 대한 인증은, 유인기이

96 임무 (Task) WTD 61은 운영 중인 모든 항공기가 안전하며 자신의 성능 계수들을 충족함을 보장하 는 연방 국방부 책임 당국으로 승무원과 국민들의 안전 모두를 대상으로 한다. (WTD 61 is the responsible Bundeswehr authority which ensures that all aircraft in service are safe and comply with their performance parameters in the interest of both the aircrew's and the population's safety.) 이 임무를 이행하기 위해 WTD 61은 군용 유인 및 무인 항공을 포함한 모든 국가 및 국제적 프로그램들에 관여하고 있다. 국가적 및 국제적 수준에서 WTD 61은 타 기술 및 군 당국들, 시험 센터들, 회사, 연구기관, 대학교 및 프로그램 사무소들과의 긴밀한 관계를 유지하고 있다. (To fulfill this task, WTD 61 represents Bundeswehr interests in all national and international programs involving military manned and unmanned aviation. Both at the national and international level, WTD 61 maintains close connections with other technical and military agencies, test centers, companies, research institutes, universities and program offices.) Manching시에 있는 연방 국방부 항공기 기술 및 감항센터의 업무는 다음과 같다. (The tasks of the Bundeswehr Technical and Airworthiness Center for Aircraft in Manching are as follows:) 검증 업무 때로는 외국 시험 공역에서 독일이 참여한 가운데 모든 국가 및 국제 비행시험에 대한 검증 업무 수행 (Verification activities sometimes on foreign test ranges for all national and international flight test projects with German participation;) 모든 연방 국방부 비행 무기체계와 이들 각각의 장비/무장에 대한 기술적 지원 (Technical support of all Bundeswehr flying weapon systems and their respective equipment/armament;) 독일 합동군 규정(ZDv 19/1) 또는 독일 항공운항법에 따른 형식 검사/형식증명 (Type inspection/type certification in accordance with German Joint Service Regulation (ZDv 19/1) or the German Air Navigation Act;)

97 연방 국방부에 의해 정의된 R&T 프로그램 관리 및 협조 (Management and coordination of R&T programs defined by the Federal Ministry of Defense;) 다수의 실무 그룹에 참여함으로써 국제적인 프로젝트에서 독일을 대표 (Representation of Germany in international projects by participation in numerous working groups;) 필요한 모든 기술 시설들을 포함한 비행장 운영 (Airfield operation, including all required technical installations;) 적절한 계측기를 포함하여 약 20여대의 시험 항공기(7가지 형식의) 운영 (Operation of approximately 20 test aircraft (7 types), including the pertinent metrology.) 든 무인기이든 ZDv 19/1 합동군사규정 19/1 연방 국방부 항공기 감항 검증 및 인증 규정 및 LTF 감항요구도 : 연방 국방부 무인비 행체 감항 검증 특별규정 25) 에 의해 적용을 받고 있으며, LTF 은 근본 적으로 민간 감항규정인 CS-계열의 감항인증 규정에 군용장비 등에 관한 특수 성을 접목시킨 규정이다. 이러한 독일의 고민에 대해서는 2012년 논문인 독일 내 민간 고정익 경량 무인기에 대한 군용무인기 감항 규정의 적용 (APPLICABILITY OF MILITARY UAS AIRWORTHINESS REGULATIONS TO CIVIL FIXED WING LIGHT UAS IN GERMANY) (별지 2 논문 번역본 및 원문 참조)에 잘 나타나 있으며, 요약하면 다음과 같다. 25) LTF 은 군용 UAS의 형식인증을 위한 ZDv 19/1의 요구도를 규정하고 있다. WTD 61은 연방 국방부 자체와 연합국들의 지속적으로 증가하는 UAS 사용성과 당시 독일이나 NATO 내에 군용 UAS에 대한 감항규정이나 지침이 없다는 사실 때문에 2002년 초판을 발행하였다. 2007년에는 LTF 의 제2판이 발행되었다

98 Abstract 지난 수 년 간 군사력에 있어 무인항공기시스템(UAS)은 추가적인 감시 장비에서 필수 적인 군사장비가 되었다. 자연적으로 민간분야 활용에 대한 관심도 역시 증가하고 있 다. 민간 UAS의 효율적인 활용에는 모든 형식의 UAS에 대한 운영 및 감항규정이 필 요한 국가공역에의 통합을 요구하고 있다. (During the last years Unmanned Aircraft Systems (UAS) have risen within military forces from additional surveillance equipment to an indispensable military instrument. Naturally the interest for a civil usage emerged too. An efficient usage of civil UAS requires the integration into national airspaces, which demands operating and airworthiness regulations for all types of UAS.) UAS 등급 중 서로 다른 설계와 다양성 그리고 다양한 제작자들이 있는 150kg 이하의 경량 UAS가 널리 주종을 이루고 있다. 또한 국가공역으로 이들을 통합하기 위한 강력 한 요구도 있음은 명백하다. 현재 이러한 등급의 UAS는 국가 감항당국에 의해 규제되 고 있으며 운영 및 특히 감항측면에 관련하여 이들을 다루는 조율된 방법이 없는 실정 이다. 현재까지 독일 내에서 민간 UAS의 활용은 거의 불가능하다. UAS가 비행 허가 가 되더라도 이는 매우 규제된 제약 하에서만 가능하다. 2012년 1월, 독일 연방 의회 는 독일의 항공운항법 개정에 동의하였으며 최초로 UAS를 포함하였다. 그러나 독일 내에서 150kg 이하의 민간 무인기에 대한 어떤 정의된 감항규정도 없는 실정이다. (Within the range of UAS, light UAS < 150 kg are the broad majority, regarding different designs, variety and manufacturers. It is obvious that there is an intensive necessity for integrating them into national airspaces too. Currently this class of UAS has to be regulated by national airworthiness authorities and there is no harmonized way in treating them with respect to operational and especially airworthiness aspects. Up to now, the usage of civil UAS in Germany is nearly impossible. If UAS are allowed to fly then only under very prescriptive restrictions. In January 2012, the German Federal Parliament has agreed to change the national Air-Navigation-Act and to include UAS for the first time. However there are not any defined airworthiness regulations for civil UAS < 150 kg in Germany.) 현재 상황(CURRENT SITUATION) UAS가 수평선으로부터 떠올라 전 세계 군사력의 최첨단 무기가 됨에 따라 상용 목적 의 사용 또한 떠오르고 있다. 2007년 Frost and Sullivan의 시장 분석에서는 상용

99 UAS 시장은 수십 억 달러의 가치가 있다고 언급하고 있다. (Since UAS have risen at the horizon and become state of the art for military forces worldwide, the interest in a commercial use has also emerged [11][18]. In 2007 a market analysis from Frost and Sullivan stated that the commercial UAS market is worth billions of dollars [18].) 그러나 여전히 오늘날의 하늘에는 어떤 상용 UAS도 존재하지 않는다. 마음에 떠오르 는 질문은 왜? 이다. UAS 공동체는 과도하게 복잡한 공역과 유인항공기와 함께 수년 에 걸쳐 발전해 온 거부할 수 없는 규정적 골격에 직면하고 있다. 배경에서처럼 UAS 에 대한 일반적인 요구도는 유인항공기보다 덜 안전하지 않아야 한다. 이 안전에 대한 요구가 UAS 감항규정의 필요성을 이끌어 낸다. (But today there are still no commercial UAS in the sky. The question that comes in mind is: Why not? The UAS community must face an overcrowded airspace and an overwhelming regulatory framework that has evolved over the years together with manned aviation [11]. With that background, the generic requirement on UAS has to be not less safe than manned aircraft. This demand for safety leads to the need for UAS airworthiness regulations.) 탐지 및 회피, 자율성의 수준 등과 같은 나타나는 기술적 문제들 이외에도 이 안전성이 UAS를 공역에 통합하는데 있어 가장 큰 문제이다. (Besides the arising technical problems like sense-and-avoid, level of autonomy etc., it is one of the biggest issues in integrating UAS into airspace.) 민간 UAS에 있어서는 일반적인 감항규정이 매우 부족하다. 적용할 감항규정의 골격 없이는 공역에서의 UAS 정규 운영을 위한 UAS 형식인증을 수여할 방법이 원칙적으 로 없다. (There is an extensive lack of general airworthiness regulations for civil UAS. Without an applicable airworthiness regulatory framework there is principally no way to grant a UAS type certification for regular operations within the airspace.) LTF 은 UAS를 아래와 같이 3가지 범주로 정의하고 있으며, 이 중 Category 1의 경우는 감항인증 대상에서 제외하고 있다(표 9 참조)

100 범주 1(Category 1) 범주 1의 무인 비행체는 별도로 지정된 군사훈련 영역 또는 금지되거나 비행 제한 공역 이상의 제한된 영역 내에서만 운영된다. 이 비행 제한 구역을 통과하는 유인항공기의 비행은 금지된다. (Category 1 unmanned aerial vehicles are operated only within specially designated military training areas or restricted areas with prohibited or flight-restricted airspace above. Flights of manned aircraft through the flight-restricted area are not permitted.) 이 범주 1 UAS는 형식인증 대상이 아니며 등록된 항공기로 간주되지 않는다. 게다가 범주 1 UAS는 결코 금지되거나 비행-제한된 영역 밖에서는 사용될 수 없다. (It s worth to note, that Category 1 UAS are not subject of type certification and are not treated as registered aircraft. Furthermore, a Category 1 UAS couldn t ever be used outside prohibited or flight-restricted areas.) 범주 2(Category 2) 범주 2 무인비행체는 별도로 지정된 군사 훈련지역이나 비행-제한 공역 이상의 제한 된 공역 내에서 이륙 및 착륙을 할 수 있다. 비행-제한 공역을 통과하거나 일반 항공 교통을 위해 제한된 공역 내로 진입하는 비행 경로들도 또한 군사훈련/시험 영역 밖 이다. (Category 2 unmanned aerial vehicles can take off and land within specially designated military training areas or restricted areas with flight-restricted airspace above. The flight path in between runs through a flight-restricted area or in airspace restricted for general air traffic also outside of military training/test sites.) 범주 3(Category 3) 범주 3의 무인비행체는 일반 항공 교통 속으로 진입할 수 있으며 ICAO 계기 또는 시계 비행 규칙에 따른 A부터 G공역 내의 비행-제한 구역 밖에서도 운영된다. (Category 3 unmanned aerial vehicles participate in general air traffic and are operated also outside of flight-restricted areas in airspaces A to G in accordance with the ICAO instrument or visual flight rules.)

101 표 1은 이 3 범주의 UAS들과 이들에게 수반되는 운영 제한사항들과 함께 보여준다. (TAB 1 shows the three categories together with their associated operational restrictions.) 한 가지 흥미로운 점은 여기에는 UAS의 MTOW에 관련된 규정 내에서 제한하고 있는 사항은 없지만 5kg 미만의 UAS에 대해서는 특별한 고려사항이 있다는 점이다. 원칙 적으로 이들은 범주 1의 UAS에 속하지만 이러한 소형 UAS의 경우는 감항국장이 감 항인증이 필요한지 또는 검사만으로 충분한지를 결정할 수 있다. (One interesting point is that there are no limitations within the regulation regarding MTOW of a UAS, but special consideration needs to be given to UAS below 5 kg MTOW. Principally they belong to Category I UAS. But for this very small UAS Director Airworthiness can decide if a certification of airworthiness is needed or an inspection is sufficient.) Type Certifica- Take off/landing Flight tion above special military training Category 1 no Special military training areas / restricted areas areas / restricted areas in prohibited or flight-restricted airspace flight-restricted area / airspace Category 2 yes Special military training areas / restricted areas restricted for general air traffic, this airspace may be outside special military training areas / restricted areas Category 3 yes No Limitations Participation in General Air Traffic No Limitations Participation in General Air Traffic Comparison between the three UAS categories and the operational restrictions, derived from LTF < 표 9 > LTF 의 3가지 UAS 분류 및 운영제한사항들 (Comparison between the three UAS categories and the operational restrictions, derived from LTF ) 앞에서 영국의 1999년 논문에서는 무인기 사고율에 대해 유인기와 동등한 비 행시간 당 기준을 일괄적으로 적용하는 것에 비해 2012년의 본 독일 논

102 문에서는 유 무인기의 감항인증에 관련된 각종 기술기준을 비교 및 분석하고 있 다. 이 논문에서 2013년 말 제정을 목표로 추진했으나, 2014년 중반 현재까지 공표되지 않은 STANAG 4703을 기정사실화하여 포함시키고 있는 점은 주지할 사실이다. 이 논문에서 제시하고 있는 사고율에 대한 LTF 에서 정하 고 있는 기준은 아래 표 10과 같으며, 각 기술기준 별 비교는 표 11과 같다. Requirement Category 1 Category 2 Category 3 지정된 공역에서의 사고율/등급 (Non-Compliance with designated Airspace) 10-5 / Fh 10-5 / Fh Critical / Catastrophic 비행종료 시스템 (Flight Termination System) required required* not required 비상계통 및 절차 (Emergency Systems and Procedures) not required required* required 비행경로 및 항공기 상태 지속 감시 (Continuous Monitoring of Flight Path and Aircraft Condition) required required required 통제불능 비행 또는 추락 (Uncontrolled Flight or Crash) n/a < 10-4 / Fh < 10-5 / Fh*** Catastrophic 비행경로 추적 실패/데이터 전송 고장 (Flight Path Tracking Failure / Failure within Data- Transmission) n/a < 10-3 / Fh Must not lead to Catastrophic 비상 발생 빈도 (Occurrence of Emergency Procedures**) n/a 2x10-3 / Fh n/a 재난급 고장 (Catastrophic) n/a Uncontrolled Crash / Leaving Airspace < 10-6 / Fh 치명급 고장 (Critical) not specified not specified < 10-5 / Fh

103 중급 고장 (Major) not specified not specified < 10-4 / Fh 경급 고장 (Minor) not specified not specified < 10-3 / Fh 누적 안전 결함 (Cumulative Safety) not specified not specified < 10-5 / Fh * FTS 또는 비상 계통 및 절차들이 요구됨. (An FTS or Emergency Systems and Procedures are required.) ** 통제불능 추락에 대해 요구되는 발생확률 및 지정된 공역과의 미-충족성이 신청자에 의해 해결될 수 있는 경우에만 해당 (Only if the required probabilities for an Uncontrolled Crash and Non-compliance with designate Airspace can t be met by the applicant.) < 표 10 > LTF 의 UAS 사고율 요구도(Top-Level Requirements extracted from LTF ) 본 독일의 연구 논문은 제목 상으로는 민간 무인기에 대한 군용 무인기 감항 인증 기준 적용 방안에 관한 연구이지만, 실질적인 내용면으로는 STANAG 4671의 적용범위를 벗어나는 150kg 이하 급 경량 무인기에 대한 감항인증 방안 에 초점을 두고 있으며, 결론적으로는 STANAG 4703과 EASA 정책서 E.Y Policy Statement Airworthiness certification of Unmanned Aircraft System (UAS) 의 도입 적용을 강력히 주장하고 있다. 이상의 몇 개 주요 국가의 군용 무인항공기 안전성을 확보하기 위한 제도를 종합하면, 현재 모든 국가들이 기술적 및 제도적으로 한 단계 도약을 위한 꾸준 한 노력을 진행하고 있으며, 다음과 같은 몇 가지 국제적인 동향을 볼 수 있다. 유럽의 경우 군용무인기의 안전성 확보를 위해 ICAO의 감항 정책을 기준으로 EDA-EASA-ESA 간 민간무인기와 통합 감항인증기준 마련을 위한 긴밀한 협 력체계를 유지하고 있으며, Sense-And-Avoid 기술 및 인공위성을 접목시 킨 ATC(항공교통관제) 기술 개발과 더불어 비-격리 공간에서의 무인기 통합 규정 종류 (Regulation) 재난급 (시간당 횟수) (Catastrophic [ 1/Fh] ) 위험급 (Hazardous) 중급 (Major) 경급 (Minor) STANAG 4703 P Cat Exp Exp P Haz 10xP Cat P Maj 10x P Haz P MIN 10xP Maj STANAG 4671 < 10-6 < 10-5 < 10-4 < ) CS-LSA는 보조 규정으로 사용된다. (CS-LSA is used as supplementary regulation.) 27)

104 LTF < 10-6 < 10-5 < 10-4 < 10-3 CS-LSA 26) FAA LSA 28) CS-VLA AC CS-22 AC A 계기나 기타 장비 자체로는 아니지만 항공기에 미치는 영향으로 안전한 운영에 위험요소를 구성한다. ( Instruments and other equipment may not in themselves, or by their effect upon the aircraft, constitute a hazard to safe operation. 27) ) 항공기는 필수적으로 FAA에 의해 검사되어 안전한 운영 상태에 있는지가 확인되어야 한다. ( The aircraft must be inspected by the FAA and found to be in a condition for safe operation. 29) ) 장비, 시스템 및 장착은 가능한 기능고장이나 고장 발생 시 위험요인이 최소화 되도록 설계되어야 한다. ( The equipment, systems, and installations must be designed to minimise hazards to the aeroplane in the event of a probable malfunction or failure. ) [...] JAR-VLA는 VLA에 적용하도록 결정된 FAR Part 23의 해당 부분들의 안전 측면에서 등가의 수용가능한 감항 기준을 제공하고 있다. ( [...] JAR-VLA provides acceptable airworthiness criteria equivalent in safety to those portions of FAR Part 23 determined applicable to VLA [...] 30) ) 계기나 기타 장비 자체로는 아니지만 항공기에 미치는 영향으로 안전한 운영에 위험요소를 구성한다. ( Instruments and other equipment may not in themselves, or by their effect upon the sailplane, constitute a hazard to safe operation. 31) ) [...] FAA는 JAR-22의 기준들이 수용가능 수준의 안전을 제공하는 것으로 결정하였다 [...] ( [...] the FAA has determined that the criteria of JAR-22 provides an acceptable level of safety [...] 32)33) ) CS-23 / FAR-23 Class I < 10-6 < 10-5 < 10-4 < 10-3 Class II < 10-7 < 10-6 < 10-5 < 10-3 Class III < 10-8 < 10-7 < 10-5 < 10-3 Class IV < 10-9 < 10-7 < 10-5 < 10-3 CS-25 / FAR-25 < 10-9 < 10-7 < 10-5 < 10-3 < 표 11 > 규정들 간 서로 다른 고장 조건들 비교 (Comparison of different failure conditions) 28) FAA는 CS-LSA에 해당하는 FAR-LSA 를 발행하지 않았다. FAA는 경량 스포츠용 항공기를 14 CFR 하의 실험용 경량 스포츠용 항공기 또는 14 CFR 에 따른 경량 스포츠용 항공기로 다루고 있다. LSA에 관한 FAA의 정의는 14 CFR 1.1에 나와 있다. 저자는 이 FAA LSA 라는 용어를 본 내용의 간략화를 위해 사용하였다. (FAA has not issued a FAR-LSA comparable to CS-LSA. FAA treats light sport aircraft either as experimental light sport aircraft under 14 CFR or as light sport aircraft in

105 운영을 위한 효율적인 기준들의 표준화 및 무인기 개발의 효율성 제고를 염두 에 두고 추진하고 있다. 미국의 경우 군용 및 공공 무인기 운영에 대한 많은 제약이 있으며, 통일된 인증기준 없이 유인기와 등가의 안전 수준 을 유지하기 위해 각군 감항당국 주도로 비행체 자체의 인증기준 설정과 임무수행을 위한 case-by-case별 비 행안전 제한사항을 포함한 인가증명서(COA)를 FAA와의 협조를 받아 발행하 여 운영하고 있다. 또한 FAA 및 DoD 무인기 시스템(UAS) 로드맵을 통해 비 -격리 공간에서의 무인기 통합을 위한 기술개발은 물론 기술개발 분야의 구체 적인 현황과 발전 방향을 제시해 놓고 있다. 분명한 점은 세계 최고의 무인기 개발 보유 운영국의 위상에 걸맞게 무인기와 유인기를 통합한 공간에서의 See-And-Avoid 를 위한 기술개발(ADS-B 체계와 같은)을 이미 완성시켜 놓고 있으며, 국제 동향에 따라 이에 관한 정책이나 규정을 발효시킬 수 있는 능력을 보유하고 있다. 영국의 경우는 ICAO 및 EASA의 무인기 정책에 발맞추어 영국을 대표하는 하나의 군항공당국(MAA)에서 군용무인기를 포함한 모든 항공안전을 주관하는 일원화 체계로 변모하고 있는 과정에 있다. 특히, 영국공군의 항공안전 규정 에서 감항인증을 통합하고 있다는 점은 운영안전과 시스템 안전을 연결한 수 명주기 안전이 그 적용 대상임을 시사하는 것이다. 독일의 경우는 현 군용무인기 감항인증 규정인 LTF 로부터 STANAG 및 EASA/FAA의 규정 및 기술기준들을 조만간 채택할 것으로 판단된다. accordance to 14 CFR The FAA definition for a LSA can be found in 14 CFR 1.1. The author decided to use the term FAA LSA as a simplification within this passage.) 29) (iv) (3) 30) 4.b and please see footnote ) CS (b) 32) 6 a. (2) and please see footnote ) 이 표에 선택된 규정들은 CS-LSA를 제외한 나머지 모든 규정들이 STANAG 4671와 4703의 기반으로 사용되고 있기 때문이다. FAA는 CS-VLA 및 CS-22에 직접적으로 비교될 수 있는 규정을 발행하지 않고 있음을 주지해야 하며 대신 FAA는 JAR-VLA와 JAS-22를 AC 절 및 AC A절에서 채택하고 있으며 CS-VLA로 인증된 항공기를 FAR-23의 특별등급 항공기로 처리하고 있다. 이 원천적인 JAR은 개략적으로 EASA의 CS 속으로 이전되었으며 이 사실은 이전된 모든 CS 최초 판의 설명 주기사항들 내에 언급되어 있다. FAA와 EASA는 양 당국으로부터의 표준들을 수용하는 일반적인 합의서를 갖고 있다. (These regulations have been chosen, because all of them except CS-LSA were used as basis for STANAG 4671 and STANAG Notice must be given to the fact, that FAA did not issue a direct comparable regulation to CS-VLA [84] and CS-22 [85], but FAA adopted JAR-VLA and JAR-22 in AC [86] and AC A [87] and treats CS-VLA certified Aircraft as special class aircraft of FAR-23 [89]. The original JARs were transferred roughly into EASA s CS, which is stated within the explanatory notes of every transferred CS Initial issue. Furthermore, FAA and EASA have a general agreement on acceptance of standards from both authorities [6][90][91].)

106 2) 무인기 등가안전수준(ELOS, Equivalent Level Of Safety) 관련 규정 제도 및 사례 : ICAO 감항교범에 따르면 등가안전 수준이란 형식증명에서 사용되는 용어로 특정 감항 요구도에 대한 문자 그대로의 충족은 시범될 수 없으나 해당 인증기준이 의도 하는 등가의 안전수준을 제공함이 입증될 수 있는 형식증명의 보상 요소들이 존재 할 경우에 안전입증을 위한 대체방안으로 사용이 허용되는 입증방법이다. 그러나 무인기에 있어서의 등가안전수준이란 이와는 의미가 다르다. 무인기의 등가안전수준 이란 유인기가 지상 또는 공중의 제3자에게 피해를 주는 정도, 즉, 유인기와 동등한 사고 율을 갖는다는 의미로서 NATO가 STANAG 계열을 작성할 때 비-격리된 공간(Nonsegregated aerospace)에서의 운영을 목표로 한 것과도 개념상 일치한다. 그러나, 현재 의 상황에서 과연 무인기를 유인기와 등가의 안전성을 갖추도록 하는 것이 가능한 가? 에 대한 의문이 여전히 존재하며, 무인기가 사람처럼 생각하는 능력 을 보유하지 않는 한 FAA와 같이 특별감항인증(즉, COA 형태의 인가증명서) 과정이 지속되어야 할 것이다. 앞의 표 11(감항 규정들 간 고장 조건들 비교)에서 보듯이 STANAG 4671의 고장 목표는 CS-23/FAR-23과 동일하게 설정하고 있는데 비해 STANAG 4703의 경우 4671과 같이 비-격리 공간(Non-segregated airspace)에서 운영하는 것을 목표로 하고 있지만 본문 제1장의 개요(Scope) 및 제5장의 제한인증 (Restricted Certification) 을 보면 이 등급의 무인기 운영에 있어 기본적으로 관할 감항당국에 의한 경우(case-by-case)별 승인을 원칙으로 하고 있다는 점을 알 수 있다. 아래는 이에 관한 내용을 발췌한 것이다. 1. 개 요 (Scope) 본 문서는 비-격리된 공간에서 정기적으로 운영할 목적의 150kg 이하의 최대이륙중량 과 66J(46ft-lb) 미만의 충돌에너지를 갖는 고정익 경량 UAS의 감항인증을 위한 최소한의 기술 감항요구도 세트를 포함하고 있다. (This document contains the minimum set of technical airworthiness requirements intended for the airworthiness certification of fixed-wing Light UAS with a maximum take-off weight not greater than 150 kg and an impact energy 34) greater than 66 J (49 ft-lb) that intend to regularly operate in nonsegregated airspace.)

107 5. 제한 인증(Restricted Certification) 비-격리된 공간은 인구 밀집지역과 저 밀도 지역 모두를 포함하고 있다. 본 STANAG 내의 모든 요구도를 충족하지 못하는 UAS는 인증 당국에 의해 결정된 바에 따라 저밀도 지역의 비-격리된 공간에서의 비행이 감항성이 있을 수도 있다. (Non-segregated airspace contains regions of densely populated areas and sparsely populated areas. It is therefore possible that UAS not meeting all the objectives in this STANAG will be airworthy to fly in sparsely populated areas of nonsegregated airspace as determined by the Certifying Authority.) 본 STANAG의 일부 요구도에 대한 미충족 사항은 특정 UA 설계와 제한 형식인증의 틀 내에 부여된 운영 제한치들에 따라 달라지는 경우에 따른 협상이 될 수도 있다. 모든 미충족 또는 운영 제한치는 인증 당국에 의해 동의되어야 하며 인증 데이터 자료집(또는 이와 등가의) 내에 추적 및 식별되어야 한다. (Non-compliance with some requirements of this STANAG may be negotiated on a case-by-case basis depending on particular UA design and envisaged operating restrictions in the framework of a Restricted Type Certification. Any non-compliance or operating restriction must be agreed with the Certifying Authority, tracked and identified in the Certificate Data Sheet (or equivalent).) 이러한 비-격리 공간에서의 무인기 운영을 위한 감항인증 기술기준인 STANAG 4671과 4703의 고장에 대한 정의를 비교하면 아래 표 12와 같다. 고장등급 재난급 (Catastrophic) 정 의 최소한 통제불능 비행(기계획 또는 비상 비행계획/지역을 벗어난 비행을 포함하여) 또는 통제불능 추락시 최악의 타당성 있는 결과로서 사망을 초래할 수 있는 고장조건. 또는 UAV 승무원이나 지상 요원의 사망을 초래할 수 있는 고장 조건. (Failure conditions that result in a worst credible outcome of at least uncontrolled flight (including flight outside of pre-planned 34) 충돌에너지는 인증 당국에 의해 동의된 예상할 수 있는 고장 조건에 기반한 최악의 종말 속도를 사용하 여 계산되어야 한다. (The impact energy must be calculated using the worst case terminal velocity based on the foreseeable failure conditions, as agreed with the Certifying Authority.)

108 or contingency flight profiles/areas) and/or uncontrolled crash, which can potentially result in a fatality. Or Failure conditions which could potentially result in a fatality to UAV crew or ground staff.) 최소한 통제불능 비행(기계획 또는 비상 비행계획/지역을 벗어난 비행을 포함하여) 또는 통제불능 추락시 사망을 초래할 수 있는 고장조건. 또는 UAV 승무원이나 지상 요원의 사망을 초래할 수 있는 고장 조건. (Failure conditions that are expected to result in at least uncontrolled flight (including flight outside of pre-planned or contingency flight profiles/areas) and/or uncontrolled crash. Or Failure conditions which may result in a fatality to UA crew or ground staff.) 위험급 (Hazardous) 중급 (Major) 통제된 비행 종료 또는 강제 착륙 시 최악의 결과로서 사망이 발생하지 않을 것으로 타당성 있게 예상되는 잠재적인 UAV의 손실로 이어질 수 있는 자체적 또는 승무원의 업무부하의 증가를 수반하는 고장조건. 또는 UAV 승무원이나 지상 요원의 심각한 상해를 초래할 수 있는 고장 조건. (Failure conditions that either by themselves or in conjunction with increased crew workload, result in a worst credible outcome of a controlled-trajectory termination or forced landing potentially leading to the loss of the UAV where it can be reasonably expected that a fatality will not occur. Or Failure conditions which could potentially result in serious injury to UAV crew or ground staff.) 통제된 비행 종료 또는 강제 착륙 시 최악의 결과로서 사망이 발생하지 않을 것으로 타당성 있게 예상되는 잠재적인 UA의 손실로 이어질 수 있는 자체적 또는 승무원의 업무부하의 증가를 수반하는 고장조건. 또는 UA 승무원이나 지상 요원의 사망이 초래되지 않을 것으로 타당성 있게 기대되는 고장 조건. (Failure conditions that either by themselves or in conjunction with increased crew workload, are expected to result in a controlled-trajectory termination or forced landing potentially leading to the loss of the UA where it can be reasonably expected that a fatality will not occur. Or Failure conditions for which it can be reasonably expected that a fatality to UA crew or ground staff will not occur.) 기 계획된 장소에 UAV의 비상 착륙 시 최악의 결과로서 중 상해가 발생하지 않을 것으로 타당성 있게 예상되는 UAV 자체적 또는 승무원의

109 업무부하의 증가를 수반하는 고장조건. 또는 UAV 승무원이나 지상 요원의 상해를 초래할 수 있는 고장 조건. (Failure conditions that either by themselves or in conjunction with increased crew workload, result in a worst credible outcome of an emergency landing of the UAV on a predefined site where it can be reasonably expected that a serious injury will not occur. Or Failure conditions which could potentially result in injury to UAV crew or ground staff.) 기 계획된 장소에 UA의 비상 착륙시 최악의 결과로서 중 상해가 발생하지 않을 것으로 예상되는 UA 자체적 또는 승무원의 업무부하의 증가를 수반하는 고장조건. 또는 UA 승무원이나 지상 요원의 상해를 초래할 수 있는 고장 조건. (Failure conditions that either by themselves or in conjunction with increased crew workload, are expected to result in an emergency landing of the UA on a predefined site where it can be reasonably expected that a serious injury will not occur. Or Failure conditions which could potentially result in injury to UA crew or ground staff.) 경급 (Minor) UAV 시스템 안전을 심각하게 감소시키기 않으면서 UAV 승무원들이 자신의 능력 내에서 잘 조치할 수 있는 고장 조건들. 이 조건에는 안전 여유 또는 기능적 능력들의 가벼운 감소 및 UAV 승무원의 업무부하를 약간 증가시키는 것을 포함. (Failure conditions that do not significantly reduce UAV System safety and involve UAV crew actions that are well within their capabilities. These conditions may include a slight reduction in safety margins or functional capabilities, and a slight increase in UAV crew workload.) UA 안전을 심각하게 감소시키기 않으면서 UA 승무원들이 자신의 능력 내에서 잘 조치할 수 있는 고장 조건들. 이 조건에는 안전 여유 또는 기능적 능력들의 가벼운 감소 및 UAV 승무원의 업무부하를 약간 증가시키는 것을 포함. (Failure conditions that do not significantly reduce UA safety and involve UA crew actions that are well within their capabilities. These conditions may include a slight reduction in safety margins or functional capabilities, and a slight increase in UA crew workload.) 안전 무영향 (No safety 안전에 영향이 없는 고장조건들 (Failure conditions that have no effect on safety.)

110 effect) 정의되지 않음. (Not defined) < 표 12 > STANAG 4671(점선 위) 대 STANAG 4703(점선 아래)의 고장에 대한 등급 정의 또한 STANAG 4703의 경우는 상기 표 11의 모든 고장 조건들의 조합을 포함 한 결과인 누적안전요구도(Cumulative Safety Requirement)를 정의하고 있으며, 이 계산에는 추진체, 항법, 데이터링크, UCS/UCB 등 모든 UAS 및 세부계통을 포함하도록 규정하고 있다. 아래 그림 17은 이 비행시간 당 누적확률에 대하여 STANAG 4703이 제시하고 있는 값과 그래프이다. 그림 18은 수용 가능한 위험성 계산 값과 판단을 위한 방안표이다. 이러한 수용을 위한 재난급 고장 조건 값은 예비안전평가 (Preliminary Safety Assessment)를 통해 계산되어 해당 감항 당국의 승인은 전제 조건으로 하고 있음은 물론이다. < 그림 17 > 150kg 이하급 UAS의 재난급 고장율에 대한 수용 한계 값 무인기의 유인기와의 등가안전 수준에 관한 다른 예로, 2011년 3월 슬로베니아 항 공당국의 Traffic&Transportation, Vol. 23에 실린 ASSESSMENT OF A LIGHT UNMANNED AIRCRAFT GROUND IMPACT ENERGY (경량무인기 지상충돌 에너 지에 대한 평가) 에 관한 논문(별지 4 참조)을 요약하면 다음과 같다

111 < 그림 18 > STANAG 4703의 고장조건 및 발생확률에 따른 수용 방안표(Matrix) 요약(ABSTRACT) 본 연구의 목적은 국가항공당국의 통제 하에 있는 150kg 이하의 무인 경항공기에 관한 것으로 각국의 세심한 조율이 요구되는 내용이다. 무인항공기 규정들이 동급 또는 유사 범주의 유인항공기를 위한 현존하는 표준들로부터 탄생되었다는 일반적인 전제에서 출발하여 유인항공기와 등가의 경량 고정익 무인항공기는 충돌 운동에너지 비교에 기반한 등가 및 비-등가 세트의 규정된 집행형식으로 정의된다. 조종 및 비조종 상태의 지면 충돌 시나리오에서 보다 실제적인 충돌 운동 에너지 결정을 위해 설정된 등가결정 적합성 평가에 적절한 입력 값을 보장하기 위해 현재 운영되고 있는 고정익 경량 무인기의 기본비행특성들이 분석되었다. 본 논문에서 유인항공기와 등가의 무인 항공기 결정에는 최대이륙질량뿐만 아니라 이들의 속도 영역 단독 요인에 기반하지 않아야 한다는 점이 입증되었다. (The subject of investigation are unmanned aircraft lighter than 150kg under control by national aviation authorities and therefore prudently requiring harmonized individual state regulations. Originated from a general premise that the unmanned aircraft regulations should evolve from the existing standards for manned aircraft of equivalent class or category, the light fixed wing unmanned aircraft equivalence to the manned aircraft is

112 defined in the form of sets of equivalency and non-equivalency based on the established administrative type of methodology of impact kinetic energy comparison. The basic flight characteristics of the existing operational light fixed wing unmanned aircraft are analyzed assuring proper input for determination of the more realistic unmanned aircraft impact kinetic energy in controlled and uncontrolled flight into terrain crash scenarios used for the evaluation of established methodology adequacy for equivalence determination. It is shown in the paper that determination of the unmanned aircraft equivalency to the manned aircraft should not be based on the unmanned aircraft maximum take-off mass nor their airspeed range alone.) 1. 개 요 (INTRODUCTION) 가까운 미래에 다수의 무인항공기가 150kg보다 상당히 가벼운 운영질량을 가질 것으 로 예상된다(7). 이러한 상대적으로 가볍고 소형 UA의 광범위한 계열은 5kg 미만의 마이크로 UA, 25(30)kg까지의 미니 UA 및 25 ~ 150kg 사이의 운영질량을 갖는 근거 리 UA로 구성되며 이들은 광범위한 종류의 군사용 및 비군사용(즉, 시장 판매) 운영 에 사용될 것이다. 상업용 또는 사용자의 관점에서 이러한 UAS 운영의 기초적인 목 적은 인간 활동을 포함한 지상 시설들 및 활동들을 관찰하는 것이다. 30kg까지의 중 량을 갖는 가장 가벼운 UA의 탑재 센서장비의 능력 대부분은 이들의 비행 운영을 인 구밀집 지역이나 바로 사람 머리 위까지의 매우 근접한 고의적이고 빈번한 비행을 초 래하게 될 것이다. (In the foreseeable future it can be expected that the most numerous unmanned aircraft (UA) will be those with operational mass considerably less than 150kg [7]. This broad family of relatively lightweight and small UA comprises Micro UA weighing less than 5kg, Mini UA weighing up to 25 (30) kg as well as Close Range UA with an operational mass between 25 and 150kg, and they are serviceable for wide variety of military and non-military operations (i.e. markets). From commercial and/or user point of view the basal purpose of UAS flight operations is to observe ground installations and activities including human activities. The capabilities of most on-board sensory equipment of the lightest UA weighing up to 30kg will drive their flight operations to low altitudes close to the point of interest resulting in deliberate and frequent flying in the close proximity of populated areas or even over-flying people.) UA 신뢰성에 관한 불충분한 경험, UA 사고확률 규정의 어려움 그리고 UA 사고의

113 위험성에 관한 지식의 부족 및 UA 비행 운영에 수반되는 복잡한 위험도로 인해 당국은 UA의 운영 장소와 운영 방식에 제약을 가해 왔다. 이 제약사항들은 다른 공역 사용자들로부터의 격리된 공간에서 UA 운영 및 지상의 사람들을 보호하기 위해 인구밀집 지역 상공의 공간으로 비행을 못하도록 하는 것을 포함한다. UAS 비행 운영은 최소한 이들이 유인 항공기 운영과 같이 안전한 경우에 한해서만 허용되기 때문에 무인기들은 공중이나 지상에 관계없이 등가 등급이나 범주의 유인 항공기 운항에 의해 야기되는 것보다 사람이나 자산에 큰 위험을 주거나 야기해서는 안 된다. 따라서 UAS 규정들과 이들의 감항 표준들은 등가 범주의 현존하는 유인 항공기 표준들로부터 나와야 한다. 추가적으로 일반적인 UA 관련 정책은 공공의 안전을 유지하면서도 UA 기술 발전을 촉진하기 위한 간단하고 현실성 있는 요구도 및 표준 들의 완화된 규정 쪽으로 목표를 설정하고 있다. (Insufficient experience regarding UA reliability, the inability to define UA mishap probability, and the lack of knowledge about the hazardousness of a UA mishap, and so the complex risk associated with UA flight operations, has led to authorities placing restrictions on where and how UAs are operated. These restrictions include segregating UA operations from other airspace users and denying them the airspace above populated areas for the protection of people on the ground. The UAS flight operations are acceptable if and only if they are at least as safe as the operations of manned aircraft insofar as they must not present or create a greater hazard to persons or property whilst in the air or on the ground, than that attributable to the operations of a manned aircraft of equivalent class or category. Accordingly, the UAS regulations and their airworthiness standards should evolve from the existing standards for manned aircraft of equivalent category. Additionally, the general UA related policy is aiming towards relaxed regulations of simple and realizable requirements and standards to facilitate UA technology development while maintaining public safety.) == 중략 == UA 충돌 운동에너지 KE imp 는 다음과 같이 정의된다. (The UA impact kinetic energy KE imp is defined by: ) 즉, 무인기의 최대이륙질량(MTOM) m과 바람 없는 날씨에는 대기속도와 같으며 무인기의 추락 시나리오에 따라 달라지는 지면충돌속도 v imp, 의 함수이다. 이 무인기 충돌 속도의 범위는 다음의 두 가지 추락 시나리오를 따르게 된다. (the UA maximum take-off mass (MTOM) m, and the UA impact ground

114 speed v imp, which in still weather equals the airspeed, and depends upon the UA crash scenario. The relevant UA impact speed range follows from two UA crash scenarios:) a) 비상착륙 시도 전에 발행하는 충돌로 운용 속도 v에서 수평비행 상태에서 지면 으로 통제된 상태의 비행추락(CFIT) (controlled flight into terrain (CFIT) in level flight at an operational airspeed v with an impact that arises prior to the emergency landing attempt,) b) 최악의 시나리오로 운용 속도 v로 수직 강하하여 지면에 추락하는 통제되지 않은 상태의 비행추락(UFIT) (uncontrolled flight into terrain (UFIT) in the worst case scenario of a vertical dive commenced at operational airspeed v ). == 중략 == 초기속도 (V initial ) 충돌속도 (V imp ) 최 대 이 륙 질 량 (kg) 통제된 비행 (CFIT) V min V c V max 무인기 (UA) 충돌 운동에너지 (kj) 비통제된 비행(UFIT) 자유낙하 V min V c V max m ft , , , ,200 무인기 초기 비행고도 Light UA impact kinetic energy (numerical representation) == 중략 ==

115 Light UA equivalency with manned aircraft 150kg 이하의 MTOM을 갖는 무인기와 유인항공기의 충돌 운동에너지 등가성 비교는 규정될 수 있다. 유인항공기에 대한 무인기의 등가성은 무인기의 MTOM이 여전히 100kg에 근접하고 이들의 v min (2)나 m/a(4)가 JAR/FAR Part 23 단발엔진 형식의 유인항공기(예, 미국의 Champion 7GCAA Citabria 또는 Cessna C150) 최경량급 항공기와 유사하거나 초과하는 경우에도 무인기의 MTOM이 증가함에 따라 강화된다. 이런 후자의 경우가 의심할 여지없이 점점 더 제약적인 무인기 규정을 지원 하고 있다. 150kg 이하의 MTOM을 갖는 광범위한 현존하는 경량 고정익 무인기의 경우 두 개의 구분되는 인자 그룹(MTOM v min, v max )으로 첫 번째는 (30kg, 22m/s, 30m/s), 두 번째는 (60kg, 16m/s, 21m/s)으로 정의된 연계성과 함께 규정되는(9) 및 (10)의 유인 microflight 및 초경량항공기(VLA)에 대한 무인기의 등가성에 기반하여 세 가지 세부분류를 하고 있다(그림 10). 최소한 유인 항공기와 등가이지 않으며 따라서 최소한의 요구 또는 제약적인 요구도를 갖는 150kg 내의 MTOM을 갖는 무인기를 제작하기 위한 이론적인 기회가 주어져야 하지만, 이런 무인기는 인간에게 사망 상해를 주기에 충분한 13kJ(UDS)에서 27.7kJ(LCS)(그림 5 및 9) 범위의 충돌 운동에너지를 갖게 될 것이다. 알고 있는 바와 같이, 적합한 무인기 표준들의 개발에는 무인기 위험 잠재성을 반영하려는 요구가 증가하고 있으며, 이는 입증

116 증거물로서 LCS/UDS 또는 CFIT/UFIT 시나리오 단독의 방법을 쓰는 행정적인 형태의 무인기 충돌 운동에너지 조사에 기반할 수 없도록 하고 있다. (By impact kinetic energy comparison the equivalence of UA with MTOM less than 150 kg and manned aircraft can be established. The equivalence of UA to the manned aircraft intensifies as the UA MTOM increases, while the UA MTOM still approaches 100kg their v min (2) or m/a (4) are either comparable or even exceeding those of the lower end of the JAR/FAR Part 23 single engine type manned aircraft (American Champion 7GCAA Citabria or Cessna C150, for example). The latter undoubtedly supports the idea of increasingly restrictive UA regulations. For the wide group of existing light fixed wing UA with MTOM less than 150kg tripartite subcategorisation (Figure 10) based on their equivalency to the manned microlight and very light aircraft clarifies (9) and (10) with delineations at two distinctive parameter groups (MTOM v min, v max ) with the first defined as (30kg, 22m/s, 30m/s), and the second as (60kg, 16m/s, 21m/s). At least a theoretical chance exists to build the UA with any MTOM within the mass range up to 150 kg which would not be equivalent to the manned aircraft and being therefore subject to the least demanding and/or restrictive requirements, but such a UA would nevertheless have impact kinetic energy in the range from 13 kj (of UDS) to 27.7 kj (of LCS) (Figures 8 and 9) sufficient enough to inflict lethal injuries to humans. Intelligibly, the development of appropriate UA standards increasingly demanding to reflect the UA hazard potential and mirrored in the UA subclassification defined by substantiated delineations cannot be based on the UA impact kinetic energy investigation of the administrative type of methodology of LCS/UDS or of CFIT/UFIT scenarios alone.) 5. 결론(CONCLUSION) 본 논문에서는 무인기 규정이 동급의 유인 항공기 현존 표준들로부터 발전할 것이라는 일반적인 전제에서, 유인 항공기와 등가의 150kg 이하의 무인기는 충돌 운동에너지 비교 방법에 기반한 등가 및 비-등가 기준의 형태로 정의하였다. 등가성 판단의 결과들은 유인 항공기에 대한 무인기 등가성 결정이 무인 항공기의 최대 이륙질량 및 속도 범위에만 기반해서는 안 된다는 점을 시사하고 있다. 150kg까지의 MTOM을 갖는 무인기는 마치 무인기의 최대이륙질량 MTOM, 최저 또는 실속 속도,

117 그리고 수평비행에서 얻을 수 있는 최대 속도로 정의되는 비-등가성의 어떤 요소로서 유인 항공기와의 등가성이 고려되어서는 안 된다. (Based on a general premise that the UA systems regulations should evolve from the existing standards for manned aircraft of equivalent category, the UA weighing less than 150kg equivalence to the manned aircraft is defined in the form of sets of equivalency and non-equivalency based on the methodology of impact kinetic energy comparison. The results of equivalence determination indicate that the determination of the UA equivalency to the manned aircraft should not be based on the unmanned aircraft maximum take-off mass and airspeed range alone. The UA with an MTOM, that can range up to 150kg, should not be considered equivalent to the manned aircraft if it is an element of a non-equivalent set defined by the UA maximum take-off mass MTOM, the minimum or stall airspeed of the UA and the UA maximum airspeed attainable in a level flight.) 이상에서 살펴 본 바와 같이 무인기의 등가안전 수준에 대해서는 현재 세계 각 국이 다양한 방면으로 연구를 진행하고 있으나, 상기 논문 및 STANAG 4703에서 도 제시하고 있는 바와 같이 무인기 중량 및 속도에 따른 최악의 시나리오 충돌에 너지만으로 기준이 설정되어서는 안 된다는 점에는 공통적인 이해를 하고 있는 상황 이다. 이러한 내용들을 기반으로 현재 범세계적인 무인항공기 운항안전을 위한 등 가의 안전성 확보 절차의 추세를 요약하면 아래와 같다. 신청자가 경량 무인기의 통제비행 및 통제불능 비행 속도 및 중량에 해당하는 충돌에너지 계산 값을 해당 시나리오 및 자신의 무인기를 운영할 환경(공역 및 운영고도 등)과 함께 군 감항당국에 제출 군 감항당국은 제출된 내역 검증 및 신청된 운영환경의 조건(인구밀도, 격리 또는 비-격리 공간, 민간 항로 통과 여부 등)을 검토하여 민간 항공당국과 운영 에 관한 협조 민간 항로를 통과하지 않을 경우는 일반적인 운영 프로파일 운영 횟수, 운영 고도, 운영 공역 등 통보(민간 항공기에 NOTAM 제공 목적) 민간 항로를 통과하는 경우는 통과 시간, 고도, 비행 경로 등에 대한 긴밀한 협조 및 추적감시 절차 수립 및 이행

118 이러한 절차를 수립하여 무인기가 유인기와 등가의 안전성을 확보하는 것으로 무인기가 갖고 있는 원천적인 문제점인 See-And-Avoid, 데이터 링크 고장과 연 관된 자율비행 능력, 상태 모니터링 불가 문제, 비행종료 또는 비상 절차, 고도분 리, 유인기 관제와의 협조 등의 기술적 문제점 분야에서 유인기와 등가성을 완벽 하게 갖출 수는 없으며, 향후 발전할 기술로 일부를 보완하여 지속적으로 안전성 을 확보해 나아가는 과정 속의 최소한의 절차라는 점을 항상 상기하여야 한다. 다. 150kg 이하 군용 무인항공기 개발 준비 현황 세계 각국에서 개발되고 있는 군용 무인항공기를 정확하게 파악하는 것은 군용 목 적이라는 비밀성 때문에 정확하게 파악하는 것은 어려우나 미 국방부 UAS 로드맵 분석에 따른 각 그룹별 개발 동향은 아래와 같다. 1) Group 1-2 : 극소형 전자 및 기계 부품기술의 발전과 배터리 및 연료전지의 효율 이 좋아지면서 이를 동력으로 활용하는 소형 무인항공기가 미 육군에 배치되어 아프가니스탄과 이라크 등 실전에 운용되었다. 이 무인항공기들은 중대, 소대, 분대 규모 또는 개인단위로 배치되어 언덕 너머 또는 건물 뒤의 영상 또는 음성정보를 수집하는 단순화된 임무를 수행할 수 있으며 획득비용 절감, 운용유지 편리성, 교육 훈련 비용 및 기간 단축 등 운영유지비를 크게 절감시킬 수 있다. 이러한 기종 중 AeroVironment사의 Raven은 2011년 말까지 16,000대 이상 납품될 정도로 가장 많이 배치 된 소형 무인항공기이다. 수동 으로 이륙시키며 최대이륙중량 은 2.7kg이다. 이스라엘 IAI사 의 Bird Eye와 Elbit사의 Skylark도 여기에 속하며 Bird Eye의 경우 최대이륙중량 5.5kg 에 체공시간 60분, Skylark은 미군 마이크로 무인기 Wasp DARPA 최대이륙중량 5.5kg에 체공시 (AeroVironment사 개발) 간은 90분이다. DARPA의 지원 으로 AeroVironment사가 개발한 Wasp는 날개 스팬이 72cm, 최대이륙중량 430g,

119 운용반경 5km의 초소형 무인 항공기로 107분의 비행을 시연한 바 있으며, 2006년 미 공군의 BATMAV(Battlefield Air Targeting Micro Air Vehicle) 기종으로 선정 되어 총 314식의 Wasp System이 인도되었다. 독일의 EMT Aladin은 독일 육군과 네덜란드에 납품되었고, 프랑스는 EADS사의 Tracker 160식을 도입하여 운용하고 있으며, 영국은 미국 Lockheed Martin사의 Desert와 Raven을 도입하여 이라크 전 에 투입하였다. 이 외에 폴란드의 Sofar, 터키의 EFE 등 수많은 소형무인항공기 개발 프로그램이 진행 중이다. 오스트리아의 Camcopter S- 100은 2003년 개발을 시작하여 2004년에 초도비행을 수행한 이후 UAE 공군과 공동개발에 착수하여 80여 대를 생산하였고, 스페인/파키 스탄/프랑스/이탈리아 해군에서 함상 시험비행 수행, 독일 해군 및 육군으로부터 주문을 받았으며 2007년에 EASA로부터 permit to flight'를 받은 최초의 무인헬 기가 되었다. 이 기종은 이륙중량 200kg으로 50kg의 임무장비 탑재 가 가능하며 180km 운용반경과 6시간 동안 운용이 가능하여 가장 성공적인 수직이착륙 무인항공기로 3개 국가에 100대 이상 판매되었다. 스웨덴의 Skeldar는 2006년 V-150 모델로 최초비행을 시작하였으며 현재는 V-200이 개발 완료되어 판매가 가능한 상태이다. 이 기종은 이륙중량 200kg에 임무장비 40kg이 탑재 가능하며, 100km 운용반경과 5시간 운 용이 가능하다(그림 19, 20 참조). 2) Group 3, 4 : Group 3의 대표적인 무인항공기는 미국 BAE사의 주야간 정찰, 표적식별 및 포격피해측정 임무의 Sky Eye이다. 최대이륙중량은 350kg, 속도는 160km/hr, 최대운영고도는 4,500m이다. Group 4에 속하는 Predator는 미국 공 군의 무인정찰기 개발 프로그램인 티어(Tier) 계획에 따라 DARPA의 주도 아래 개 발된 티어Ⅱ 기종이다. 티어 계획은 고도와 행동반경이 각기 다른 무인정찰기 개발 계획으로, 크게 티어Ⅰ Ⅱ Ⅲ으로 나뉜다. 티어Ⅰ은 1992년에 개발된 중소형 무인 정찰기로서 모델명은 GNAT-750이다. 역 V자형 꼬리날개가 달렸으며 반경 750km 거리를 40시간 동안 비행할 수 있다. Predator는 티어 Ⅱ기종인 RQ-1의 별명으로 서 1994년부터 티어Ⅰ인 GNAT-750을 개량하여 중고도 무인정찰기로 개발되기

120 < 그림 19 > 미군이 운영 중인 150kg 이하 경량급 군용무인기들 (좌로부터 Raven, Skylark, Wasp) < 그림 20 > 세계 각국의 군용 소형무인기들

121 시작하였다. 행동반경은 약 900km이고 204kg의 화물을 적재하고 29시간 정도 비 행할 수 있다. 악천후에도 정확한 위치정보를 얻을 수 있는 기상 레이더와 4km 밖 에서 교통신호를 식별할 수 있는 2대의 고해상도 컬러 비디오카메라, 적외선 탐 지장치 및 위성 제어장치 등 최첨단 장비를 갖추고 있다. 1994년에 실전 배치되어 1995년 보스니아 내전과 1999년 코소보 공습작전 등에 참가하였다. 이들 작전에서 저공비행을 통해 지상 목표물에 관한 정밀 정보를 수집하여 성능을 인정받았으나 기상 조건이 좋지 않을 시 날개의 결빙으로 몇 차례 추락하는 사고가 발생하기도 하였다. 2001년 2월부터는 헬파이어(Hellfire) 대전차 미사일을 장착하여, 전차파괴 용 무기로도 쓰이기 시작하였다. 이 기종의 장점은 현장에서 얻은 실시간 정보를 분석하여 정확한 공격을 할 수 있다는 점이다. < 그림 21 > Sky Eye R4E-50 (Group 3)와 Predator-B (Group 4)

122 3) Group 5 : 미국의 Northrop Grumman사가 개발한 Global Hawk는 1998년 2월 초도 비행을 수행하였다. 대형기체이며 자율비행 무인항공기라는 점 때문에 초기 에는 계획보다 축소된 기간 동안 적은 횟수를 비행하였으나, 군 유용성을 입증할 만큼 충분한 경험을 축적하였다. 1999년 3월 29일 18번째 소티에서 공군기지 간 비행시험 공역의 적절한 주파수 할당 및 조정이 미흡하여 2호기 기체가 추락하였다. Global Hawk의 성능은 예측된 목표치에 거의 도달하였으나 항속시간 및 임무순항 고도의 기본 요구조건을 만족시키지 못하였으며, 이는 초기설계 단계에서의 중량, 추력 및 양항비의 설계 파라미터에 대한 설정과 비행안전에 대한 엄격한 감항인증 기술기준 적용 등의 중요한 이슈를 부각시켰다. Global Hawk는 군용무인기 감항인증 과정을 완료한 최초의 무인 항공기 시스템이 되었으며 WRIGHT-PATTERSON 미 공군기지 항공시스템센터(ASC)에서 2006년 1월 25일 군용 감항인증서가 수여되었다. Global Hawk는 감항인증을 위해 MIL-HDBK- 516B로부터 선정된 500여개가 넘 는 기술기준들에 대한 평가를 받았고, 미 공군 감항인증 당국인 ASC/EN 부서에 의해 (1) TACC 승인, (2) 시스템 설계의 기준 충족여부 심사, 그리고 (3) 모든 미충족 사항들에 대한 운영안전 위험도 평가와 위험도 등급에 따른 해당 수용 권한자에 의한 수용의 세 가지 단계를 거쳐 수행되었다. < 그림 22 > 고고도 장거리 군용무인기인 Group 5에 속하는 Global Hawk

123 제 III 장 군용 무인항공기 종류 및 중량별 기술기준 분석 1. 군용 무인항공기 기술 동향 현대의 군용 무인항공기에 통합되어 있는 기술은 탑재장비(임무)와 제원(중량)에 따라 달라지지만, 무인기의 운영 안전성과 관련된 기본적인 기술은 (1) 무인 비행체의 안전 성 확보, (2) 무인기 조종 및 통제를 위한 통신, (3) 데이터 링크 상실 시 비상회복을 위한 기술, (4) 비-격리된 민간 공역에서 무인기 통합운항을 위한 See-And-Avoid 기술, (5) 항공교통관제(ATC)와 무인기(조작사)와의 지속적인 통신 유지를 통하여 고도 분리 를 포함한 항적 간 분리 상태를 보장하기 위한 통신기술 등으로 구분할 수 있다. 가. 미 국방부 기술 동향 미 국방부의 Unmanned Systems Integrated Roadmap FY 에서 분 석하고 있는 미래의 무인 시스템 기술 동향을 요약하면 아래와 같다. 무인 시스템 기술들 무인 시스템 응용의 광범위한 분야에 절친 기술 발전 속도는 수 년전만 해도 예측하지 못했던 한 때 전장 영역 밖의 귀찮은 탑승체 및 시스템들이 현재는 전장 임무 지역에 서 필수품이 되도록 하였다. 극적인 배터리 수명의 증가와 컴퓨터 처리용량의 증가, 센 서들의 크기와 복잡도 감소, 신뢰성, 정비성, 자동화 및 운영자 인터페이스의 개선으로 무인기 시스템들은 현재 작전 지휘관들의 도구 중 없어서는 안 되는 구성 요소가 되었 다. 국방과학위원회(DSB)는 2030년에 개발 또는 전개될 차세대 주 군사력을 가능케 하 는 신규 기술들에 대한 연구를 수행할 것이 요구되었다. 이 연구에는 미래 군사력에 기여할 수 있는 중대한 발전 잠재성이 있는 국방부 외적인 기술에 대한 조사와 평가를 포함하고 있다. 이러한 발전된 기술들에는 양자 컴퓨터, 마 이크로 전자 기술들, 로봇, 나노물질, 유전학, 대규모 데이터, 대체 에너지원, 진보된

124 소재 그리고 모델링 및 시뮬레이션과 같은 분야에서의 국방부 투자를 보강할 수 있다. 바다, 땅, 하늘과 우주, 그리고 사이버 영역에서 전쟁의 본질을 크게 강화 또는 변화시킬 잠재성이 있는 기술들이 본 연구의 초점이다. 전쟁 능력 강화와 비용의 경감을 위한 국방부의 6가지 핵심 기술분야는 (1) 상호운용성 및 모듈화, (2) 통신 시스템, 주파수 및 저항성, (3) 보안(탐지 및 인식/기술보호(RITP)). (4) 지속 운영, (5) 자율 및 인지 반응, 그리고 (6) 무장화이다. 기타의 중요한 분야들에 는 센서 투하, 기상 탐지 및 고성능 컴퓨터(HPC)를 포함한다. 1. 상호운용성 및 모듈화(Interoperability and Modularity) 센서 및 무장 기술은 처리기와 알고리듬의 개발에 따라 빠르게 성숙되고 있으며 종동 전 개된 플랫폼들에 대한 최신화 된 성능 및 개선을 하기 위한 국방부의 전환 능력을 뛰어 넘기도 한다. 현재의 수많은 센서들, 통신망 및 무장 시스템은 상용의 처리기와 전자식 표준 기술을 발판으로 지속적으로 발전하고 있다. 지난 수 년 동안 설계된 국방부 주요 시스템 재고들과 함께 기술의 혁신은 플랫폼 내부 변경(모듈화) 및 플랫폼 간의 변경(상 호운용성) 모두를 가능하게 한다. 강화된 모듈들에 대한 상호운용적인 인터페이스와 영역 을 포괄하는 데이터 공유는 미래의 수명주기 비용 최소화, 축소된 군 구조 요구 및 변화 하는 전구 또는 새로운 가용 기술에 신속하게 적응하도록 한다. 2. 통신 시스템, 주파수 및 저항성(Communication Systems, Spectrum, and Resilience) 모든 무인 시스템이 국면하고 있는 이 도전과제에는 통신 링크의 가용성, 이 통신 링크 가 지원하는 데이터의 양, 통신 주파수에 대한 인증 및 간섭(예, 전자기)에 대한 모든 무 선주파수(RF) 세부계통들의 저항성을 포함한다. 3. 보안(탐지 및 인식/기술보호(RITP)) (Security: Research and Intelligence/ Technology Protection (RITP)) 무인 시스템들은 종종 주어진 임무 완수를 위해 중대한 프로그램 정보 및 민감한 비밀 데이터 즉, RIPT를 요하는 데이터를 사용한다. 무인 시스템은 허가되지 않은 접근/통제, 데이터의 승인되지 않거나 우발적인 공개 및 기술적 우위의 보호뿐만 아니라 새로운 센

125 서, 무장 및 프로세스 소프트웨어의 보다 신속한 적용이 가능하도록 하는 적합한 보안 수단들을 포함하여야만 한다. 4. 지속 운영(Persistent Resilience) 무인 시스템들은 상당히 좋은 연료/중량 비에 기반한 고유의 지구성이 있지만 전반적으 로 더 효과적인 임무 시간을 제공하기 위해 무인 시스템의 설계 구도가 더 최적화 될 수 있다. 추가적으로 항공전자 계통, 동력 및 추진체 및 무장관리 계통의 추가적인 소형화 로 시스템들을 더 작게 만들 수 있으며 이것이 더 좋은 지속성과 결합될 경우 투자비를 최소화 할 수 있다. 증가된 지속성은 신뢰성, 정비성 및 생존성 측면의 개선을 필요로 한다. 따라서 광범위한 전투 효과도를 보장하기 위한 신뢰성, 정비성 및 생존성을 보강 함으로써 개선이 이루어져야 한다. 5. 자동화 및 인지 반응(Autonomy and Cognitive Behavior) 거의 모든 무인 시스템이 통신, 인력 및 시스템 효과도에 영향을 주는 기본 기체의 작동 과 반응에 대한 확실한 통제를 요한다. 국방부 예산에서 가장 큰 비용 요소 중의 하나는 인력이다. 무인기가 운영되게 되면 임무 수행 기간 중 무인시스템 운영, 데이터 수집 및 분석 그리고 계획 및 재계획 수립에 상당한 양의 인력이 소모된다. 따라서 국방부에 있 어서 가장 중요한 것은 중요한 정보 및 활동들은 단순히 포착하는 것이 아니라 이들 데 이터를 작성, 기록, 회상, 집중 및 골라내어 원천적인 정보 대신 조치할 수 있는 정보 를 실질적으로 공급할 수 있는 시스템, 센서 및 분석 자동화를 확대하는 것이다. 6. 무장화(Weaponry) 무인 시스템들로부터의 무장 투하를 위한 확장 사양들에는 현재 통합되어 있는 일부 능 력과 무인 전력 구조에 대한 무장화 된 추가적인 플랫폼을 더하는 신규 무장 사양들을 포함한다. 무장과 무인 시스템들의 완전한 통합 사용을 위해서는 앞의 핵심 기술분야들 특히 무장에 관련된 분야들을 활용하는 것이 절대적이다. 또한, 미 국방부가 발행한 UAS 로드맵 2005에서는 무인 비행체 기술 발전의 역사 와 각 기술들의 현황 및 미래 발전 추세를 보다 구체화 하고 있으며 이를 요약하면 다음과 같다(전체 내용 : 별지 5 참조)

126 군용 UAS 기술들 1. 개요 : 무인 항공기술은 항공 분야에서의 많은 핵심 기술의 혁신을 바탕으로 발전해 왔으며, 여기에는 자동조종, 관성항법 시스템 및 데이터 링크 등이 있다. UAS는 20세기 대부분을 기술력 부족으로 늦어지기는 했지만 다양한 군사적 프로젝트들의 노력으로 1950 년대의 자동화된 안정성, 원격 제어, 자율화된 항법의 기본적인 문제점들을 극복하였고 마지막 수 십 년은 크게는 UA에 탑재되는 비행제어 및 임무관리 컴퓨터 내에 능력이 증 가된 마이크로프로세서들의 통합을 통해 기술들을 개선하였다. 1989년에는 인간의 간섭 없이 UA가 이륙부터 착륙까지 완전한 자율 비행을 수행하였다(DARPA Condor). UAS가 성장을 지속함에 따라 21세기 초반에는 기술이 보다 강화될 것이다. 비록 국방부가 UAS 능력을 발전시키기 위한 잠재성 있는 기술들의 연구 개발에 투자를 지속하고는 있지만, 현재 상용 응용을 통해 많은 무인기 기술들을 주도되고 있다. 무인 비행을 위한 두 가지 기본적인 방법인 자율(RQ-4) 및 조종사 참여(MQ-1)는 각각 마이크로 프로세서와 통신(데 이터 링크) 기술에 크게 의존한다. 자율비행은 단일의 항공기에 의한 사전 프로그램 된 비행에서부터 자체 작동하는 그룹 비행까지의 범위를 다룬다. 다음 그림은 각 기종들의 자율비행 능력 현황 및 추세이다. < 그림 23 > 미 DoD 로드맵 상의 UA 자율성 추세 (TREND IN UA AUTONOMY)

127 2. 프로세서 기술(PROCESSOR TECHNOLOGIES) : 오늘날의 프로세서들이 UA로 하여금 인간의 간섭이 거의 없거나 전혀 없이 전체 임무를 비행할 수 있지만 궁극적인 목표가 조 종사를 물리적으로 동등한 복제품이나 훈련과 경험을 통한 더 뛰어난 사고 속도, 기억 용 량 및 반응(알고리듬)으로 대체하는 것이라면, 인간을 닮은 속도, 기억 및 상황 적응성을 갖는 프로세서들이 필요할 것이다. 인간의 능력은 일반적으로 속도에서는 100만 MIPS 및 기억 용량에서는 1억 베가바이트에 해당하는 것으로 알려져 있다. 아래 그림은 인간 수준 의 성능을 향한 향후 25년 내에 도래할 것이 유력한 프로세서 기술의 진보상황을 보여준 다. 두 그림 모두 오늘날의 수퍼 컴퓨터들이 속도와 용량 면에서 인간의 1/10의 등가성이 있으며, 2030년경에는 1억 MIP 프로세서에 접근할 것이다. 전투조종사의 훈련과 경험을 로봇 두뇌에 주입하게 되면 미래의 J-UCAS용 탑건 스쿨은 수 초 내에 비행 후 다운로드 로 구성될 것이다. 오늘날의 실리콘 기반 반도체 프로세서들은 현재의 자외선 리토그래픽 에 기반한 제작 기법에 의해 영점 일의 한계 로 불리우는 약 0.1미크론의 크기로 제한될 것이다. 컴퓨터가 지난 60년 동안 진공관 사용으로부터 트랜지스터를 거쳐 반도체 집적회 로들로 발전한 것처럼 미래 누군가는 더 빠른 속도와 큰 메모리를 달성하기 위해 광학, 생화학, 양자간섭스위치(QIS), 및 분자( 분전자 ) 프로세서 또는 이들의 조합을 혁신적으로 활용할 것이다. 양자간섭스위치(QIS)는 속도에서 수천 배의 증가를 가져오고 분전자는 현 재 컴퓨터 대비 10억 배의 증가 잠재력이 있다. 궁극적으로 원자의 스핀을 코드화하는 핵 자기공명을 이용한 양자 컴퓨터가 기존의 전통적인 컴퓨터를 교체할 것이다. < 그림 24 > 미 DoD 로드맵 상의 프로세서 처리속도 발전 추세 (TREND IN PROCESSOR SPEED)

128 < 그림 25 > 미 DoD 로드맵 상의 프로세서 속도와 메모리의 관계 (RELATIONSHIP OF PROCESSOR SPEED AND MEMORY) 3. 통신 기술 (COMMUNICATION TECHNOLOGIES) : 통신 기술의 원론적인 문제는 유연 성, 적응성 그리고 밴드폭, 주파수, 및 정보/데이터 흐름의 인지적 통제성(예, 차별화된 서 비스, 우선순위, 잠복기 등에 대한 데이터베이스의 분리 경로 등)이다. 이는 시스템들이 비- 집중적이며 C2, 데이터 관리 및 흐름통제 등과 같은 네트워크가 시스템 및 운영 개념 속에 통합되어야 한다는 것을 의미한다. 밴드폭 및 주파수 제약에 대한 한 가지 방법은 특정 통 신 경로들을 새로운 방법으로 재활용하는 것이다(예, 전술 통신을 지향성 링크를 위한 명령 통신으로 사용, 자유공간 광학 (레이저통신)을 위한 타이트하게 짝지어진 RF 백업 링크 등). 통신 기술들은 개구레이더, RF Front ends, 소프트웨어 정의 모뎀/밴드폭의 효율적인 파형들, 공간, 교차밴드, 디지털 인터페이스, 신규통신방법(예, 자유공간 광학), 및 하이브리 드 방법들을 다루기 위해 재분할 될 수도 있다. 3.1 데이터 링크(Data Links) : 미래 UA 능력들을 가능하게 하기 위해 항공 데이터링크 율과 프로세서 속도들이 경주 중에 있다. 오늘날 및 가까운 장래의 패러다임은 거의 모든 항공 데이터를 지상으로 전송하여 지상에서 해석과 의사결정을 위한 처리를 하게 될 것이다. 종국적으로 탑재 처리 능력이 데이터 링크 능력을 앞서게 될 것이며 UA가 자신이 처리한 결과를 의사결정을 위해 지상으로 보내도록 될 것이다. 이 시점에서 특정 적용, 특히 영상 수집에 있어서 데이터 링크 율에 대한 요구도는 크게 낮아져야 한다. 동시에 밴드 제한

129 통신이 존재하는 한 데이터 압축은 적절하게 남아 있게 될 것이지만 압축 알고리듬 자체로 는 가까운 미래에 발전된 센서들의 처리 요구도를 해결할 수 없을 것이다. 의도적으로 정 보를 버리는 기술은 선호되는 기술은 아니다. 현재로서는 압축이 부적절한 밴드폭에 대한 일종의 용인된 사항이다. 무선(RF) 데이터 링크의 경우, 밴드폭 효율적인 변조 방법들을 사용하면 10Gbps(현재 전개된 능력의 40배)까지의 데이터 율이 현재의 밴드폭에서 가능할 것이다. 그러나 Ghz 주파수들에서는 RF 사용이 주파수 밀집으로 인한 제약이 증가된다. 이 는 특히 L, S 및 C밴드를 포함하고 있는 1-8Ghz 범위에서 더욱 그렇다. 항공 광학 데이 터 링크 또는 레이저통신은 최상의 미래 RF 시스템보다 2-5배 더 큰 데이터 전송율을 제공할 수 있다. 또한 더 작은 개구는 더 낮은 신호, 더 큰 보안 및 더 큰 재밍 저항성을 제공한다. 비록 레이저통신이 항공 데이터 전송률에서 RF를 추월하더라도 RF의 더 좋은 전천후 능력 때문에 미래의 어느 시기까지는 저고도에서 우세를 지속할 것이다. 이와 같 이 RF 및 광학 기술개발 모두가 2025년까지 계속 진행될 것이다. 3.2 네트워크 중심 통신(Network-Centric Communications) : 네트워킹 기술 개발은 UAS가 네트워킹 경로가 되든 국지적인 네트워크 플랫폼이 되든 UAS의 이동 경로와 네트 워크 운영을 제공하는 능력에 중요한 몇 가지 분야들이 있다. Global Hawk나 Predator 와 같은 고고도 비행 UAS는 자체가 네트워크 기체가 되거나 네트워크 경로가 되도록 하 는 범위를 제공하는 능력을 갖고 있다. 이러한 서비스들을 제공하기 위해 네트워크화 된 통신 능력은 용량, 안정성, 신뢰성 및 충분한 연결성/상호운용성 사양들을 제공하도록 전 환될 필요성이 있다. 이를 개발하는 데는 다음의 기술들은 필수적이다. - 고용량 지향성 데이터 링크 - 큰 처리용량의 고용량 분배기 - 내구화 된 IP 가용 광대역 분배기 - 모듈형 및 프로그램 가능한 분배기 구도 - 잘 알려지고 표준화된 프로토콜 및 인터페이스 - 위상 관리를 위한 이동형 임시 유사-안전 메쉬 요구도 - 플랫폼 당 복수 링크 인터페이스 및 형태 - 플랫폼들 상의 게이트웨이 기능성(기존, 다양항 네트워크) - 탑재 ICFOSEC/네트워크 보안 - 성능 강화된 프록시

130 4. 플랫폼 기술(PLATFORM TECHNOLOGIES) 4.1 기체(Airframe) : 생체 엔지니어 및 항공 엔지니어들은 곧 공동 항공기 프로젝트에서 일하게 될 수도 있다. 경량의 더 강한 항공구조들의 필요성은 나무와 천으로부터 알루미 늄으로 티타늄으로 복합재로 발전시켰다. 다음 단계는 변환가능한 생체고분자물이 될 것 이다. 상용화를 앞두고 있는 한 생체고분자는 강철보다 두 배의 인장 강도를 가지며 카본 복합재보다 25% 가볍고 유연성이 있다. 이러한 생체고분자로 만들어진 표피, 서보 구동 기, 유압, 전기모터 및 오늘날의 항공기 조종면들의 제어 막대들이 라이트 형제의 최초 고안과 상당히 닮은 표피를 유연하게 하는 날개와 조종면들을 감싸는 능력으로 교체될 수 있을 것이다. 복합재는 가벼운 기체를 가능케 했지만 손상된 복합재의 수리는 공탄성 재 단으로 불리우는 소재의 원래 적층구조를 상실함으로 인해 원래보다 훨씬 약해진다. 연구 가들은 최근 마이크로 캡슐의 접합재 를 내장하여 손상이 이 캡슐들을 깨뜨려 깨진 틈이 성장하기 전에 메꾸도록 복합재를 제작하는 방향으로 선회하였다. 이는 자동 또는 자체 수리 소재로 알려져 있다. 그러나 현재 연구되고 있는 더 앞선 것은 손상된 구조가 스스 로 원래의 상태로 재생되는 자체 치유소재들(이성체)이다. 이러한 소재들은 장기체공 및 타격 UA에 가장 가치가 있을 것이다. 4.2 제어(Control) : UA가 자신의 조종자들과 통신하도록 하는 안테나들은 접시나 플레 이트에서 등고형 및 심지어 오늘날에는 필름이나 스프레이 형태가 되고 있다. 전체 항공기 동체나 날개가 안테나로 기능을 하게 되면 안테나 구동에 필요한 중량과 전력을 제거하면 서도 높은 이득을 제공한다. 미래 UA는 주어진 임무를 수행하기 위해 스스로 실행할 수 있는 독립적인 로봇들로 발전할 것이다. 이러한 자율성은 궁극적으로는 미래의 UA 임무 관리 컴퓨터에 인간 두뇌와 유사한 능력을 요구할 것이다. 무어의 법칙은 마이크로 프로 세서의 속도가 2015년경에 인간과 쌍벽을 이룰 것으로 예측한다. 언제 그리고 얼마나 많은 소프트웨어 코드 라인들이 사람의 생각 과 같아질까 하는 것은 여전히 의문이지만 오늘 날 소프트웨어에 의한 패턴 인식은 일반적으로 인간의 그것에 떨어진다는 것은 주목할 만 한 것이다. 표준 기반의 상호운용성은 제어 환경 내에서의 또 다른 중요한 분야이다. 국방부 는 제작사, UA, 또는 GCS에 관계없이 UAS로부터의 전투요원 C4ISR 지원을 지원하는 환 경 구성을 촉진하게 할 상호운용성을 달성하기 위해(NATO 표준화 합의(STANAG) 4586과 같은 노력을 통해) 이 접근방법을 채택하고 있다

131 인간의 통제 하에 있는 UA들의 경우, 통제요원들은 종국적으로 자신의 신경근육 시스템 을 통한 원격 조종에 연결할 것이다. 오늘날의 지상 통제소 차량들은 UA 센서를 통해 볼 수 있도록 해주는 안면 바이저들과 함께 착용할 수 있는 하네스들로 이미 대체되 고 있다. 조끼들은 곧 그에게 UA가 선회, 강하 또는 요란과 조우하였을 때 UA에 의한 느낌 의 만질 수 있는 감각을 제공할 것이다. 종국적으로 UA 조종사들은 자신의 근육 에 보낸 전기 신호들이 UA에 대한 즉각적인 제어 입력으로 전환되도록 될 것이다. 대중 의 용어로 바꾸어보면 미래의 UA 조종사는 비행기를 보는 것에서 비행기가 되는 것으 로 전환될 것이다. 4.3 추진체(Propulsion) : 무인 항공기는 이미 개스 터빈 및 왕복동 엔진으로부터 배터리 및 솔라파워에 이르기 까지 유인 항공기보다 더 다양한 추진체를 개발하였고, 스크램 제트 (X-43), 연료 셀(Helios 및 Hornet), 왕복동 화학 근육, 빔 파워, 및 핵 동위 원소 조차도 개발 중에 있다. 추진체의 기술적 진보는 이전에는 군사용으로 지원되는 연구가 주도하였 지만 현재는 자동차 산업에 의한 상용 연료 셀들, 컴퓨터 및 휴대폰에 의한 배터리, 그리고 상용 위성 산업에 의한 태양 전지들에 주도되고 있다. 따라서 UAS는 선조 유인기들보다 더 COTS나 COTS 파생 추진체에 더 의존할 가능성이 있다. Global Hawk와 Dark Star 는 모두 설계에 비즈니스 제트 엔진을 선정하였다. 유인 항공기에 비교할 때 오늘날 UA 의 주요 특성은 장기 체공이며 이 장기체공은 추진체에 의해 대세가 결정된다. 추진체는 프 로세서와 함께 두 가지 UA 핵심 기술 중 하나이다. AFRL의 가변수용성진보터빈엔진 (VAATE) 프로그램은 2015년까지 추력 대 중량비를 50% 개선 및 엔진 생산 및 정비 비용 을 낮추면서 SFC를 10% 감소시키는 것이다. 항공기용 왕복동 엔진들은 일반적으로 엔진 무게 파운드 당 1마력을(746와트/파운드) 생산하며 오늘날의 연료 셀들은 이와 동등한 수 준에 접근하고 있는데 비해 리튬-이온 배터리들은 이 여유추력의 약 절반 정도를 갖는다. 특히 연료 셀들은 하이브리드 자동차들에서 사용 증가로 다가오는 10년에 걸쳐 빠른 발전 을 보여줄 것으로 기대된다. 지난 수 세기 동안 전술 UA에 내연기관 엔진을 교체할 수 있는 수준까지 발전되어 온 중연료엔진(HFE) 기술은 현재 실용적이다. 4.4 신뢰성(Reliability) : 항공기 신뢰성과 비용은 밀접한 관계를 맺고 있으며 무인 항공 기는 대응되는 유인 항공기보다 적은 비용일 것으로 기대된다. 낮은 대당 가격에 대한 기 대 이익은 더 낮은 시스템 신뢰성으로 인한 높은 손실율에 의해 무효화 될 수 있다. 아래 그림은 유사한 비행시간이 누적된 후 대형 UA의 사고율이 대표적인 유인 항공기 (F

132 및 U-2)의 그것에 비해 어떤지를 보여준다. UA 대수가 유인 기종들에 비해 일반적으로 적 기 때문에 이들은 낮은 율의 누적 비행시간을 가지며 이는 곡선이 낮은 햐향 진행을 갖도 록 한다. 예를 들어, MQ-1 프리데이터 기종은 초도 비행 이후 10년 3개월이 되는 2004년 10월에 10만 시간의 기록에 도달한데 비해 F-16은 이의 1/4 기간 내에 동일한 누적시간을 달성하였고 동 기간에는 80만 시간을 달성하였다. 그러나, 이 그림은 대형 UA의 최근 사고 율 추세가 경력상 비교 가능한 지점에서 F-16의 그것에 근접하고 있음을 보이고 있다. < 그림 26 > 미 DoD 로드맵 상의 유인기 대 무인기 사고율 경향성 비교 (MISHAP RATE COMPARISON) 4.5 생존성(Survivability) : 항공기 생존성은 주어진 위협 환경에 대한 CONOPS, 전술, 기술(능동적 및 수동적 수단 모두), 및 비용의 일종의 균형이다. 유인 항공기의 경우 항공 기 생존성은 승무원 생존성과 동일하며, 여기에는 높은 프리미엄이 붙는다. UA의 경우는 이 공식이 변하여 동일한 임무에 대해 이들을 높은 생존율을 갖도록 하는 것 대비 약간 생 존성 있는 것의 장점에 대한 의문을 가져온다. UA 설계 균형에서의 생존성의 가치는 임무 에 따라 달라지지만 성능이나 비용에 대한 비교 선정은 UA가 저렴해야 한다는 지배적인 이해에 대한 반대 견해가 될 수 있다. 생존성 강화는 또한 시스템 복잡성에서도 고려될 필요가 있다. UA가 적대 환경에서 격추되는 것으로부터 지킬 수 있도록 설계할 수 있지 만. 작은 통신 및 항법 재밍을 통해 UA를 무효화 시키는 방법들도 사용될 수 있다

133 5. 탑재장비 기술들(PAYLOAD TECHNOLOGIES) : 현재 사용 중이거나 사용할 것으로 계획되어 있는 UA 탑재장비들은 4가지의 일반적인 분류인 센서들(전자광학, 레이다, 신 호, 기상, 생화학), 중계(통신, 항법 신호들), 무장 그리고 화물(삐라, 보급품) 또는 이들의 조합들로 구분된다. 많은 UA의 장기체공 요구는 통상 총 중량의 10내지 20%를 차지하는 낮은 탑재장비 비율을 초래하는 높은 중량 대 연료비를 요한다. 아래 그림은 체공능력과 탑재장비 중량 간의 이러한 비교를 보여준다. < 그림 27 > 미 DoD 로드맵 상의 UA 탑재장비 용량 대 체공능력 (UA PAYLOAD CAPACITY VS. ENDURANCE) 6. 무장 (Weapons) : 전투용 UA가 유사급 유인 항공기들에 비해 초기 비용과 스텔스의 장점 대부분을 달성하려면 이들은 논리적으로 작은 무장 격실들을 갖게 될 것이며, 따라 서 더 작은 무장을 필요로 하게 될 것이다. 임무 당 운반되는 작고 소수의 무장은 동등한 임무 효과도를 달성하기 위해 치명도가 증가되어야 함을 의미한다. 작은 무장으로 치명도 를 달성하는 것은 정밀유도(대부분의 경우) 또는 보다 치명적인 탄두를 요한다. 진행 중인 프로그램들은 다양한 정밀유도 옵션들을 제공한다. 일부의 혁신적인 광범위한 살상지역을 갖는 탄두들, 견고화 된 유도 시스템 즉, GPS 재밍에 대한 저항 시스템의 출현은 최상의 기술이 될 것이다. J-UCAS와 같은 작고 보다 정확한 무장 및 침투 발사 플랫폼에 대한 잠재적인 중대한 장점은 부수적인 손상의 감소이다. 미 국방부 무인항공기 로드맵 2005 내의 무인 항공기 시스템 기술동향

134 나. 유럽방위청(EDA) 무인항공기 기술개발 동향 제1장에서도 언급한 바와 같이 유럽방위청은 현재 EASA와 협조하여 공통의 감항 인증 기준 제정 및 정책을 함께하고 있다. 특히, 무인기의 민간공역 통합운영을 위한 다양한 연구 프로젝트도 민간 기구인 유럽항공안전청(EASA) 및 유럽우주국(ESA)과 공동으로 수행하고 있다(표 8 참조). 이 연구의 주목적은 위성통신 및 GPS를 이용하 여 가시선 밖의 무인기 통제와 정확한 위치를 파악하여 공중충돌 방지를 위한 항공교 통 통제의 기술적 가능성을 확인하는 것이다. 이와 더불어 Sense-And-Avoid를 위한 TCAS II와 유사한 장비의 개발을 위한 계약을 2차에 걸쳐 수행하고 있으며, 미 FAA 와도 항공안전을 위한 기술교류를 활발히 진행하고 있다. 다. 민간 UAV 분야 기술발전 추세 상기 미 국방부 로드맵에서 보듯이 군용 무인기 분야의 기술발전 추세는 군사적 유 용성 제고를 위한 기체, 데이터 링크, 무장운용, 장기체공 능력 등의 요소기술들에 중 점을 두고 있는 반면, 민간 UAV 분야는 아래 그림 28에서 보는 바와 같은 마이크로 로봇 기술을 이용한 초소형 UAV 기술들이 발전하고 있다. 물론, 일본의 농업용 무인 회전익기는 이미 세계시장을 선점하고 있다(그림 29). < 그림 28 > 민간 분야에서 개발 중인 다양한 마이크로 UAV들 민간 분야에서는 군용에 가려 소형 무인기 위주로 그동안 조금씩 발전시켜온 기술과 ICAO, FAA 및 EASA 등 민간항공기구의 2015년 국가공역으로 통합 발표와 함께 각 종 규제를 극복하기 위한 기술개발에 박차를 가하고 있다

135 < 그림 29 > 민수용 기체인 RMAX를 군용 정찰기로 개조한 Rotary Bat 무인헬기 이러한 민간공역 운항을 위한 규제 중 기술적 분야는 FAA의 UAS Roadmap 2013 에서 밝히고 있는 바와 같이 See-And-Avoid(SAA) 능력과, Control and Communi- cation(c2) 시스템 성능으로 이 두 가지 기술적 성능에 관한 요건은 아래와 같다. See-And-Avoid (SAA) capability는 수용가능한 안전수준을 충족하는 유인 항공기의 See-And-Avoid 운영과 동등한 UAS와 타 항공기 간의 자발적 분리, 궁극적으로는 충돌방지 기능을 제공하여야 한다. SAA 기술 개발은 미성숙된 상태이다. 유인 비행에서 는 육안 회피, 레이더, 시각적 관찰, 분리 표준, 입증된 기술 및 절차들 그리고 조종사 의 잘 훈련된 행동들이 함께 안전한 운항을 보장한다. 무인 비행은 현재 유인 항공기에 요구되는 See and Avoid 운항규칙들을 충족하기 위한 대안으로서 SAA 시스템들의 사용을 관할하기 위한 신규 또는 개정된 운항규칙이 필요하다. UAS의 자발적 분리와 충돌 회피 능력 모두를 확인하기 위한 SAA 시스템 표준들이 개발되어야만 하며 또한 SAA-가용 UAS와 기타의 공중 및 지상에 기반을 두고 있는 충돌회피 시스템 간의 안전 하고 보호된 상호작용을 위한 상호운용성 제약 사항들도 정의되어야 한다. 비록 SAA가 독립적인 시스템이기는 하지만 이는 기타의 모드들(예, ATC 분리서비스) 전반에 걸쳐 호환되도록 설계되어야만 한다. (must provide for self-separation and ultimately for collision avoidance protection between UAS and other aircraft analogous to the see and avoid operation of manned aircraft that meets an acceptable level of safety. SAA technology development is immature. In manned flight, see and avoid, radar, visual sighting, separation standards, proven technologies and procedures, and well-defined pilot behaviors combine to ensure safe operation. Unmanned

136 flight will require new or revised operational rules to regulate the use of SAA systems as an alternate method to comply with see and avoid operational rules currently required of manned aircraft. SAA system standards must be developed to assure both self-separation and collision avoidance capability for UAS. Interoperability constraints must also be defined for safe and secure interactions between SAA-enabled UAS and other airborne and ground-based collision avoidance systems. While SAA may be an independent system, it must be designed to be compatible across other modes (e.g., ATC separation services). Control and Communications (C2) system performance requirements가 필요하 며, RTCA는 FAA가 C2 정책, 프로그램 및 규정적 결심에 고려하여야 할 합의-기반의 권고사항들을 연구하고 있다. 결과적인 C2 요구도는 보다 높은 수준(UAS 수준)의 성능 과 안전 요구도를 달성하는데 필요한 최소의 성능을 지원하는데 필요하다. 제3의 통신 서비스 제공자들은 오늘날 일반적이며(예, ARING, Harris 등) FAA는 제3자들의 성능을 설정하고 감독한 경험을 보유하고 있다. 제3자의 사용이 선택된 UAS 구도에 종속적이 지만 여전히 성능, 비용 및 안전 측면으로부터의 달성 가능성에 대하여 평가되고 있다. (are needed and RTCA is developing consensus-based recommendations for the FAA to consider in C2 policy, program, and regulatory decisions. The resulting C2 requirements need to support the minimum performance required to achieve higher-level (UAS level) performance and safety requirements. Third-party communication service providers are common today (e.g., ARINC, Harris, etc.) and the FAA has experience with setting and monitoring performance of third parties. The use of third parties is dependent on the UAS architecture chosen, but these are still being evaluated in terms of feasibility from a performance, cost, and safety perspective.) FAA UAS Roadmap 2013 내의 SAA 및 C2 성능 요건 비록 FAA를 비롯한 국제적인 민간항공 기관들이 무인기 시장 개방을 위한 로드맵을 제시해 놓고는 있지만, 아직 실용적인 기술 개발은 미흡한 상태이며, ADS-B(Automatic Dependent Surveillance - Broadcast)와 같은 기술과 무인기 통합을 위한 항공교통 통제 규정과 절차가 완료될 때까지는 국가공역에 무인기 통합은 어려울 것이며 당분 간은 현재의 인가증명서(COA) 절차가 유지될 것으로 판단된다. 아래는 이와 관련된 최근의 기사를 발췌한 것이다

137 美 무인기 12년간 400여대 추락 2015년 민간비행 허용 안전성 논란 기계 결함 - 조종사 실수 등 원인 전 세계 테러리스트에게 공포의 대명사인 미국의 무인기(드론)에도 취약성이 있는 것 으로 드러났다. 기계 결함 등 안전성 문제다. 워싱턴포스트(WP)는 2001년 이후 400 대가 넘는 드론이 추락했다고 20일 보도했다. 1년여에 걸친 추적으로 입수한 5만 쪽 분량의 드론 사고 조사보고서에 따르면, 2001년 9월 11일부터 2013년 말까지 기계결함이나 조종 실수, 악천후 등으로 400여대의 군용무인기 들이 추락했다. WP는 내년부터는 미국 상공에서 민간 드론 비행이 허용되지만 안전을 위협하는 다양한 요소들이 잠재해 있다고 경고했다. < 그림 30 > 워싱턴포스트(WP)지가 분석한 미국 A급 드론 추락사고 분석 실제로 조사보고서에 드러난 드론 추락 지역은 가정집, 농장, 도로, 수로 등 다양했다. 사고로 숨진 사람은 없었지만 이는 운이 좋았던 것으로 자칫 큰 인명 사고로 이어질 뻔 한 때도 많았다. 2010년 4월 미 펜실베이니아 주에서는 약 170kg의 육군 소속 무인기가 초등학교 운 동장 바로 옆에 추락했다. 학생들이 귀가한 이후여서 대형 사고를 피할 수 있었지만

138 아찔한 순간이었다. 2012년 6월에는 해군 소속 정찰 무인기 Global Hawk(RQ-4)가 메릴랜드 주에 떨어져 산불로 이어졌다. 조종사들의 어처구니없는 실수도 원인이었다. 2010년 말 380만 달러(약 38억7600만원)짜리 Predator 조종사들이 원격 조종장치 버튼을 잘못 눌러 자신들 바로 옆에 추락시켰다. 2010년 1월에는 조종사가 아프가니 스탄 남부 도시 칸다하르에 미사일을 떨어뜨려 분화구 같은 커다란 구멍을 만들었다. 2008년 11월 아프가니스탄 상공의 드론을 조종하던 중 추락 사고를 낸 미 공군의 리 처드 바그먼 소령은 조사에서 보이는 것이라곤 텐트뿐이어서 나는 사람을 죽였을지 모른다고 걱정했다. 마비가 된 느낌이었고 입에서는 욕이 터져 나왔다 고 진술했다. 조사관들은 바람 속에서 무리하게 방향을 전환한 것이 사고 원인이라고 결론 내렸다. 400여건 가운데 피해 규모가 최소 200만 달러에 이르는 A급 사고 는 절반에 가까운 194건이었다. 이 중 67건이 아프가니스탄에서 일어났다. 미국 내에서 47건, 이라크에 서 41건이 그 뒤를 이었다. 조지 W 부시 대통령 재임 마지막 해인 2008년 21건이 발생해 처음으로 20건을 넘어선 뒤 버락 오바마 대통령 재임기간 동안에는 2010년을 제외하고 매년 20건 이상 발생했다. WP는 드론 생산 및 운용업체들이 민간 드론의 미국 상공 비행 허용 이전에 해결해야 할 과제로 사전에 문제를 탐지하고 회피하는 기술을 보강하고 설계상 문제점을 극복하고 인공위성을 통한 통신 능력을 강화할 필요가 있다고 지적했다. 민간무인기 국가공역 개방과 관련된 워싱턴 포스트지 기사 < 동아일보> 라. 군용무인기 기술발전 추세 종합 : 상기 미 국방부 로드맵이나 유럽방위청에서 진행하 고 있는 다양한 무인기 안전성을 위한 기술 연구들이 민간 분야와 더불어 진행되고 있 다는 점은 향후 군용 및 민간 무인기들을 국가공역에 통합하기 위한 준비단계에서 고무적이며 우리나라도 이러한 국제적인 추세에 대비한 민 군 합동연구가 필요한 시 점에 와 있다. 앞에서 살펴 본 바와 같이 무인기의 안전성 측면에서의 기술 개발의 방향은 민간 과 군이 차이가 없으며, 크게는 See-And-Avoid(SAA), 및 데이터 링크를 포함한 Control & Communication(C2) 기술로 볼 수 있다. 단, 워싱턴포스트지의 기사에서 분석하고 있는 바와 같이, 민간무인기에 대한 국가공역 개방 로드맵은 계획보다는 상당한 지연이 발생할 것으로 보이며, 그 사유에는 위의 두 가지 기술개발의 지연뿐만 아니라 국가공역

139 체계의 재정립 및 무인기 운영에 대한 규칙의 제정, 항공 장비 및 시설의 시스템적인 해결을 위한 예산의 부족 등도 포함된다. 한편, NATO 및 미 국방부의 경우처럼 군용 무인기의 경우 상호운용성(Interoperability), 네트워킹을 기반으로 하는 통신 (Network-Centric Communications), 데이터 보안(탐지 및 인식/기술보호, Security: Research and Intelligence/Technology Protection(RITP)), 그리고 무인기 안전과 도 연계되어 있는 자율비행 및 인지 반응(Autonomy and Cognitive Behavior) 기 술 등은 민간분야와는 차이가 있는 기술들이다. 2. 군용 무인기 중량별 기술기준 분석 가. 현행 군용무인기 감항인증 기술기준의 문제점 현재 우리나라 군용 무인항공기 감항인증 기술기준 중, 국제적으로 통용되는 기술기 준인 STANAG 4671을 적용할 수 있는 150kg 20,000kg 사이에 있는 고정익 무인 기를 제외하고는 명확한 기술기준이 없어 군 감항인증 업무에 문제점이 발생하고 있다. 단, 표준감항인증기준인 MIL-HDBK-516을 기술기준으로 적용할 수는 있으나, 무인기 에 적용할 기준들을 설정하는 데 많은 이견이 발생할 것이 예상되며, 특히 지상 통제소 에 적용할 실질적인 기준이 없어 이를 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 예를 들어, 300kg급 무인헬기 사업의 경우를 생각해 보면 다음과 같은 문제가 예상된다. 적용할 기술기준 부재 : 무게 상으로는 STANAG 4671의 대상 범주에 속하지만 형 식상(회전익기) 대상에서 제외됨. 무인회전익기 기체 감항인증에 적용하기 위하여 동급의 유인기 기술기준인 CS- VLR (600kg 이하의 경량급 유인회전익기에 적용) 기준들로부터 인간의 탑승과 관 련된 기준들을 조정(Tailoring)하고, 해당 무인헬기가 갖고 있는 특성(예, twin engine, 임무장비(payload) 장착 등)에 맞는 제3의 추가 기준들을 조정하여 기종별감항인증 기준(SACC) 작성 및 승인 과정에서 기준의 타당성에 대한 감항인증 당국과 개발자 간의 갈등 요인 존재 CS-VLR 기준에는 나와 있지 않은 통제용 컴퓨터 Box 또는 통제소(UCB/UCS)의 감항기준을 STANAG 4671 기준으로부터 Tailoring하여 하나의 SACC 세트로 만 드는 과정에서도 적잖은 갈등요인 존재 가능성 상존

140 등의 문제가 예상되며, 이러한 갈등으로 인한 사업의 전체일정에 차질이 발생할 위험 성은 물론, 사업부서와 감항부서 모두 국가법을 이행하고 있다는 차원에서 볼 때 어 느 한 쪽이 상대방의 의사를 수용하지 않을 경우 양자 간 대립 상황이 법적인 문제로 까지 발전할 수도 있다. 나. 현존 기술기준 및 개발 중인 기술기준 비교 분석 현재 세계적으로 무인기 감항인증을 위해 사용 중이거나 개발 중인 기술기준 현황 은 제 I 장, 1, 가 항 표 2와 같다. 1) 현존 기술기준의 경량 군용무인기에 적용성 분석 : 제 I 장, 1, 가 항 표 2 중 군용 무인기에 적용할 수 있는 현존 기술기준은 STANAG 4671과 MIL-HDBK-516(표 준감항인증기준)으로 이에 대한 적용성을 분석하면 다음과 같다. 가) STANAG 4671 : 150kg 20,000kg급 중량을 갖는 FAR Part 23급의 고정익 군용무인기에 적용하기 위한 감항인증 기술기준으로 약 400여개의 요구도 항 목으로 구성되어 있다. STANAG 4671이 150kg을 초과하고 20,000kg 미만의 MTOW를 갖는 고정익 UAS에 대한 기술감항 요구도에 초점을 두었으며, 예를 들면 승무원 면허, 초음속 비행 또는 탐지 및 회피 능력과 같은 운영적인 요 구도를 다루지는 않는다. 이러한 이유로 STANAG 4671을 완전히 충족하는 어떤 UAS를 국가공역으로 비행시키기를 원할 경우 여전히 제한 사항들이 주 어진다. 아래 표 13은 STANAG 4671의 matrix형 구조를 보여준다. 주지하는 바와 같이 이 4671은 150kg 이하의 고정익무인기 또는 모든 회전익무인기에 적용할 수 없다. UAV C2 UAV System Com System UCS Other ancillary elements General A X X X X X Flight B X Structure C X X Design and Construction D X X

141 Powerplant E X Equipment F X Operating limitations and information C2 and ComSystem G X X X X X H X X UCS I X < 표 13 > STANAG 4671의 matrix 형태 구조 나) MIL-HDBK-516B : 제 I 장, 1, 가 항 표 2에 나타난 바와 같이 MIL-HDBK- 516B는 군용유인기, 무인기, 고정익, 회전익 항공기 모두에 적용되는 기준으로 무인기에 특화되지 않은 비행체에 관한 일반적인 인증기준이며 지상통제소에 관하여는 일반적인 안전 요구 기준을 제시하고 있다. MIL-HDBK-516B에 포 함되어 있는 무인항공기에 관한 내용을 발췌하면 아래와 같다. 1.1 목적 (Purpose) 본 문서는 모든 유인 및 무인기, 고정익 및 회전익 항공기 시스템에 사용될 감항인증 기준을 설정한다. 이 문서는 시스템 사업관리자, 엔지니어 장 및 계약자들이 자신의 항공 체계의 감항인증 기초를 정의하는데 사용하는 원천 문서이다. (This document establishes the airworthiness certification criteria to be used in the determination of airworthiness of all manned and unmanned, fixed and rotary wing air vehicle systems. It is a foundational document to be used by the system program manager, chief engineer, and contractors to define their air system s airworthiness certification basis.) 본 지침서는 안내서로서의 목적으로만 사용된다. 본 지침서가 요구도로서 인용될 수 없다. 만일 요구도로 인용되더라도 계약자가 반드시 충족할 필요는 없다. (This handbook is for guidance only. This handbook cannot be cited as a requirement. If it is, the contractor does not have to comply.) 1.2 적용 (Applicability)

142 본 기준은 항공기 시스템의 전 수명주기 동안 감항성 결정이 필요한 모든 시점에서, 특히 기능적 또는 생산 기준선에 변경이 발생할 경우에 조정되어 적용되어야 한다. (These criteria should be tailored and applied at any point throughout the life of an air vehicle system when an airworthiness determination is necessary, especially whenever there is a change to the functional or product baseline.) 회적익 항공기와 무인항공기/무선조종항공기(UAV/ROA) 기능들은 고유한 안전비행 (SOF, Safety-Of-Flight) 시스템 요구도를 요구한다. 따라서 이러한 형태의 시스템들 의 안전한 운영과 정비를 확실하게 하기 위한 최소한의 고유한 설계 수준들이 설정되 어 있다. UAV/ROA 운영 시스템은 항공기에 장착되거나 또는 무선조종항공기의 경우 지상 조종실의 일부가 될 수 있다. UAV/ROA 시스템은 지상 조종실, 데이터 링크, 비행제어 시스템, 통신시스템/링크 등과 더불어 항공기체로 구성된다. UAV/ROA는 크기, 무게 및 복잡성 측면에서 상당히 다양하다. 이들이 무인체이기 때문에 승무원 손실과 관련된 안전비행 위험은 적용되지 않는다. 그러나 유인 비행체와 마찬가지로 대인, 장비에 대한 손상, 재산 및 환경에 수반되는 안전비행 위험은 고려되어야만 한 다. 이와 같이 UAV/ROA가 "소모성" 이거나 "최소의 수명 기댓값"으로 임무를 수행하 는 등의 고유한 적용을 위해 감항성 기준이 조정되어야 한다. UAV/ROA가 운영될 환 경(통제된 시험장소, 국제적 공간, 군 선박에서의 사용을 포함한 기체 사용도), 비행기 체 설계수명 그리고 통제시스템, 인력, 자산 또는 타 장비에 대한 근접 측면에서의 소모성"에 대한 고려도 감안되어야 한다. (Rotary wing air vehicle and unmanned aerial vehicle/remotely operated aircraft (UAV/ROA) features demand unique safety-of-flight (SOF) system requirements. Therefore, unique criteria are included for these types of systems to ensure that minimum levels of design for safe operation and maintenance are established. The UAV/ROA operating system can be built into the vehicle or be part of the control station for remotely operated aircraft. The UAV/ROA system comprises the control station, data links, flight control system, communications systems/links, etc., as well as the air vehicle. UAV/ROAs vary greatly in size, weight, and complexity. Because they are unmanned, SOF risks associated with loss of aircrew may not apply. However, as with manned air vehicles, SOF risk associated with personnel, damage to equipment, property, and/or environment must be considered. As such, the airworthiness criteria may be tailored for this unique application, including when a UAV/ROA is designed to be expendable or where the UAV/ROA will conduct missions with minimum

143 life expectancy. Consideration should be given to the environment in which the UAV/ROA will be operated (controlled test range, national airspace, fleet usage, including ship based applications), to the airframe life for which the air vehicle is designed, and to the expendability of the UAV/ROA in close proximity to the control system, personnel, property, or other equipment.) 3.1 정 의(Definitions.) 별도로 참조한 정의가 아닌 모든 정의는 본 문서의 일부로 간주된다. (All definitions, unless otherwise referenced, are to be considered within the context of this document) 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) : 원거리 조정되는 반 자율 또 는 자율적인 항공기 및 해당 운영 시스템이다. 여기에는 일회성 사용무장(예, 크루즈 미사일)로 지명된 항공기체는 포함되지 않는다. 운영시스템은 항공기 내에 또는 원거 리 항공기 조종을 위한 통제소의 일부로 설치될 수 있다. 여기서의 시스템에는 항공 기체 뿐만 아니라 통제소, 데이터 링크, 비행조종 시스템, 통신시스템/링크 등이 포함 된다(NAVAIRINST ). (Unmanned aerial vehicle (UAV) - A remotely piloted, semi-autonomous, or autonomous air vehicle and its operating system. This does not include air vehicles designed for one-time use as a weapon (e.g., cruise missile). The operating system can be built into the vehicle or be part of the control station for remotely piloted vehicles. This system includes the control station, data links, flight control system, communications systems/links, etc., as well as the air vehicle. [Ref: NAVAIRINST ]) 6.1 조종안정성(Stability and control) DoD/MIL Doc: JSSG-2001 Air Vehicle Specification and Appendix C MIL-STD-1797A: refer to appropriate sections to comply with the airworthiness criteria, standards, and methods of compliance for piloted air vehicles throughout this section ADS-33E-PRF (rotary aircraft) For UAV/ROA: TDB FAA Doc: 14CFR references: , ,

144 14CFR references: part 25 (Airworthiness Standards: Transport Category Airplanes) AC-23-8B (Flight Test Guide for Certification of Part 23 Airplanes) AC-25-7A (Flight Test Guide for Certification for Transport Category Airplanes) 8.4 화재 및 위해요소 보호(Fire and hazard protection.) 연기, 화염 또는 소화 작용제들의 유해한 양이 사람활동 영역, UAV/ROA 조 종실 또는 UAV/ROA 비행 치명센서 공간으로 들어오는 것이 방지되어 있음을 입증 하라. 8.9 장치(Mechanisms) UAV/ROA의 경우 위치 센서를 갖는 장치의 잠금-또는-열림 조건이 지상 작 동기간 동안 항공기 및 지상통제소에 시현되는 것을 입증하라. 9. 승무원 시스템(CREW SYSTEMS) 승무원 시스템은 다음의 요소들로 구성되어 있다. 조종사-항공기 인터페이스, 승무원 공간(좌석, 조명, 가구 및 장비), 사람-기계 인터페이스, UAV/ROA 통제소(운영자 좌 석, 조명 및 장비), 생명지원계통, 비상 도피 및 생존계통, 투명체 계통, 추락 생존성 및 항공 수송성) (The crew systems area consists of the following elements: pilot-vehicle interface, aircrew station (accommodations, lighting, furnishings, and equipment), human-machine interface, UAV/ROA control station (operator accommodations, lighting, and equipment), the life support system, the emergency escape and survival system, the transparency system, crash survivability, and air transportability.) 9.2 승무원 공간 및 항공기 내장(Crew stations and aircraft interiors.) 승무원 공간(좌석, 조명, 가구 및 장비) : 이 요소는 인체측정학적 요구도, 규정된 임 무를 안전하게 이행하는데 필요한 내.외부 시계, 조종석 조명(1차, 2차, 야간시계영상

145 계통(NVIS), 육안 레이저보호, 보조 및 비상용 조명), 열 및 가청 보호 및 저장시설들 에 의거 규정된 대로 크기와 배치가 설정된 승무원 공간을 제공한다. 추가적으로 유 인 항공기의 경우 기타 요소들에는 화장실 시설, 조종석 마감, 계기패널 및 조작대 및 생성된 방사광으로부터의 조종석 보호가 포함된다. 여기에는 또한 로프 또는 사다리 와 같은 탑승장비도 포함한다. 승무원 및 승객 좌석도 포함되어야 한다. 이 요소에는 해당 시 UAV/ROA 통제소 요구도도 포함된다. (Aircrew station (accommodations, lighting, furnishings and equipment): This element provides the crewmember with crew station geometry covering workspace size and arrangement as specified by the anthropometric requirements, internal and external visibility necessary to perform the specified missions safely, cockpit illumination (primary, secondary, night vision imaging systems (NVIS), laser eye protection (LEP), utility and emergency lighting), thermal and acoustic protection, and storage facilities. Additionally, for manned air vehicles, other elements include sanitary facilities, cockpit finish and trim, instrument panel and consoles, and protection from cockpit generated reflections (glareshields). It may also cover boarding arrangements such as ropes or ladders. Crew and passenger accommodations may also be covered. This element also covers UAV/ROA control station requirements, where appropriate.) FAA Doc: 14CFR reference: , , , , , , 모든 제어 및 시현기들이 완전하게 기능적이며 보이도록 배열되고 조종석 또는 조작사 공간 배치(좌석 포함)가 규정된 다양한 비행 및 임무 승무원 요원들에게 적합 하다는 것을 입증하라. (Verify that all controls and displays are arranged and located so that they are completely functional and visible and that cockpit or operator station geometry (including seats) accommodates the specified multivariate flight and mission crew population.) 11. 항공전자(AVIONICS) 항전 인증기준은 유인 항공기뿐만 아니라 UAV/ROA의 공중 및 지상 항전 요소에도 적용된다

146 (Avionics certification criteria apply to manned air vehicle avionics, as well as airborne and ground segment avionics for UAVs/ROAs.) 11.2 항전 세부계통들(Avionics subsystems.) UAV/ROA 명령 및 조종 데이터 링크, 자동/반자동(사람이 포함된 루프) 착륙, 편대 또는 기타의 항공기 외부의 지원을 받는 조종기능을 갖고 있는 유인 시스템과 같은 안전 및 비행에 치명적인 데이터 링크가 아래와 같은 요구도에 사용되는 것을 입증하라. (Verify that data links, such as unmanned air vehicle (UAV)/remotely operated aircraft (ROA) command and control data links, manned systems with automatic/semi-automatic (man-in-the-loop) landing, formation, or other control functions with off-board aiding, used for safety- and flight-critical requirements to) a. 의도한 임무 전반에 걸쳐 비행 치명 기능의 상실을 배제하고 안전비행 건전성 및 사용의 지속성을 확실히 하여야 함. (Preclude loss of flight-critical functioning and ensure SOF integrity and continuity of service throughout the intended missions.) b. 운영 또는 정비요원에게 불안전 또는 잘못된 정보 시현을 배제하고 고장 허용 SOF 요구를 만족하여야 함. (Preclude display of unsafe or misleading information to the operator or maintainer, and to satisfy fault-tolerant SOF requirements) DoD/MIL Doc: JSSG-2005: para 3.2.2, FAA Doc: 14CFR reference , , , C , Guidelines for Design Approval of Aircraft Data Communications Systems 12.2 전력분배를 포함한 전기 배선계통(Electrical wiring system, including power distribution.) 본 요소는 항공기 전체에 걸친 모든 배선 및 배선 구성품들(연결단, 회로차단기 등)을 포함하며 UAV/ROA에 대해서는 통제소의 안전비행에 관련된 배선계통도 포함한다. (This element involves all wiring and wiring components (connectors, circuit breakers, etc.) throughout the air vehicle; and for UAVs/ROAs, the control

147 station safety of flight-related wiring system.) 이상에서 보는 바와 같이 MIL-HDBK-516B 내의 무인비행체(UAV)에 관한 내용 은 FAR Part 23의 기체를 기준으로 하고 있으며, 지상통제소 및 데이터링크 계통 에 대한 요구도는 일반적인 설명형태의 요구 수준으로, 입증하기 위한 근거자료가 TBD(예, 6.1 조종안정성)로 되어 있어 실질적인 감항인증을 위한 적용할 기준의 선정 즉, 기종별 감항인증기준(TACC)을 작성하는데 많은 어려움은 물론, 신청자와 감항당국 간의 이견 발생 가능성이 높고, 어렵게 TACC를 작성했다 하더라도 나중 에 그 유효성에 대한 논란의 소지가 많아 실질적으로 무인기에 적용할 수준의 구체 성이 결여되어 있는 것으로 판단된다. 2) 유사급 항공기 형식의 기술기준 비교 : 표 13의 무인항공기 기술기준들을 유사급 유인항공기 및 타 무인기 기술기준들을 고정익 및 회전익기로 구분하여 요구도 구조 및 수를 개략 비교하면 아래 표 14(고정익, 상세 비교표 별지 9 참조), 15(회전익, 상 세 비교표 별지 8 참조)과 같다. CS-VLA STANAG 4671 STANAG 4703 비 고 DECISION NO. 2003/18/RM OF THE EXECUTIVE DIRECTOR OF THE AGENCY of 14 November 2003 on certification specifications, including airworthiness codes and acceptable means of compliance for very light aeroplanes (CS-VLA) Article 1 : Applicability Article 2 : Enter into force on 14 Nov. Introduction 1. General 2. USAR SCOPE, DERIVATION AND STRUCTURE 3. TYPE CERTIFICATION (OR EQUIVALENT) PROCESS 4. SPECIAL CONDITIONS AND SPECIAL MILITARY AIRWORTHINESS REQUIREMENTS 5. SPECIAL MILITARY MODES OF OPERATION RESULTING IN 1. SCOPE 2. INTRODUCTION 3. Type design airworthiness evidence 4. Source documents 5. Restricted Certification STANAG 4703은 기존의 FAR/ CS 구조를 따르지 않는다. ***) ***) STANAG 4703 구조는 STANAG 4671와는 달리 3열이 있으며, 첫 번째 열은 필수적인 감항필수요구도 - Airworthiness Essential Requirement (ER) 이고, 두 번째 열은 상세 논점 Detailed Argument(UL) 로 여기서는 첫 번째 열에 있는 필수요구도를 이행하는 방법에 대해 설명하고 있으며, 마지막 열은 신청자가 두 번째 열의 요구도를 완수하고

148 2003 REDUCTION OF LEVEL OF SAFETY Book 1 (Airworthiness Code) 인증 당국에 제출하기 위한 수용 가능한 입증 증거물인 MEANS OF EVIDENCE(ME) 의 구조로 되어 있으며, 여기서 계산한 항목수는 상세 논점의 최하위 수준의 UL 개수이다. 6. Requirements SUBPART A GENERAL (2) SUBPART B FLIGHT (26) SUBPART C STRENGTH REQUIREMENTS (28) SUBPART D DESIGN AND CONSTRUCTION (50) SUBPART E POWERPLANT (53) SUBPART F EQUIPMENT (23) SUBPART G OPERATING LIMITATIONS AND INFORMATION (26) Subpart A General (5) Subpart B UAV Flight (41) Subpart C UAV Structure (65) Subpart D UAV Design and Construction (54) Subpart E UAV Powerplant (75) Subpart F Equipment (38) Subpart G Operating Limitations and Information (23) ER.1 System Integrity (2) ***) ER.1.1 Structures and materials (31) ER.1.2 Propulsion (31) ER.1.3 Systems and Equipment (49) ER.1.4 Continued Airworthiness of the UAS) (9) ER.2 AIRWORTHINESS ASPECTS OF SYSTEMS OPERATION (63) 4703은 ER.1.3 내에 Data link, UCS/UCB 에 관한 요구도를 포함하고 있으며 별도의 장 절로 편성하지 않음. ER.3. ORGANIZATIONS (20) APPENDIX A Simplified Design Load Criteria For Conventional Very Subpart H Command and Control data link (8) Subpart I UAV Control Station (72) ANNEX A : Terms and Definitions

149 Light Aeroplanes (6) APPENDIX B Control Surface Loadings (2) APPENDIX C Basic Landing Conditions (1) Appendix C Basic landing conditions (1) ANNEX B : Landing conditions for conventional landing gear configurations (where applicable)) (6) ANNEX C : Spark and compression ignition reciprocating engines (27) Appendix D Wheel Spin-up Loads (1) ANNEX D : Electrical Engines (22) ANNEX E : Turbine Engines (32) SATNAG 4703은 전기식 엔진에 대한 요구를 공식화 함. APPENDIX F Test Procedure For Self-Extinguishing Materials For Showing Compliance with CS-VLA 853 (e) (4) Appendix F Test Procedure for self-extinguishing Materials (7) ANNEX F : Propellers (12) Appendix G Instructions for continued airworthiness (4) ANNEX G : Hazard Reference System (4) ANNEX H : Stability and Response Assessment Guidance (6) ANNEX I : The Safety Management Plan (9) ANNEX J : Guidelines SATNAG 4703은 이 첨부를 통해 고장확률 및 심각도 결판단기준을 제시함. SATNAG 4703은 본 첨부를 통해 전체적인 프로젝트 관리 내에 안전관리 시스템(SMP)에 초점을 맞춘 시스템을 구축할 것을 요구함. SATNAG 4703은

150 Book 2 (AMC) for airworthiness requirements applicable to UA below the 66J impact energy) (6) 없음 본 첨부를 통해 66J 이하의 충돌 에너지를 갖는 무인기에 대해서도 가능성 있는 고장 조건들에 대한 최소한의 감항 기준을 제시토록 규정함. SUBPART A GENERAL (1/1) SUBPART B FLIGHT (5/3) SUBPART C STRENGTH REQUIREMENTS (8/4) SUBPART D DESIGN AND CONSTRUCTION (8/2) SUBPART E POWERPLANT (5/1) SUBPART F EQUIPMENT (3/3) SUBPART G OPERATING LIMITATIONS AND INFORMATION (2/2) Book 1 : 193 (13) *) Book 2 : 32 (16) **) 총 항목수 : 225 Subpart A General (2) Subpart B UAV Flight (5) Subpart C UAV Structure (20) Subpart D UAV Design and Construction (19) Subpart E UAV Powerplant (35) Subpart F Equipment (14) Subpart G Operating Limitations and Information (2) Subpart H Command and Control data link (10) Subpart I UAV Control Station (30) Book 1 : 394 (13) *) Book 2 : 137 총 항목수 : 531 STANAG 4703은 Book 2에 해당하는 내용이 요구도 본문, 첨부 (ANNEX), 및 입증증거물(ME) 열에 포괄적으로 분포하고 있다. STANAG 4703은 전통적인 CS 구조를 따르지 않는다. 따라서 여기에는 STANAG 4671 또는 CS-VLR 에서와 같은 1309(Equipment, systems and installations) 절이 없다. 그러나 필수감항요구도 1.3절 시스템 및 장비 와 이에 부속된 모든 하부 요구도인 ER.1.3.1부터 1.3.5절에 있는 상세 논점들에서 1309 절에 상응하는 내용을 다루고 있다. Requirement : 205 ANNEX : 124 총 항목수 : 329 *) Airworthiness code 중 ANNEX 요구 항목수 **) AMC 중 설명조항(Interpretative) 수 < 표 14 > CS-VLA 대비 STANAG 4671 GCS 대비 STANAG 4703 비교

151 CS-VLR (+STANAG 4671 C2 & GCS) Book 1 : AIRWORTHINESS CODE CS-LURS Book 1 : AIRWORTHINESS CODE 비 고 SUBPART A GENERAL (1) SUBPART A GENERAL (1) SUBPART B FLIGHT (26) SUBPART B FLIGHT (20) SUBPART C STRENGTH REQUIREMENTS (28) SUBPART C STRENGTH REQUIREMENTS (26) SUBPART D DESIGN AND CONSTRUCTION (50) SUBPART D DESIGN AND CONSTRUCTION (43) SUBPART E POWERPLANT (53) SUBPART E POWERPLANT (56) SUBPART F EQUIPMENT (23) SUBPART F EQUIPMENT (23) C-2 Link 항목 (9)는 아래 4671 UCS와의 비교 참조 SUBPART G OPERATING LIMITATIONS AND INFORMATION (26) SUBPART G OPERATING LIMITATIONS AND INFORMATION (15) SUBPART H Reserved for Detect and Avoid (0) 미래의 See-And-Avoid 항목을 위해 보존 APPENDIX A INSTRUCTIONS FOR CONTINUED AIRWORTHINESS (4) Appendix A INSTRUCTIONS FOR CONTINUED AIRWORTHINESS (4) APPENDIX B ENGINES (28) Appendix B COMBUSTION ENGINES (47) STANAG 4703 으로부터의 전기식 엔진 기준(18) 도입 APPENDIX C TEST PROCEDURE FOR SELF-EXTINGUISHING MATERIALS (5) Appendix C Interaction of Systems and Structures (1) Appendix D HIRF Environments and Equipment HIRF Test Levels (1) STANAG 4671 UCS Code Subpart H Command and Control data link (8) C-2 Link (9)

152 Subpart I UAV Control Station (72) SUBPART I CONTROL STATION (28) BOOK 2 AMC BOOK 2 AMC SUBPART A GENERAL (2) SUBPART A GENERAL (2) SUBPART B FLIGHT (1) SUBPART B FLIGHT (4) SUBPART C STRENGTH REQUIREMENTS (4) SUBPART C STRENGTH REQUIREMENTS (5) SUBPART D DESIGN AND CONSTRUCTION (5) SUBPART D DESIGN AND CONSTRUCTION (8) SUBPART E POWERPLANT (5) SUBPART E POWERPLANT (7) SUBPART F Design Assurance Levels for Software and Electronic Hardware need to be assigned according to CS-LURS.1309 (4) SUBPART G Reserved SUBPART H Reserved SUBPART I Reserved Appendix A Reserved APPENDIX B ENGINES (7) Appendix B ENGINES (8) STANAG 4671 UCS AMC Subpart H Command and Control data link (10) Subpart I UAV Control Station (30) CS-VLR : Book 1 : 244(+80) Book 2 : 24(+40) 총 항목수 : 268(+120) CS-VLR + STANAG 4671 UCS 형태로 인증 시 총 적용 대상항목 : 388 Appendix C INTERACTION OF SYSTEMS AND STRUCTURES (1) C-2 Link (5) Book 1 : 274(37 항목 포함) Book 2 : 44(5) 총 항목수 : 318 항목 (4)항목 C2 Link (5)항목 포함은 아래 C2 link 참조 Reserved for Detect and Avoid CS-LURS에는 Control Station을 위한 AMC 없음 적색은 C2 Link 및 UCS 관련 항목임. < 표 15 > CS-VLR급 회전익 항공기(+4671 C2 및 UCS) 대비 CS-LURS 감항인증 기술기준 비교표

153 3) 분석 : 상기 표 14 및 15를 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. STANAG 4703의 경우 기존의 STANAG 4671 대비 기술기준수가 대폭 감소하 였으며 탑재장비 및 구조 분야와 C2 Link 및 UCS/UCB에 관한 기준수의 감소가 그 주 요인으로 이는 경량-초경량급 기체에 대해 안전을 위한 시스템 및 구조 강도 요구를 상당히 완화하였음은 물론 개발자에게 융통성을 부여하고 있음을 의미한다. 회전익기의 경우 CS-LURS의 요구 항목수는 C-2 Link 및 UCS 항목을 제외한 기체의 경우, 유인기 기준인 CS-VLR과 거의 대등한 수준으로 판단된다 및 CS-LURS의 경우는 미래의 민간공역 통합을 위한 기술적 요구항목을 위한 예비(reserved) 항목들을 갖고 있어 이에 대한 의지를 기술기준에 반영하 고 있음을 볼 수 있다. 또한 4703 및 CS-LURS 모두 무인기 위험도 판단 기준으로 충돌에너지 계산 기법을 활용하도록 요구하고 있다. 다. STANAG 4671급(150kg 20,000kg) 이하의 고정익 무인기 적용 기술기준 검토 상기 표 15에서 CS-VLA 대 STANAG 4671 대 STANAG 4703을 비교한 내용을 기준으로 150kg 이하의 경량 고정익 무인기에 적용할 기준 적용의 적합성, 운영 안 전성 확보의 용이성, 적용 절차의 복잡성을 기준으로 검토하면 다음과 같다. 단, 이 검토에는 STANAG 4703이 발행된 것으로 가정하였다. 1) 기준 적용의 적합성 : 150kg 이하의 고정익 무인기에 적용할 기술기준은 현재 무 인기에 관한 유일한 기술기준인 STANAG 4671을 경량급 무인기에 맞도록 조정 (Tailoring)하여 적용하는 방안과 STANAG 4703을 적용하는 방안으로 구분할 수 있다. 각각의 방안을 비교하면 다음과 같다. 가) STANAG 4671을 Tailoring하는 방안 : 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률 공표 이후 MUAV를 비롯한 고정익 무인기에 적용하여 왔던 STANAG 4671의 형식 및 인증기준, 절차 등은 우리나라 군용항공기 감항인증 분야에서 익숙해져 있으나, USAR.U2(Assumption)에 따르면 이 기준의 대부분의 요구 도가 CS-23에 기반하고 있음을 밝히고 있다. 또한 세계적으로 인정된 CS

154 VLA나 CS-25로부터 해당되는 기준을 조정하여 적용하려고 할 경우에는 해당 인증당국의 승인을 받도록 하고 있다. 즉, STANAG 4671은 기본적으로 유인기 와 동등한 구조 및 세부계통 들을 갖출 것을 등가의 안전을 위한 기본사항으로 요구하고 있어 물리적으로 구조강도 요구도 충족을 위한 중량이나 장착공간이 부족한 150kg 이하의 고정익 무인기에는 적용이 적합하지 않으며, 굳이 이를 적용하려고 하는 경우에는 신청자의 설계 개념과 인증 당국의 안전성 확보 요 구도의 격차가 커 결국 기종별 감항인증기준(TACC)에 대한 합의가 어려워질 것으로 예상된다. 나) STANAG 4703을 적용하는 경우 : STANAG 4703의 감항 요구도는 해당 UAS의 의도된 사용 범주에 대해 상당히 의존적이다. 이에 대한 기본 규정사 항은 UL.0으로 다음과 같이 기술하고 있다. 즉, 신청자는 다음과 같은 해당 UAV 시스템의 모든 예상되는 운영 조건들의 세트로서 설계사용도 스펙트럼을 식별하여야 하며 이 식별된 조건들에 대해 요구사항들이 충족됨을 입증해 보여야만 한다. - 전형적인 설계 임무들, 비행 중 운영 조건들 (typical design missions; in-flight operation conditions;) - 지상 작동 조건들 (on-ground operation conditions;) - 운영 모드들 (자동, 속도 고정, 고도 고정, 수동 조종 등) (operational modes (automatic, speed-hold, altitude hold, direct manual, etc.);) - 이륙/발진/주기장 조건들 (take-off / launch / ramp conditions;) - 착륙/귀환 조건들 (landing / recovery conditions;) - 발진, 명령 및 통제, 귀환 운영(예, 지상, 해변/해상, 공중)이 이루어 질 위치와 플랫폼들(예, 지상차량, 수상 함정, 건물 등) (locations and platforms (e.g. land vehicle, water vessel, aircraft, building, etc.) from which launch, command and control, and recovery operations will be performed (e.g., land, littoral/maritime, air, ); - 동시에 운영될 비행체 수 (number of air vehicles to be operated simultaneously;) - 수송 조건들 (백, 패키지, 트럭 또는 필요한 모든 것들과 같은 UAV 시스템의 수송 및 저장 환경을 정의) (transport conditions (define the transportation and storage environment of the UAV system like bag, package, truck or whatever is required);)

155 - 운영 환경 조건들 (operating environmental conditions:) - 자연 기후조건들 (고도, 온도, 압력, 습도, 바람, 강수율, 낙뢰, 빙결, 염무, 균류, 우박, 조류충돌, 모래 및 먼지 등) (natural climate (altitude, temperature, pressure, humidity, wind, rainfall rate, lightning, ice, salt fog, fungus, hail, bird strike, sand and dust, etc.);) 전자기 환경효과 (모든 세부계통 및 장비들 간의 전자기 환경) (electromagnetic environmental effects (electromagnetic environment among all subsystems and equipment,) 외부 환경에 의해 야기되는 전자기 효과, 근접한 둘 이상의 UAV 시스템들 운영 간 전자기 간섭 영향 (electromagnetic effects caused by external environment, electromagnetic interference among more than one UAV systems operated in proximity);) 조명 조건 (예, 낮, 밤, 여명, 박명, 혼합조건 등 (lighting conditions (e.g., day, night, dawn, dusk, mixed, etc.);) - 가능한 모든 질량 형상(최고 및 최대 비행 중량, 공허중량 C.G, 최전방 C.G, 최후방 C.G는 반드시 식별되어 있어야 함) 식별 (identify all the possible mass configurations (minimum and maximum flying weight, empty CG, most forward CG, most rearward CG must be identified).) 또한 STANAG 4703의 경우 아주 소형이거나 마이크로 UAS에 대해서 너 무 제약적일 수 있다는 점 때문에 그 최저 수준이 66J의 충돌 에너지로 정의 되어 있다. 따라서 STANAG 4703은 66J의 충돌에너지부터 150kg의 MTOW를 갖는 UAS 범위까지 적용된다. 그럼에도 불구하고 STANAG 4703은 66J 이하의 충돌 에너지를 갖는 UAS급을 위한 최소한의 감항 요구도 세트를 제공하기 위해 이에 대한 지침도 포함하고 있다(별지 9 STANAG 4703 Annex J 참조). 앞 에서 언급한 바와 같이 STANAG 4703의 경우는 기존의 FAR/CS/STANAG 4671과는 구조와 검증 개념 상 차이가 있으며, 아래에 검토될 CS-LURS(v1.0)와 함께 66J 미만의 초소형 무인비행체에 대한 최소한의 비행안전성 확보를 위한 기준 절차를 제시하고 있다. 물론 66J의 충돌에너지 기준에 해당하는 실질적인 무인기가 5kg 이하의 소형에 국한되기는 하겠지만 향후의 적용성을 위해서는 이러한 절차에 대해 익숙해져야 할 것이다. 종합적인 적용성 측면에서는 향후 개발될 다양한 소형 무인기들을 고려할 경우 STANAG 4671보다는 STANAG 4703이 더 유리할 것으로 판단된다

156 2) 안전성 확보의 용이성 : FAR-/CS-23 및 STANAG 4671에서 전통적으로 안전성 확 보와 관련된 수용가능한 입증방법(AMC) 중 별도로 다루어져야 특별한 항목은 비행 체의 안전성에 관련된 1309항목이다. 다음은 FAA AC No E( ) System Safety analysis and Assessment for Part 23 Airplane 을 보다 정확하게 이해하기 위해 본 문서의 목적 및 적용 부분을 발췌한 것이다. AC No: E 제목(Subject) : PART 23 비행기의 시스템안전 분석 및 평가 (SYSTEM SAFETY ANALYSIS AND ASSESSMENT FOR PART 23 AIRPLANES) 본 기술회람(AC)은 연방법 제14집(14 CFR) 절의 개정 절 : 14 CFR part 23 비행기의 장비, 시스템 및 장착 충족을 입증하기 위한 수용 가능한 입증방법 을 규정한다. (This advisory circular (AC) sets forth an acceptable means of showing compliance with Title 14 of the Code of Federal Regulations (14 CFR), , through Amendment : for equipment, systems, and installations in 14 CFR part 23 airplanes.) 본 AC는 필수사항은 아니며 법규의 일부를 형성하지 않는다. 본 문서는 지침 목적이며 해당 규칙을 충족하기 위한 방법을 규정하기 위해 발행되었다. 신청자는 FAA가 14 CFR의 해당 요구도들을 충족하는 수용 가능한 수단임을 인정하는 대체 방법을 선택할 수도 있다. 그러나 신청자가 본 AC 내에 설명된 수단들을 사용하고자 할 경우는 모든 중요한 내용들을 반드시 지켜야만 한다. (This AC is not mandatory and does not constitute a regulation. It is issued for guidance purposes and to outline a method of compliance with the rules. An applicant may elect to follow an alternate method, provided the FAA finds it to be an acceptable means of complying with the applicable requirements of 14 CFR. However, if the applicant uses the means described in the AC, they must follow it in all important respects.) 1. 본 AC 의 목적 (What is the purpose of this AC?) a. 본 AC는 14 CFR part 23 비행기의 장비, 시스템 및 장착에 대한 (Amendment 23-62)의 요구도 충족 입증을 위한, 유일한 수단은 아니지만, 수용 가능한 수단에 대한 지침과 정보를 제공한다

157 (This AC provides guidance and information for an acceptable means, but not the only means, for showing compliance with the requirements of (Amendment 23-62) for equipment, systems, and installations in 14 CFR part 23 airplanes.) b. 본 문서는 본질적으로 필수적도 법적 사항도 아니며 따라서 법규 항목을 구성하지 는 않는다. 본 문서는 유일한 수단은 아니지만 적용 규정들에 대한 충족을 시범하 는 수용 가능한 수단을 규정하고 있다. 우리는 신청자가 선택할 수 있는 충족성을 시범하기 위한 다른 수단도 고려한다. 비록 본 지침들이 필수적인 것은 아니지만 해당 규정들 충족성을 판단하기 위해 FAA와 산업체의 광범위한 경험들로부터 유 도된 것이다. 신청자의 제안된 충족 수단이 본 규정과 다를 때는 해당 제안이 항 상 소형 비행기처 표준 담당 ACE-110과 조율되어야 한다. 추가로 본 지침을 충 족하기 위한 신청자의 해당 제안이 승인되지 않아야 한다고 어떤 공직자가 생각할 경우, 해당 공직자는 그 내용을 소형 비행기처 표준 담당 ACE-110과 조율하여야 한다. (This material is neither mandatory nor regulatory in nature and does not constitute a regulation. It describes acceptable means, but not the only means, for demonstrating compliance with the applicable regulations. We will consider other methods of demonstrating compliance that an applicant may elect to present. While these guidelines are not mandatory, they are derived from extensive FAA and industry experience in determining compliance with the relevant regulations. Whenever an applicant s proposed method of compliance differs from this guidance, the proposal should be coordinated with the Small Airplane Directorate Standards Staff, ACE-110. In addition, if an office believes that an applicant s proposal that meets this guidance should not be approved, that office should coordinate its response with the Small Airplane Directorate Standards Staff, ACE-110.) c. 여기에 규정된 수용 가능한 충족수단이 사용되는 경우, 본 AC 내에서는 이 특정 의 충족수단의 적용성을 보장하는 차원에서만 must 와 같은 용어들이 사용되어 야 한다. must 는 신청자가 충족수단으로 본 AC를 사용할 때 필수적인 특정 규 정 또는 지침을 참고할 때도 사용되어야 한다. 이 경우는 예외가 없다. 용어 should 는 추천사항을 표현하는데 사용된다. 특정 추천사항으로부터의 차이점들 은 입증이 요구될 수도 있다. (Terms such as must are used in this AC only in the sense of ensuring applicability of this particular method of compliance when the acceptable method of compliance described herein is used. The word must is also used in this AC when referring to a specific regulation or guidance that is essential when the applicant uses this AC for the means of compliance. In this case there is no deviation. The word should is used to express a recommendation. Deviation from the

158 specified recommendation may require justification.) 2. 본 AC가 적용되는 적용 대상 (Who does this AC apply to?) 본 문서에 나와 있는 지침은 항공기 제작자, 개조자, 외국의 법적 당국 및 미연방항공청 (FAA) 요원들에게 적용된다. 본 AC는 해당 형식설계에 대한 최초 승인 또는 승인된 형 식설계의 변경사항들에 대한 형식증명서(TC), 개조형식증명서(ATC). 부가형식증명서 (STC), 또는 부품제작자증명서(PMA) 발행을 원하는 원 신청자에게만 적용된다. (The guidance provided in this document is directed to airplane manufacturers, modifiers, foreign regulatory authorities, and Federal Aviation Administration (FAA) personnel. This AC is applicable only to the original applicant seeking issuance of a Type Certificate (TC), an Amended Type Certificate (ATC), a Supplemental Type Certificate (STC), or a Parts Manufacturer Approval (PMA) for the initial approval of the new type design or a change in the approved type design) 상기 FAA AC No E의 목적에서 보는 바와 같이 1309절은 필수 요구 사항도 법적 요구사항도 아니지만, 현재 나와 있는 Part 23급 항공기에 적용하기 위 한 유일한 수용방법에 관한 조항으로서 CS-23은 물론, 무인기 기준인 STANAG 4671에서도 채택하고 있다. STANAG 4671의 경우, 이에 해당하는 구절이 USAR 장비, 시스템 및 장착 요구도 로서, 전체 UAS의 최소한의 기능성 및 이에 관련된 고장 조건을 정의하고 있다. USAR.1309 자체는 아래와 같은 6가지 속 절 들로 그룹화 되어 있다. 설계 및 기능에 관련된 UAS 안전에 관한 일반 요구도(General requirements for UAS safety regarding design and function.) UAS 안전을 결정하기 위한 일반 요구도(General requirements for determining UAS safety.) 전력 공급 기능에 대한 요구도(Requirements for power supply functionality.) 전력 공급에 관한 추가적인 문구(Additional paragraph regarding power supply.) 전기 시스템 안전에 대한 요구도(Requirements for electrical system safety.) 모든 UAS 세부계통들, 예를 들면 유압 시스템, 유체 시스템 등과 같이 동력계통(인증된 엔진의 일부가 아닌) 및 UAS 구조에 관련되지 않은 본 절

159 내의 시스템 용어에 대한 설명(Explanation that the term system within this paragraph is relevant for all UAS subsystems, e.g. hydraulic system, fluid system etc., but not for the powerplant (if it s a part of a certified engine) and the UAS structure.) 요구도 USAR.1309와 직접적으로 연계되어 있는 AMC.1309는 여기서 고장 조 건들과 허용 가능한 발생 확률들을 정의하고 있기 때문에 전체 규정 내에서 중대 한 의미를 갖는다. 게다가 여기서는 소프트웨어에 대한 수용 가능한 개발보장수준 (DAL)을 정의하고 있다. 그러나, STANAG 4703에는 STANAG 4671 또는 FAA-/CS-23에서와 같은 1309 절이 없다. 대신, 필수감항요구도(ER) 1.3절 시스템 및 장비 와 이에 부속된 하부 요구도인 ER.1.3.1부터 1.3.5절에서 갖고 있는 이에 상응하는 상세 논점(UL)들에서 1309 절의 내용을 다루고 있다. 추가적으로 첨부 G Hazard Reference System 에는 고장의 경우에 대한 정의와 이들에 관련된 확률들이 주어져 있다. 이것이 타 유인기 및 무인기 기준들인 추락확률 값과는 다른, STANAG 4703에서 강조되어 있는 항목 중 하나로, STANAG 4703에서는 나머지 확률 요구도들을 계산하는데 기본이 되는 누적안전발생확률 요구도(P CumCat )를 산출하는 것이 UAS의 MTOW와 직접적으로 연관시키고 있다. 게다가 재난급 고장의 수용 가능한 발생 수준을 결정 하는 것은 이 누적 안전 발생확률을 예상되는 재난급 고장 조건들(N ExpCat )의 최대 가능수로 나눔으로써 계산된다. 이 계산은 신청자가 STANAG 4703에 따른 인증 시 신뢰도 요구도에 대한 융통성을 주지만 마음대로 할당할 수는 없도록 한다. 즉, STANAG 4671이 CS-23과 등가의 고장률 및 재난등급(아래 표 16 35) 참조)을 갖는 반 면에 STANAG 4703의 경우는 이보다 완화된 해당 무인기의 무게와 관련된 관계식 (표 17 참조)을 허용한다. Failure Probability Definition [1/Fh] DAL Cumulative P CumCat 15 kg MTOW 150 kg = /MT OW or = 10-4 n/a 35) AC E ( ) System Safety Analysis and Assessment for Part 23 Airplane 의 항공기 Class별 고장 조건 및 고장 확률(STANAG 4671 및 CS-23 안전 기준은 이와 동등함.)

160 Safety MTOW < 15 kg Catastrophic P Cat (extremely improbable) P CumCat /N ExpCat B Hazardous P Haz (extremely remote) 10xP Cat C Major P Maj (remote) 10xP Haz D Minor P MIN (probable) 10xP Maj D No safety effect P NE (frequent) > P Min n/a < 표 16 > STANAG 4703의 고장등급, 확률 및 DAL 수준 요구도 결과적으로 STANAG 4703은 150kg 이하의 경량 무인 비행체 시스템에 대 해 무인기보다는 한 단계 낮은 안전 요구도를 갖는다. 이는 소형 무인기가 유인 기와 동일한 안전장치들이나 중복 여유도를 갖출 수 없다는 측면에서 보면 타당한 것으로 판단되며, 유인기와 동등한 안전도를 갖도록 할 경우 이를 충족하는 무 인기는 설계단계부터 난관에 봉착할 것임은 분명하다. 안전 요구도 요구수준 측 면에서 보면 물론 STANAG 4671이 한 단계 높은 유인기와 동등한 수준을 요구 하지만 실질적인 측면에서 경량급 무인기에는 STANAG 4703의 안전기준을 적용 하는 것이 보다 현실적으로 판단된다. 3) 적용 절차의 복잡성 : 감항인증 절차 측면에서 보면 STANAG 4703의 경우가 훨씬 복잡하다. 특히, 표 14의 비교표에서 보듯이 STANAG 4671에 비해 요구 항목수가 적은 것뿐만 아니라 내용 면에서도 대부분이 간략한 반면, 대부분의 항목에서 안전 수준에 대한 분석을 기본으로 요구하고 있다. 아래는 이에 대한 예 중 하나이다

161 < 표 17 > AC E의 고장 조건 및 수용 가능한 발생확률

162 UL.30 UAS(UA, UCS/UCB, 데이터링크, 및 기타의 UAS 운영에 필요한 기타의 모든 장 비들로부터의 기여 요소 모두를 포함하여)에 대한 시스템 안전평가가 수행되어야만 하며 최소한 다음을 포함하여 인증 당국에 제출되어야 한다. (A System Safety Assessment must be performed for the UAS (including all contributions coming from the UA, UCS/UCB, Data Link and any other equipment necessary to operate the UAS) and submitted to the Certifying Authority, which includes but is not limited to:) - 인증당국에 의해 동의된 위험기준체계에 대한 정의(Annex G 참조) (the definition of a Hazard Reference System to be agreed by the Certifying Authority (see Annex G);) - 기능적 위해성 분석(SAE ARP 민간항공시스템 및 장비에 대한 안전평 가 과정을 수행할 지침 및 방법 또는 이와 유사한 민간이나 군용 표준서 ) (a Functional Hazard Analysis (see SAE ARP 4761 Guidelines and methods for conducting the safety assessment process on civil airborne systems and Equipment or similar civil or military aviation standard),) - 고장모드영향 및 치명도 분석(SAE ARP 민간항공시스템 및 장비에 대 한 안전평가 과정을 수행할 지침 및 방법 또는 이와 유사한 민간이나 군용 표 준서 ) (a Failure Mode Effect and Criticality Analysis (see SAE ARP 4761 Guidelines and methods for conducting the safety assessment process on civil airborne systems and Equipment or similar civil or military aviation standard);) - 재난급 또는 위험급 심각도의 고장 조건들에 대한 고장계보분석(SAE ARP 민간항공시스템 및 장비에 대한 안전평가 과정을 수행할 지침 및 방 법 또는 이와 유사한 민간이나 군용 표준서 ) (a Fault Tree Analysis (see SAE ARP 4761 Guidelines and methods for conducting the safety assessment process on civil airborne systems and Equipment or similar civil or military aviation standard) for failure conditions of Catastrophic or Hazardous severity.) 이 안전 분석은 아래 요구항목을 충족함을 시범하여야만 한다. (The safety analysis must demonstrate compliance with the following.) UL30.1 확실성이 있는 모든 위험요소 및 사건들이 식별되고 수반되는 사고의 영향성들

163 이 정의 및 이에 수반되는 위험도들이 결정되어 있어야 한다. (all credible hazards and accidents must be identified, the associated accident sequences must be defined and the associated risks must be determined.) UL30.2 재난급 사건(추진체, 항법, 데이터링크, UCS/UCB 등을 포함한 모든 UAS 및 세 부계통들이 기여하는 모든 요소들과 함께)의 비행 시간 당 누적 확률이 인증당 국이 동의한 위험기준체계의 누적안전 요구도 이하이어야 한다. (The cumulative probability per flight hour for a catastrophic event (with all the contribution of all UAS and sub-systems, including propulsion, navigation, data-link, UCS/UCB, etc.) must not be greater than the Hazard Reference System cumulative safety requirement as agreed with the Certifying Authority.) UL30.3 식별된 모든 안전 위험도가 기술적 제약사항들과 호환되는 최소한의 수준으로 경감되어야 하며 각 고장 조건은 인증당국이 동의한 Annex G 내의 위험기준체 계의 기준에 따라 수용되어야 한다. (All identified safety risks must be reduced to the minimum levels that are compatible with technological constraints, and each failure condition must be acceptable according to the Hazard Reference System criteria in Annex G, as agreed with the Certifying Authority.) < 표 18 > STANAG 4703의 안전수준 요구 예 이러한 안전평가 업무는 비교적 요구 항목별로 명확한 기준을 갖고 있는 STANAG 4671에 비해 절차상 더 복잡하며, 특히 Annex G의 위험기준체계가 해당 무인기의 MTOW와 연계되어 있어 이를 설정함에 있어 인증당국과 신청자 간 보다 긴밀한 협력을 필요로 한다. 이는 STANAG 4703을 경 고정익 무인기 기준으로 채택할 경우, 사례별 연구를 통해 감항인증 및 운영단계에 이르는 안전성 확보를 위한 별 도의 규정과 절차를 설정할 필요성을 시사한다. 라. 무인 회전익기 감항인증 적용 기술기준 검토 CS-VLR급(600kg 이하)의 경량급 무인회전익기 감항인증을 수행하는 경우, 유사 급 유인기 기체에 대한 감항인증 기준인 CS-VLR과 STANAG 4671의 데이터 링크 및 지상통제소(UCS)를 조정 조합하여 적용하는 방법과 EASA의 JARUS(Joint Authority for Rulemaking of Unmanned System) WG-3(Airworthiness)가 개발하고 있

164 는 CS-LURS Version 1.0( 발행 - 750Kg 이하의 무인헬기 적용 기술기 준)을 적용하는 경우를 검토하면 다음과 같다. 이 경우도 CS-LURS가 발행된 것으로 가정하여 고정익기와 마찬가지로 기준 적용의 적합성, 운영 안전성 확보의 용이성, 적 용 절차의 복잡성을 기준으로 검토하였다. 1) 기준 적용의 적합성 : 표 15에서 보는 바와 같이 CS-VLR과 CS-LURS는 UCS를 제외한 기체 자체에 대한 요구 항목수 및 내용 면에서도 거의 동일한 수준이다. 단, CS-VLR의 경우는 조종석 및 계기 등의 유인기 요구도가 있는 반면 CS-LURS는 안 전장비(CS-LURS.1412 Emergency recovery capability 및 CS-LURS.1413 Contingency procedures), 내추락성(CS-LURS.561(Crashworthiness))이 추가되었으며 STANAG 4671과 같이 CS-LURS.1309(Equipment, systems, and installations) 요구도가 CS-VLR에 비해 대폭 강화되었고, 이어지는 절인 CS- LURS.1310(Power source capacity and distribution), CS-LURS.1316(Electrical and electronic system lightning protection) 및 CS-LURS.1317(High-Intensity Radiated Fields (HIRF) Protection) 등 소형 무인헬기에 치명적일 수 있는 시스템 요구도가 추가되 었다. 기준 적용의 측면에서 보면, CS-LURS는 기존의 STANAG 4671 또는 FAR 23 (CS-23)과 유사한 구조로 되어 있어 적용이 용이할 것으로 판단된다. 또한, C2 Data Link 및 UCS 시스템을 제외하면 요구 내용도 거의 유사하여 굳이 유인기의 요구도를 포함하고 있는 CS-VLR을 적용할 필요성은 없다. C2 Data Link 및 UCS 시스템에 관한 요구도 측면에서도 CS-LURS는 소형 무인기 조종에 적합한 UCS/UCB에 최적화 된 요구항목을 갖고 있어(예, UCS의 경우 STANAG 4671의 80 개 요구항목 대비 CS-LURS는 37개의 요구항목을 채택하고 있음.) 유인기 + STANAG 4671의 C2 Data link 및 UCS 요소를 결합한 TACC를 작성하는 것에 비해서는 CS-LURS 소형무인회전익기 감항인증 기술기준을 적용하는 것이 적합하다. 2) 안전성 확보의 용이성 : CS-LURS는 기본적으로 CS-25와 등가의 안전성을 목표로 작 성되었으며, 상기 (1)항의 추가 항목들은 이를 충족하기 위해 유인기에서 인간이 조 치할 수 있는 기능을 대체하기 위한 요구사항들이다. 또한 CS-LURS.561의 내추락 성(Crashworthiness) 및 AMC LURS.561 (b) and (c) 내추락성에 대한 수용가능 한 입증방법 및 계산 절차에서 STANAG 4703과 유사하게 66J을 기준으로 제3자에 대한 피해 여부를 판단하고 있어, CS-LURS를 감항인증 기술기준으로 채택할 경우 안전에 관하여 고정익 무인기와 유사한 계산절차를 적용할 수 있는 장점이 있다

165 3) 적용 절차의 복잡성 : 고정익기와 마찬가지로 소형 무인 회전익기의 경우도 기존의 유인기 감항인증에 적용한 절차보다는 복잡한 충돌에너지 계산이 수행되어야 한다. 이는 물론, 적용 초기에는 어려움이 있을 수 있으나, 무인 고정익기와 마찬가지로 사례별 연구를 통해 감항인증 및 운영단계에 이르는 안전성 확보를 위한 별도의 규 정과 절차를 설정할 경우, 보다 효과적으로 운영될 수 있을 것이다. 마. 군용 무인항공기 중량별(소형, 중/대형) 적용 기준 분석 및 차이점 식별 : 일단 어 떤 대상 무인항공기에 적용할 감항인증 기술기준이 정해지면 중량별 적용기준의 차이 점은 없다. 상기 나 항에서 분석한 본 연구 결과로 제시하는 무인기 중량에 따른 기 술 기준 및 주요 특성을 정리하면 아래 표 19와 같다. 군용 무인기 중량별 구분 적용 기술기준 주요 특성 중/대형급 고정익 무인기 (> 150kg < 20,000kg) STANAG 4671 FAR/CS-23 기반 및 유인기와 등가의 안전성 소형 고정익 무인기 ( 150kg) STANAG 4703 중량에 따른 충돌에너지 기준 (66J) 적용 및 MTOW 에 따른 가변형 위험기준체계(Hazard Reference System) 적용 소형 회전익 무인기 ( 750kg) CS-LURS 충돌에너지 기준(66J)에 따른 감항인증기준 조정 여부 판단. 대형 회전익 무인기 (> 750kg) MIL-HDBK-516B 유인, 무인, 고정익, 회전익기 모두에 적용되는 기준 대형 무인헬기 적용사례 없음 < 표 19 > 군용무인기 형식별, 중량별 적용 기술기준 단, 앞으로는 본 연구의 주 대상인 경량무인기(고정익 및 회전익) 모두의 경우에 대하여 ICAO가 규정하고 있는 등가안전수준(ELOS) 입증을 위한 무인항공기 추락 시 지상의 사람 및 자산에 피해를 주지 않는 충돌 운동에너지를 결정하기 위한 규정과 절차를 제정하여 적용하여야 할 것이다. 이 방법에는 EASA 정책서인 Doc E. Y013-1 의 5가지 분류체계인 충돌 운동에너지(Kinetic Energy) 분류를 사용하는 것이 타당한

166 것으로 판단되며(별지 6 참조) 이에 대한 적용 방안을 소개하면 다음과 같다. 이 정책 서에서 사용하는 현존 무인기의 종류와 두 가지 시나리오에 따른 분류는 그림 31과 같 다. < 그림 31 > EASA 정책서의 항공기 형태별 충돌에너지 구분에 따른 분류 1. Flex wing microlight, 11. Piston twin seat Turboprop 2. 3axis microlight, 12. Piston twin, seat Turboprop 3. Piston Single CSVLA 13. Piston twin seat airliner 4. Piston Single 2 seat, 14. Piston twin 23. Corporate Jet 5. Piston Single 4 seat, 15. Light Corporate Jet 24. Corporate Jet 6. Large Piston Single 16. Large Helicopter seat airliner 7. Helicopter 2 seat 17. Large Helicopter 26. Single-aisle Airliner 8. Midsize Helicopter 18. Large Helicopter 27. Wide Body Airliner 9. Midsize Helicopter 19. Small Twin Turboprop 28. Wide Body Airliner 10. Midsize Helicopter 1) 추락 시나리오의 구분 : EASA 정책서는 두 가지의 무인기 충돌 시나리오를 기준 으로 해당 무인기 형상의 등급과 적용할 기준(등가의 무인기 기준)을 결정하도록 지침을 주고 있다. 이 두 가지 시나리오 구분은 아래와 같다. 가) 계획되지 않은 강하 시나리오(Unpremeditated Descent Scenario) : 많은 항 공기에서 계획되지 않은 강하는 추진계통들의 신뢰성으로 인한 이유가 대부분 을 차지하며, 충돌 시의 운동에너지 계산에서 질량은 최대 이륙 질량이며 속 도는 (엔진 정지상태의) 접근 속도이다. 즉,

167 고정익기의 경우 회전익기의 경우 비행선/풍선 V = 1.3 Stalling Speed (MTOW) V = Scalar value of the autorotation velocity V = The combination of the terminal velocity resulting from the static heaviness, and the probable wind velocity. 나) 통제불능 시나리오(Loss of control scenario) : 통제불능의 경우 충돌 운동 에너지 계산을 위한 질량은 최대 이륙질량이며 속도는 가능한 종말 속도이다. (최악의 에너지 전달상황) 이 경우의 에너지는 다음 속도를 기준으로 계산한다. 즉, 고정익기의 경우 V = 1.4 Vmo (the maximum speed) 회전익기의 경우 V = Terminal velocity with rotors stop 비행선/풍선 V = Terminal velocity with the envelope ruptured/deflated to the extent that no lifting medium remains. 2) 적용할 감항인증기준 선정 방법(Appendix 1) : Doc E.Y013-1 Appendix 1에서 정 하고 있는 적용할 감항인증기준을 선정하는 방법은 우선 해당 무인기의 에너지 수 준을 구해 등급을 매기는 것으로 그 절차를 요약하면 다음과 같다. 가) 각 시나리오 별로 무인항공기의 운동에너지 계산 나) 계산된 값과 그림 2의 두 시나리오 각각을 활용하여 각 시나리오 발생을 방지 하기 위한 목적과 함께 적합한 기준을 결정. 즉, 계획되지 않은 강하 시나리오는 고장이 안전고도를 유지하는 능력에 영향을 주는 설계의 모든 기능들에 적용될 기준에 대한 판단을 제공. 통제불능 시나리오는 고장이 조종성(특히 강하율)을 유지하는데 영향을 주는 설계의 모든 기능들에 적용될 기준에 대한 판단을 제공. 여기에는 주요 구조물을 포함하여야 함. 다) 현존하는 기준들과 동일한 설계 측면들을 다루며 운동 에너지 비교에 의해 판단 된 인증기준을 확정하고 현재의 기준들에 의해 명백히 다루어지지 않는 새로

168 운 모든 기능들에 대해서는 특수조건(SC, Special Condition)이 고려되어야 한다. 그러나 이러한 특수조건들은 식별된 감항의 일반적인 수준과 일치하여야 한다. 3) 선정된 감항인증 기준 조정 방법(Appendix 2) : EASA 정책서는 상기 (2)항에 의해 선정된 기준을 조정(Tailoring) 하는 방법을 Appendix 2를 통해 지침으로 제공하 고 있다, 이 조정에 대해 전반적으로 지배하는 것은 유인기와의 등가안전수준을 제공하는 것이다. 4) 분석 : 유럽의 에너지 구분에 따른 감항인증 기준의 적용은 오래전부터 시작되었 으며 ICAO도 이에 대해 동의하고 있는 상황이다. EASA가 유럽 감항인증 업무의 통일성을 위해 제시한 본 정책서에 의한 방법은 향후 감항분야에서의 사용이 더욱 활성화 될 것으로 예상되며 유럽 감항인증 분야에서 이에 대한 적용방법들에 관한 연구도 활발하다. 따라서, 우리나라의 경우도 큰 맥락에서는 정책을 따르는 것이 상기의 제정 중인 세분화 된 기준들 공표 이후에도 감항인증 업무에 미치는 영향 을 최소화 할 수 있는 대안으로 판단된다. 바. 군용 무인기 필수안전장비 등 무인기 시스템 요건 검토 무인항공기 시스템에 적용되는 필수 안전기능과 이를 지원하는 장비는 비상시 안전 하게 대처하기 위해 유인항공기에서는 사람이 수행할 수 있지만 무인 항공기에서는 이 사람이 수행하는 기능을 대신할 장비를 의미한다. 이러한 기능들에는 국가공역에 통합운영 할 경우 필요한 Communication System, See-And-Avoid 기능을 위한 시스템 (TCAS 장착 36), ACS-B 장착 등)은 미래의 국가공역(NAS) 통합을 위한 기반 기술이며, 현재 의 무인기 시스템에 구현되어 있는 기능은 비상 시 즉, C2 Link 상실시의 자율 비행(자율 이착륙 포함) 기능, 엔진 고장 시 활공 또는 자동활공비행(Autorotation) 및 비상동력, 그리고 결빙으로 인한 조종력 상실에 대비한 기능 정도이다. 이러한 기능을 하기 위한 장비들에는 다 음과 같은 것들이 있다. Parachute Landing System Parachute Recovery System 36) FAA 연구 결과 무인기에 TCAS I 또는 II를 장착하여 운영하는 것은 현실적으로 불가하며, TCAS의 인간 인터페이스 부분을 보강한 후에 가능한 것으로 결론을 내린 바 있다

169 Autonomous Flight See and Avoid (미래) TCAS (미래) ADS-B (미래) 1) 관련 기술기준 : 무인기 안전장비에 대한 기술기준은 STANAG 4671, 4703 및 CS-LURS에 규정되어 있으며 이들을 요약하면 아래 표 20과 같다. 기술기준 내 용 USAR.U1412 Emergency recovery capability (비상귀환능력) (a) UAV 시스템은 다음으로 구성되는 비상 귀환 능력을 갖추어야 한다. (1) 정상 비행을 즉시 종료할 수 있는 비행 종료 시스템, 절차 또는 기능. 또는 STANAG 4671 SAFETY EQUIPMENT AND EMERGENCY CAPABILITY (안전 장비 및 비상 능력) (2) 3자에 대한 위험을 최소화할 목적으로 치명적인 고장의 효과를 경감시키기 위하여 UAV 운용요원 또는 자율비행 설계수단을 통해 수행되는 비상 귀환 절차. 또는 (3) USAR 1412 (a) (1) 및 (a) (2)의 모든 조합 (b) 비상 귀환 능력은 가장 심각한 환경 조건들의 조합 하에서 전체 비행 영역에 걸쳐 원하는 바대로 기능을 발휘해야 한다. (c) 비상 귀환 능력은 우발적인 작동을 야기하는 간섭으로부터 보호되어야 한다. (d) 비상 귀환 능력은 필요한 경우 최대 작동 신뢰도를 제공하는 버스로부터 전력을 공급받아야만 한다. 주 전력발전 시스템의 완전 상실의 경우에는 자동적으로 배터리에 연결되어야 한다. (e) 비행 중 항공기 폭파를 위한 폭약의 사용은 USAR 1412 충족을 위한 수용될 수 있는 수단이 아니다. (f) 치명적인 사고가 발생하지 않을 것으로 합리적으로 기대되는 기 계획된 지역까지 도달하도록 미리 프로그램 된 방법을 포함하고 있는 비상 귀환 능력의 경우에는 이러한 지역의 크기가 UAV 시스템 비행교범에 설명되어 있어야 한다

170 USAR.U1413 Engine shut down procedure(엔진 중지 절차) 엔진 중지를 초래하는 고장 시 다음 요구도가 적용된다. (a) UAV는 강제 착륙 지역에 도달할 때까지 충분한 조종 및 기동성을 유지하도록 설계되어야 한다. (b) 따라서, 비상 전력은 신뢰성 및 기간이 USAR 1413 (a)를 충족하도록 설계되어야 한다. 최대 인증된 고도에서 해면 고도까지 활공 및 강제착륙 지역까지 도달하는데 필요한 시간은 필요시 UAV 운용요원이 고장을 인지하고 적합한 조치를 취하는 시간을 포함한다. (c) 엔진 중지 절차는 USAR 1412에 규정된 비상귀환능력의 존재를 고려하여 분석되어야 한다. USAR.1416 De-icer system(결빙제거 시스템) 결빙 보호 기능 인증이 요구되고 결빙제거 시스템이 장착되어 있는 경우 (a) 시스템은 USAR 1419에 규정된 요구도를 충족하여야 한다. (b) 시스템과 해당 구성품들은 모든 통상적인 운용온도 또는 압력 하에서 의도한 기능을 수행하도록 설계되어야 한다. USAR.1419 Ice protection(결빙 방지) 결빙 방지 기능 인증이 요구되는 경우 다음 요구도에 대한 충족이 입증되어야 한다. (a) 결빙 방지 장비 사용을 위한 추천되는 절차가 UAV 시스템 비행교범 또는 승인된 교범들 내에 정해져 있어야 한다. (b) UAV의 운용 요구에 기반한 UAV의 다양한 구성품들을 위한 결빙 방지 시스템의 적합성을 결정하기 위해 분석이 수행되어야 한다. 추가로, 결빙 방지 시스템의 시험은 해당 UAV가 지속적 및 간헐적인 최대의 결빙 조건들에서 안전하게 운용될 수 있는지에 대하여 시범되어야 한다. (c) 형식 인증된 UAV의 형식인증에 사용된 분석 및 시험에 대해 설계 유사성으로 적용할 수 있는 경우에는 전부 또는 일부에 대한

171 충족이 참조 시스템으로 수행될 수 있다. (d) 결빙 방지 장비의 적합한 작동을 위해 UAV 외부 표면들에 대한 UAV 운용요원의 감시가 요구되는 경우는 이 감시가 모든 운용 및 환경 조건들에서 수행될 수 있음이 보장되어야 한다. UL.53 Emergency recovery capability (비상귀환능력) UL53.1 UAS는 다음으로 구성되는 비상 귀환 능력을 갖추어야 한다. - 정상 비행을 즉시 종료할 수 있는 비행 종료 시스템, 절차 또는 기능. 또는 - 3자에 대한 위험을 최소화할 목적으로 치명적인 고장의 효과를 경감시키기 위하여 UAV 운용요원 또는 자율비행 설계수단을 통해 수행되는 비상 귀환 절차. 또는 - 상기 두 가지 사양의 모든 조합 UL53.2 비상 귀환 능력은 가장 심각한 환경 조건들의 조합 하에서 전체 STANAG 4703 Emergency recovery capability (비상귀환능력) 비행 영역에 걸쳐 원하는 바대로 기능을 발휘해야 한다. UL53.3 비상 귀환 능력은 우발적인 작동을 야기하는 간섭으로부터 보호되어야 한다. UL.55 Engine shut down procedure(엔진 중지 절차) 추력 손실을 유발하는 엔진 고장 시 적합한 절차들이 정의되어 비행교범에 반영되어 있어야 한다. 다음 요구도가 적용된다. UL55.1 UAV는 강제 착륙 지역에 도달할 때까지 충분한 조종 및 기동성을 유지하도록 설계되어야 한다. UL55.2 비상 전력은 신뢰성 및 기간이 상기 절을 충족하도록 설계되어야 한다. 최대 인증된 고도에서 해면 고도까지 활공 및 강제착륙 지역까지 도달하는데 필요한 시간은 필요시 UA 운용요원이 고장을 인지하고 적합한 조치를 취하는 시간을 포함한다

172 UL55.3 엔진 중지 절차는 UL.53절에 규정된 비상귀환능력의 존재를 고려하여 분석되어야 한다. AMC-CS-LURS.1412 Emergency recovery capability (비상귀환능력) (a) 비상귀환능력의 목적은 경무인회전익기(LURS)가 유인 항공기와 등가의 안전수준을 달성할 수 있게 하기 위한 것이다. (b) 신청자는 모든 운영 및 고장 조건들을 평가하고 상기 항에서 식별되어 있는 등가안전수준(LoS)을 달성하기 위해 비상귀환능력이 제공되어야만 하는 해당 시나리오를 식별하여야 한다. (c) 비상귀환능력은 최소한 세 가지의 다른 시나리오를 다루고 있어야 한다 : 발생확률이 극단적으로 희박함이 입증되지 않을 경우 해당 RPAS의 조종에 필요한 명령 및 통제 링크의 손실(CS-LURS.1413 및 CS-LURS.1423 참고), 정상 전력의 손실(CS-LURS.1412(e) 참고), 및 모든 엔진의 손실(CS-LURS.143 참고)이 그것이다. CS-LURS SAFETY EQUIPMENT (안전 장비) (d) 본 요구도의 (a)(2)항에 있는 기 설정된 사람이 드문 강제착륙 구역이 CS-LURS.561에 따라 정의되어 있어야 한다. CS-LURS.1587에 따른 RPA가 이 구역에 도달할 수 있음을 보장하는 성능 정보가 비행교범 내에 들어 있어야 한다. (e) RPAS 비상회복능력에 비행종료 시스템(FTS)을 포함하고 있는 경우는 다음의 추가 고려사항들이 적용되어야 한다. (1) FTS의 최소 건전성 및 가용성(정상 상태와 예상되는 환경 조건들에서의)이 보장되도록 설계 및 장착되어 있어야 한다. 이 FTS 설계에는 결빙 영향성이 고려되어 있어야 한다. (2) FTS 내화성 차폐물에 의해 보호되거나 비-화재구역 내에 위치하여야 한다. (3) 엔진 고장 조건들이 설정된 비행 영역 및 설정된 지역에 해당하는 모든 운영 조건들 하에서 FTS의 적절한 기능을 손상을 주지 않아야 한다. (4) 특수한 고장 조건들이 발생할 경우(즉, 명령 및 통제 링크의 손실) 해당 FTS는 자동 또는 조종사 명령 하에서 수동으로 작동될 수 있어야 하며 이 두 가지 경우 모두에 대해 엔진 또는 연료 계통 또는 기타의 계통 고장들이 FTS의 효율에 미치는 영향이 분석되어 있어야 한다. (5) FTS 작동 구조가 폭발성 물질로 만들어져 있는 경우는 작동

173 폭발물질의 결함 시 화재 위험도가 최소화되어 있으며 전자기 간섭으로 인한 우발적인 작동 및 영향을 줄 확률이 최소화되어 있어야 한다. (6) FTS가 낙하산인 경우에는 최소 낙하산 전개 고도와 낙하산이 펴진 상태로 충돌 시의 잔류 운동에너지 및 효율성이 제공되어야 한다. (7) FTS 장착은 안전분석을 통해 평가되어 있어야 한다. (8) UAS 재난적 사고의 전체 확률을 평가하는 경우에는 FTS 작동 실패가 감안되어야 한다. AMC CS-LURS.1413 우발상황 절차(Contingency procedures) 본 요구도의 목적은 저하된 데이터 링크 능력 시의 절차를 갖는 것이다. 성능저하란 즉각적인 조치가 필요한 CS-LURS.1412절의 비상회복 절차를 의미하는 것은 아니다. 원격 조종사는 성능 저하된 상태로부터 회복 또는 회복이 어떻게 진행 될지 모를 경우는 UAV가 제3자에게 어떤 위험도 주지 않도록 하기 위한 절차들을 갖고 있어야 한다. RPA가 성능 저하된 상태 자동조종모드메세지에러율(AMER) 상태인 경우에는 조종사 또는 탑재 시스템에 의한 CS-LURS.1412에 따른 비상회복 절차가 시작되어야 한다. < 표 20 > 무인기 안전장비에 관한 기술기준 2) 분석 : 표 20의 3가지 기술기준 안전장비에 관한 규정을 분석하여 다음과 같은 결 론을 도출하였다. STANAG 4671과 같은 대형 기체를 대상으로 하는 기술기준에서는 유인기와 동등한 수준의 안전기능인 결빙 방지 및 제거 수단을 요하는데 비해, 물리적으로 다양한 장비의 통합이 불가한 소형 기체들(4703, LURS)에서는 이에 대하여 공식적으로 규정하지 않고 있다. 같은 STANAG 계열인 4671과 4703은 항목수에는 차이는 물론, 구성이나 안전 에 관한 1309절에 관련된 요구도 완전히 다른 내용으로 구성되어 있으며, 따라 서 동급 유인기에서 인증된 장비일지라도 무인기에 적용 시에는 이 부분에 대 한 재인증이 반드시 필요하다

174 CS-LURS는 모체가 되었던 CS-VLR 유인기 기준과 거의 동일한 구성 및 내용 으로 구성 및 규정되어 있어, 어떤 장비를 하나의 기준으로 인증 받을 경우 타 기준에 대해서도 인증이 용이하다. 또한, 유인기에서와 같이 CS-LURS.1309 장비, 시스템 및 장착 (Equipment, systems, and installations) 항목이 기술기준 전체에 걸쳐 적용되고 있다. 위의 기술기준을 충족하기 위한 필수 안전장비로는 STANAG 4671급의 경우는 1 비상전력, 2 결빙방지 및 제거장비, 3 낙하산과 같은 비상 회수장비이며, STANAG 4703급의 고정익무인기와 CS-LURS급의 회전익무인기의 경우는 1 비상전력과 2 비상 회수장비가 필수적으로 요구된다. 단, 기능적으로는 모두 비상귀환을 위한 자율비행 기능이 있어야 한다. 사. 군용 무인기 중량별 기술기준 분석 종합 우리나라 군용 무인항공기 감항인증에 적용하고 있는 기술기준은 국제적으로 통용되는 무인기에 관한 유일한 기술기준인 STANAG 4671을 적용할 수 있는 150kg 20,000kg 사이에 있는 고정익 무인기를 제외하고, 무인 회전익기와 150kg 이하의 고정익 무인기 에 적용할 감항인증 기술기준은 없는 상황이다. 본 연구에서 현재 유럽 항공기구와 NATO에서 연구 제정 중인 초안 형태의 기술기준들을 대상으로 무인기 감항인증 업무 에 적용할 기준에 대한 분석한 결과를 종합하면 아래와 같다. 1) MIL-HDBK-516B의 경우 : 무인비행체(UAV)에 관한 내용은 FAR Part 23급의 고 정익 기체를 기준으로 하고 있으며, 지상통제소 및 데이터링크 계통에 대한 요구도 는 일반적인 설명형태의 요구 수준이고, 입증하기 위한 근거자료가 미정(TBD)(예, 6.1 조종안정성) 상태로 되어 있는 부분이 있어 현실적으로 무인기 감항인증에 적 용하기에는 구체성이 결여되어 있다. 따라서, 이 기준의 제정 취지인 유 무인기 및 지상통제소를 포괄하는 범용의 기준으로서 활용하기에는 적용의 용이성은 물론 신청 자와 감항당국 간의 이견 발생할 가능성이 높고, 입증자료의 유효성에 대한 논란의 소지가 많아 우리나라 상황에서 무인기에 범용으로 적용하기에는 부적절하다. 2) 150kg 이하의 고정익 무인항공기의 경우 : NATO가 제정 중인 STANAG 4703의 경우, 기존 STANAG 4671과는 완전히 다른 형태로 구성되어 있다. 즉, STANAG

175 4671의 FAR-/CS-23이나 CS-VLA와 같이 Book 1의 감항인증 기술기준(Airworthiness Code)과 Book 2의 수용가능한 입증방법(AMC)형태와는 완전히 다른 형태이 다(표 14 참조). 이러한 완전히 다른 형태의 기준인 STANAG 4703의 경우, 요구도 의 수가 STANAG 4671에 비해 대폭 감소하였다(STANG 4671의 경우 394개 대비 4701은 205개로 요구 항목수로는 52% 수준). 또한, STANAG 4703은 Book 2의 수 용가능한 입증방법(AMC)이 별도로 구분되어 있지 않고 본문과 ANNEX에 분산되어 있으며 이중 ANNEX J는 제3자에게 치명적인 상해를 가할 수 있는 충돌 운동에너지 66J을 계산하는데 사용되어야 하는 지침을 제공하고 있다. STANAG 4703은 이렇듯 적은 요구도 수를 갖고 있는 반면에 새로운 충돌에너지 적용(ANNEX J), 그리고 다 른 기준들에서는 제시하고 있지 않은 고장확률 및 심각도 결과판단기준(ANNEX G) 을 제시하고 있어 초기에는 적용하기에 번거로움이 있을 것이다. 그러나, STANAG 4703의 기술기준이 150kg 이하의 경량 무인기의 구조적, 물리적 제약을 고려한 최 소한의 요구도로 구성되어 있어, FAR-/CS-Part 23 유인기를 기준으로 출발한 STANAG 4671에 비해 훨씬 융통성이 있어 경량 무인 고정익기의 기술기준으로서 더 적합하다. 다음은 본 연구에서 제시하는 STANAG 4703을 적용할 경우의 절차이 다. 1. 기종별감항인증기준(TACC) 작성 : 감항인증 신청자가 STANAG 4703의 필수요구도 (ER) 및 요구도(UL) 항목을 이용하여 해당 무인기에 적용할 기종별감항인증기준(TACC) 초안을 작성하여 인증당국에 신청. 이 때 STANAG 4703에서 요구하고 있는 ANNEX 들에 관한 내용들을 포함하여야 한다. 작성 방법 및 신청내용에 포함되어야 할 내용 은 다음과 같다. - 기존의 TACC 작성양식을 활용하여 적용할 인증기준(ER 및 UL)과 입증할 수 있는 기준별 증거자료(ME)와 해당되는 ANNEX 명시( 4703은 AMC가 없는 대신 인증 기준과 해당 설계가 감항성이 있음에 대한 높은 신뢰도의 기타 형태 정성적 기준 들(인증당국의 승인을 받아야 하는 Hybrid 방식임. 즉, ANNEX 대부분이 인증당국 의 승인을 받기 위한 지침서(Guidance Material) 임.). - 입증자료는 다음의 형태로 구분되며 따라서, STANGA 4703의 MOC란에는 이에 해당하는 코드로 바꾸는 것을 추천함(ME+숫자는 본 연구결과로 제시하는 기존의

176 MOC과 구분하기 위한 코드임). ME1 : 제품설계에 대한 정성적 입증자료(설계 기준 및 구현) ME2 : 계통설계 기능 및 시스템 성능에 대한 기술적 서술 ME3 : 분석을 통한 입증 ME4 : 정성적/정량적 안전 분석 ME5 : 위험요인(Hazard) 위험도 관리 자료 ME6 : 과정 입증(예, 설계보증수준 할당, 안전관리 시스템 관리과정) 및 설계검 토 결과 ME7 : 시범을 통한 입증(Rig test, 원형시제품의 지상 및 비행 시험) ME8 : 감항당국에 대해 필수 감항인증 기준 충족을 시범하기 위한 기타 정성적 또는 정량적 주장 - 운영제한(Restricted Certification) : 해당 UAS의 운영 목적 및 운영 공역, 임무 시나리오에 따른 인증의 제한되는 내용들 기술(즉, 군 작전지역으로 국한, 또는, 민 간항로 통과시의 협조 절차 등). 2. 인증 당국의 검토 및 승인 : STANAG 4703의 하이브리드 접근방법은 STANAG 4671에서와 같이 인증기준-수용가능한 입증방법(AMC)의 세트만 충족되면 자동적으 로 형식인증서가 발행되고 비행이 허가되는 것이 아니며 많은 부분을 감항당국의 검 토와 승인에 의존하고 있다. 특히, ANNEX들 중 상당 부분이 인증당국의 개입이 필 수적이다. 아래는 ANNEX 중 감항당국의 승인이 필요한 ANNEX들이다(이태릭체). - ANNEX A : TERMS AND DEFINITIONS - ANNEX B : LANDING CONDITIONS FOR CONVENTIONAL LANDING GEAR CONFIGURATIONS (WHERE APPLICABLE) - ANNEX C : SPARK AND COMPRESSION IGNITION RECIPROCATING ENGINES - ANNEX D : ELECTRIC ENGINES - ANNEX E : TURBINE ENGINES - ANNEX F : PROPELLERS - ANNEX G : HAZARD REFERENCE SYSTEM - ANNEX H : STABILITY AND RESPONSE ASSESSMENT GUIDANCE - ANNEX I : THE SAFETY MANAGEMENT PLAN - ANNEX J : GUIDELINES FOR AIRWORTHINESS REQUIREMENTS APPLICABLE TO UA BELOW THE 66J IMPACT ENERGY 인증 당국의 검토 및 승인 항목 중에는 UL.0에서 요구하고 있는 낙뢰 환경 하 운영

177 에 관한 내용도 포함되어 있으며, 이는 운영 환경에 적절한 설계 스펙트럼을 확인하 는 요구도로 STANAG 4671에서와 같이 충족을 위한 기준이라기 보다는 운영상의 제 약사항으로 판단하여야 할 것이다. 3. SOF 및 감항성 심사 : SOF 기준 설정, 심사 및 감항성 심사는 기존의 구분과 유사한 분과별 검토를 통해 수행하되, 아래의 분과로 구분하여 요구도 및 ANNEX를 심사한다. - 시스템 엔지니어링 분과 : ER.1 System Integrity - 구조 분과 : ER.1.1 Structure and material - 추진체 분과 : ER.1.2 Propulsion 및 ANNEX C, D, E, F - 세부계통 분과 : ER.1.3 Systems and Equipment (USB/UCS 제외) - 지상체 분과 : ER.1.3 Systems and Equipment (USB/UCS 항목 및 UA Handover(UL.66 UL.69) 포함) - 비행기술분과 : ER.2. Airworthiness Aspect of Systems Operation 및 ANNEX B 및 ANNEX H - 시스템 안전 분과 : ER.1 System Integrity 및 ANNEX G, ANNEX I 및 ANNEX J - 품질/종합군수지원분과 : ER.1.4 Continued Airworthiness of the UAS 및 ER.3. Organization 4. 형식인증 : 기존 STANAG 4671의 형식인증 절차와 동일 상기 STANAG 4703기준을 적용할 경우 추가적으로 유의할 사항은 다음과 같다. 가) 시스템 엔지니어링 (ER.1 System Integrity) 분야에서 다루고 있는 신청자가 제출 하는 다음과 같은 예상 운영 조건에 대한 승인이 전체 감항인증 업무의 전제 조건 이므로 이에 대한 감항당국의 강화된 검토가 필요하다. ( In all the identified conditions the Applicant must verify to the satisfaction of the Certifying Authority the requirements of the following paragraphs.) - 전형적인 설계 임무 (typical design missions;) - 비행운영 조건 (in-flight operation conditions;) - 지상운영 조건 (on-ground operation conditions;) - 운영 모드 (자동, 속도-유지, 고도유지, 방향 조작 등) (operational modes

178 (automatic, speed-hold, altitude hold, direct manual, etc.);) - 이륙/발진/이륙장 조건 (take-off / launch / ramp conditions;) - 착륙/회수 조건 (landing / recovery conditions;) - 발진, 명령 및 통제, 그리고 귀환이 수행될 위치와 플랫폼 (예, 지상 차량, 수상 함정, 항공기, 빌딩 등) (locations and platforms (e.g. land vehicle, water vessel, aircraft, building, etc.) from which launch, command and control, and recovery operations will be performed (e.g., land, littoral/maritime, air, ); - 동시에 운영될 비행체의 수 (number of air vehicles to be operated simultaneously;) - 수송 조건들 백, 패키지, 트럭 또는 운영에 필요한 모든 수송과 저장 환경에 대한 정의) (transport conditions (define the transportation and storage environment of the UAS like bag, package, truck or whatever is required);) - 운영환경 조건들 (operating environmental conditions:) - 자연적 기후 (고도, 온도, 압력, 습도, 바람, 강수율, 낙뢰, 결빙, 염무, 안개, 균류, 우박, 조류충돌, 모래 및 먼지 등) (natural climate (altitude, temperature, pressure, humidity, wind, rainfall rate, lightning, ice, salt fog, fungus, hail, bird strike, sand and dust, etc.);) - 전자기 환경효과 (모든 세부계통 및 장비 간의 전자기 환경 및 외부 환경에 의해 발생되는 전자기 효과, 근접하여 운영되는 둘 이상의 UAS 간 전자기 간섭 고려) (electromagnetic environmental effects (electromagnetic environment among all sub-systems and equipment, electromagnetic effects caused by external environment, electromagnetic interference among more than one UAS operated in proximity);) - 조명 조건들(예, 주간, 야간, 여명, 박모, 이들의 혼합 (lighting conditions (e.g., day, night, dawn, dusk, mixed, etc.);) - 가능한 모든 질량 형상들 식별 (최대 및 최소 비행 중량, 공허 CG, 최전방 및 최후방 CG 가 식별되어 있어야 함) (identify all the possible mass configurations (minimum and maximum flying weight, empty CG, most forward CG, most rearward CG must be identified).)

179 나) 시스템 엔지니어링 분야와 시스템 안전 분야의 통합 고려 : STANAG 4703의 ANNEX G(HAZARD REFERENCE SYSTEM), ANNEX I(THE SAFETY MANAGEMENT PLAN) 및 ANNEX J(GUIDELINES FOR AIRWORTHINESS REQUIREMENTS APPLICABLE TO UA BELOW THE 66J IMPACT ENERGY) 에서 요구하고 있는 안전 기준들 및 계산에는 상기 가)항의 시스템 엔지니어링 과 밀접한 관계가 있어 두 분야의 통합 운영을 추천한다. 이는 신청자 및 감항 당국 모두에게 적용되며 상호간의 협력을 통하여 시스템 엔지니어링 및 안전 분과로 통합 운영을 고려하여야 한다. 다) 설계, 제작 및 정비 조직에 대한 관리 강화 : ER.3(Organization)에서 기본적으로 요구하는 품질보증 기준은 AS/EN 9100 인증서 또는 이와 등가의 인증서 및 ISO 9004 품질관리 시스템이다. 여기서 요구하는 사항은 아래와 같으며, UAS를 설계, 제작, 생산하는 신청자의 능력을 확인하기 위한 요구사항과 절차에 대해 강화하여 야 한다. [ER 해당 조직은 최소한 다음을 포함한 해당 업무 범위에 필요한 모든 수단 들을 갖추어야 한다 : 시설, 인력, 장비, 도구 및 문서, 업무기술서, 책임 및 절차, 관련 데이터에 대한 접근 및 기록유지 (The organisation must have all the means necessary for the scope of work. These means comprise, but are not limited to the following: facilities, personnel, equipment, tools and material, documentation of tasks, responsibilities and procedures, access to relevant data and record-keeping.)] 3) 무인 회전익기의 경우 : 본 연구결과로 추천하는 CS-VLR급(600kg 이하)의 경량급 무인 회전익기 감항인증을 수행하는 경우, CS-LURS는 모체가 되었던 CS-VLR 유 인기 기준과 거의 동일한 구성 및 내용으로 구성 및 규정되어 있어, STANAG 4703과는 달리 유인 무인에 관계없이 기 인증된 어떤 장비를 무인 회전익기에 적 용하기에 보다 용이하다. 또한, 유인기에서와 같이 CS-LURS.1309 장비, 시스템 및 장착(Equipment, systems, and installations) 항목이 기술기준 전체에 걸쳐 적용되고 있다. CS-LURS를 적용할 경우는 기본적으로 유인기에 적용했던 절차와 방법을 활용할 수 있다. 이를 정리하면 아래와 같다

180 1. 기종별감항인증기준(TACC) 작성 : 감항인증 신청자가 FAR-/CS-23과 유사한 구조의 CS-LURS 기술기준으로부터 해당 무인기에 적용할 기종별감항인증기준(TACC) 초안을 작성하여 인증당국에 신청. 이 때, TACC에 포함되는 내용은 MOC를 포함하여 기존 의 STANAG 4671과 항목수의 차이 것 외에는 동일하나, CS-LURS.561 내추락성 (Crashworthiness) 및 AMC LURS.561의 수용가능한 입증방법에 대해서는 별도의 분석 및 감항당국에 의한 승인이 필요하다. 이는 TACC내에 포함되어 있는 기준이기 는 하지만 기존의 감항인증계획서에서 별도의 항목으로 작성할 것이 추천된다. 2. 인증 당국의 검토 및 승인 : 인증 당국의 검토 및 승인 절차는 기존의 STANAG 4671과 거의 동일한 절차로 수행하여도 문제점은 없을 것으로 판단된다. 단, CS- LURS에서 채택하고 있는 유인기과 동등한 낙뢰요구도 에 대한 특별한 고려가 되어야 한다. CS-LURS의 낙뢰에 관련된 요구도는 아래와 같다. - CS-LURS.867 낙뢰 및 정전기 대비 전기적 접합 및 보호 (Electrical bonding and protection against lightning and static electricity) (See AMC CS-LURS.867) : (a) UAS는 낙뢰 및 정전기로부터의 재난적 영향성에 대해 보호되어야 한다. 낙 뢰 분석 평가는 인증당국에 의해 수행되어 동의되어야 한다. (The UAS must be protected against Catastrophic effects from lightning and static electricity. A lightning analysis assessment has to be carried out and agreed with the Certifying Authority.) (b) 금속 구성품들의 경우 상기 (a)항을 충족함이 다음에 의해 입증되어야 한다. (For metallic components, compliance with sub-paragraph (a) may be shown by) (1) 구성품들 접합 및 이들을 기체에 적합하게 접지 (Bonding the components and grounding them properly to the airframe; or) (2) 낙뢰가 재난적 상황을 초래하지 않도록 구성품 설계 (Designing the components so that a strike will not result in a Catastrophic event.) (c) 비 금속 구성품의 경우 상기 (a) 을 충족함이 다음에 의해 입증되어야 한다. (For non-metallic components, compliance with sub-paragraph (a) may be shown by) (1) 구성품을 낙뢰 영향이 최소화 되도록 설계 (Designing the components to minimize the effect of a strike; or)

181 (2) 재난적 상황을 초래하지 않도록 결과적인 전류 방향을 바꾸는 수용 가능한 수단 반영 (Incorporating acceptable means of diverting the resulting electrical current so as not to result in a Catastrophic event) - CS-LURS.954 연료시스템 낙뢰 보호 (신규) (Fuel system lightning protection (New)) : 연료시스템은 다음에 의해 시스템 내부에 있는 연료 증기의 점화를 방지 하도록 설계 및 배치되어야 한다. (The fuel system must be designed and arranged to prevent the ignition of fuel vapor within the system by-) (a) 높은 번개방전을 맞을 확률을 갖는 구역의 직접 낙뢰 (Direct lightning strikes to areas having a high probability of stroke attachment;) (b) 쓸어가는 번개방전 확률이 높은 구역의 비낌 낙뢰 (Swept lightning strokes to areas where swept strokes are highly probable; or) (c) 연료 배출구들에서의 방전 및 유광 ( 流 光 ) (Corona and streamering at fuel vent outlets) - CS-LURS.1309 장비, 시스템 및 장착 (Equipment, systems, and installations) (Refer to separate document AMC RPAS.1309) : (a) UAS 장비 및 시스템들은 다음과 같이 설계 및 장착되어야 한다. (The UAS equipment and systems must be designed and installed so that:) (1) 무선 주파수 에너지 및 낙뢰(직접 및 간접 모두) 영향성을 포함한 UAS 운영 및 환경 조건들 하에서 의도한 임무를 수행하는데 필요한 형식증명이나 운영규칙에 의 해 요구되는 바에 따라. (Those required for type certification or by operating rules perform as intended under the UAS operating and environmental conditions including radio frequency energy and the effects (both direct and indirect) of lightning strikes.) - CS-LURS.1316 전기 및 전자 시스템 낙뢰 보호 (Electrical and electronic system lightning protection) See AMC CS-LURS.1316 : (a) 고장이 무인회전 익기의 지속적인 안전 비행과 착륙을 저해하는 모든 전기 및 전자 시스템은 다음

182 과 같이 설계 및 장착되어야 한다. (Each electrical and electronic system that performs a function, for which failure would prevent the continued safe flight and landing of the rotorcraft, must be designed and installed so that-) (1) 무인 회전익기가 낙뢰에 노출된 기간 및 그 이후에 해당 기능이 악영향을 받지 않아야 함. (The function is not adversely affected during and after the time the rotorcraft is exposed to lightning; and) (2) 무인 회전익기가 낙뢰에 노출된 후 적기에 해당 기능을 정상 작동상태로 자동 적으로 복구해야 함. (The system automatically recovers normal operation of that function in a timely manner after the rotorcraft is exposed to lightning.) 이 낙뢰보호 요구도에 대해 CS-LURS는 Subpart F (CS-LURS.1309에 따라 지정되 어야 하는 소프트웨어 및 전자 하드웨어에 대한 설계보증수준들, (Design Assurance Levels for Software and Electronic Hardware need to be assigned according to CS-LURS.1309))에서 FAA AC A 직접낙뢰 영향성에 대한 항공기 전기/ 전자 시스템의 보호 (PROTECTION OF AIRCRAFT ELECTRICAL / ELECTRONIC SYSTEMS AGAINST THE INDIRECT EFFECTS OF LIGHTNING)) 규정의 지침을 적용할 것을 요구하고 있다. 이와 같이 CS-LURS의 경우는 그 대상 기종의 중량이 STANAG 4703(<150kg)과는 달리 750kg 이하의 경량급 유인 헬리콥터 수준이 포함 될 수 있다는 점을 감안하여 유인기와 동등한 낙뢰요구도(직접 및 간접)를 갖고 있다. 감항당국은 TACC 검토 및 승인 시 신청자로 하여금 이에 대한 특별한 입증방안을 제시하도록 요구하여야 한다. 3. SOF 및 감항성 심사 : SOF 기준 설정, 심사 및 감항성 심사는 기존의 규정의 절차 에 따라 수행하되 상기 1항의 CS-LURS.561 내추락성(Crashworthiness)과 2항의 낙뢰관련 요구도 충족 심사 시 입증을 위한 충분한 분석과 시험이 수행되었는지에 대 한 특별한 관심이 요구된다. 4. 형식인증 : 기존 STANAG 4671의 무인기 형식인증 절차와 동일 상기 CS-LURS 기준을 적용할 경우 추가적으로 유의할 사항은 다음과 같다. 가) CS-LURS 1 적용(Applicability)을 벗어나는 운영(운영상 유인기인 CS-VLR 과 차

183 이나는 점은 CS-VLR이 600kg 이하/2인승 이하의 VFR 주간 비행으로 제약하고 있는데 비해 CS-LURS는 모든 주/야간 시계비행규칙(VFR) 가시선 운영으로 제 한하며, 인원의 수송, 알려진 빙결조건 내에서의 비행 그리고 곡예비행을 제외 (For the purposes of CS-LURS the Light Unmanned Rotorcraft is a conventional helicopter. In operational terms, applicability of this airworthiness code is limited to all DAY/NIGHT VFR Visual Line Of Sight Operations and excludes all human transport, flight into known icing conditions, and aerobatics.)하고 있는데, 만약 그러한 비행 요청이 있 을 경우, 이를 처리하기 위한 방안을 확정하여 TCDS 내에 명확히 규정하여야 한다. 나) 안전장비 및 비상절차에 대한 정의 및 확인 : 상기 가)항을 벗어난 즉, 가시선 을 벗어난(Beyond LOS) 비행운영 시 Data-link 상실/고장 등 비상 시에 대 비한 절차와 회수에 관련된 자율비행의 보증수준, 비상전력 용량, 비상장비 장 착 등을 정의하여 비상사태에 절차상으로 보완하도록 강화하여야 한다. 4) 기타 추가 고려사항 : 본 연구를 통해 식별한 감항당국이 소형 무인기에 대한 감항인증 업무에 적용할 대상 기준 및 절차로는 표 20의 재난급 사고율 기준의 적용 부분과 EASA 정책서 Doc E. Y013-1의 5가지 충돌 운동에너지(Kinetic Energy) 등급에 따른 분류의 적용여부에 관한 내용이다. 이 두 가지 고려사항에 대해 본 절차에서 제시하는 내용은 아래와 같다. 가) 재난급 사고율 기준의 적용 : 표 20의 재난급 사고율 기준과 이에 대한 판단 기준 들에 대한 적용은 해당 기술기준이 정의하고 있는 내용을 그대로 적용하여야 한다. 이를 다시 정리 및 구체화하면 다음과 같다. 다만, 이 기준은 비-격리 공간에서의 유인기를 재난급 사고율을 기준으로 한 등가의 안전성을 보장하기 위한 기준으로, 운영 조건(즉, 격리된 공간 또는 임무 요구도에 따라 소요군과 합의된 손실율 등) 에 따른 조정은 허용되어야 한다(그렇지 않을 경우 해당 무인기의 개발 자체가 불 가능할 수도 있다). STANAG 4671 : FAR-/CS-23과 등가의 안전성인 /fh적용(표 18 AC E의 고장조건 및 수용가능한 발생확률 적용)

184 STANAG 4703 : ANNEX J의 중량에 따른 충돌에너지 기준(66J) 적용 및 MTOW에 따른 가변형 위험기준체계(Hazard Reference System) 적용. CS-LURS : 상기 STANAG 4671의 FAR-/CS-23과 등가의 안전성인 /fh 적용 및 소형 무인회전익기에 적용하는 충돌에너지 기준(66J)에 따른 감항인증기준 조정 여부 판단. 나) EASA 정책서 Doc E. Y013-1의 5가지 충돌 운동에너지(Kinetic Energy) 등급 에 따른 분류의 적용 : EASA 정책서에서 제시하고 있는 현재 운영되고 있는 무 인기를 기준으로 충돌에너지 등급에 따른 차등 기술기준을 적용하는 방법은 궁 극적으로 무인항공기의 유인공역에 통합 을 위한 큰 틀에서 나온 정책으로 이 방법이 국제적으로 통용되기 위해서는 아직 거쳐야 할 단계가 많이 남아 있다. 예를 들면, 1 EASA가 주관하여 제정 중인 CS-계열의 무인항공기 기술기준의 확 정, 2 소형 무인기에 적용하고 있는 현재의 비행제한을 해제할 수 있는 ICAO의 원칙인 유인기와의 등가의 안전성 확보를 위한 구체적인 기준으로서 각국의 감항 당국이 수용, 3 이 기준을 군용무인기에 적용하기 위한 우리 군 감항당국의 조정 내용에 대한 민항당국의 수용 등이 해결되어야 한다. 결론적으로, 이 정책서를 군 감항인증 업무에 적용하기 위해서는 EDA MAWA 포럼 등을 통한 추세를 확인한 후 미래에 적용 방안에 대한 추가적인 연구가 필요하다

185 제 IV 장 개발단계별 군용 무인항공기 비행안전성 확보 절차 검토 1. 무인항공기 안전성 확보에 관한 국제적 동향 앞 장에서 살펴 본 바와 같이 EASA는 Doc E.Y013-1 정책서를 통해 무인항공기에 적용할 감항인증 기준 적용에 대한 지침으로 기술기준이 아직 제정되지 않은 무인항공 기에 대한 안전성을 확보토록 규정하고 있다. 하지만 이 정책서의 지침대로 수행하기에 는 최종 기준을 확정하는 단계에서(특히, 두 개의 시나리오에서 얻은 결론이 서로 다른 등급으로 나올 경우) 여전히 논쟁의 소지는 있다. 무인항공기의 비행안전성 확보를 위한 노력에는 EASA의 충돌에너지 기준뿐만 아니라 추락확률에 의한 등가의 안전성을 인정 받는 방법이나, 앞에서 소개한 CS-LURS의 AMC LURS.561 (b) and (c) 내 추락성 과 같이 추락시의 피해반경 계산을 통한 방법 등도 활용되고 있다. 아래 그림 31은 이러한 방법 중 한 예로 2014년 국제 감항인증 컨퍼런스에서 발표된 이태리의 UAS가 인구밀 집지역 제한 없이 자국 영공 내에서 비행하기 위한 재난급 사고를 유발할 수 있는 확률 기준 도표이다. 이태리 UAS 안전기준인 그림 32는 EASA의 안전정책서인 E.Y013-1에서 규정하고 있는 무인기 중량별 안전수준과 유인기 안전 기준들을 통합한 것으로서 CS-23의 유인기 안전기준과 EASA 정책서를 합친 것이다. 이 안전기준은 무인기의 중량별 안전기준을 설정하는데 있어 참조가 될 수 있을 것이다. 이 도표에 따라 무인기의 중량별 재난급 사고발생률 안전 기준을 정리하면 아래 표 21과 같다. 중량 구분 재난급 사고발생률 안전기준 비 고 ) MTOW 15kg 이하 (micro mini급) 일정 MTOW에 따라 가변적 예) 15kg 150kg /MTOW 120kg UAS의 경우 : (light 급) kg 750kg 일정 750kg 4,000kg /(MTOW) 1.36 MTOW에 따라 가변적

186 예1) 800kg UAS의 경우 : 예2) 4000kg UAS의 경우: ,000kg 이상 일정 ) 이태리의 경우 EASA 정책서의 속도에 따른 충돌에너지 정책 미적용, 중량으로만 기준 설정. < 표 21 > 이태리 UAS 재난급 사고발생률 안전기준 < 그림 32 > 이태리의 인구밀집지역 제한 없이 비행할 수 있는 UAS 재난급 사고확률 기준 표 21의 이태리 UAS 안전기준은 비고 란의 예시에서 계산해 보인 것처럼 약간의 불 연속점(예, 4,000kg의 경우)이 나타날 수 있으며, 또한 속도에 따른 충돌에너지 기준을 적 용하지 않았다. 이태리는 이 기준을 충족하지 못할 경우 인구밀집지역 비행을 제한하고 있다. 또한 이 표에 기반하여 STANAG 4703에서 요구하고 있는 누적안전(Cumulative Safety) 의 계산을 아래 그림 33과 같이 임무 구역별 지리적 시나리오에 따라 계산하여 충 족성 여부를 판단하고 있다. 그러나 이러한 기준은 자국 내에서만 통용될 수 있으며, 재 난급 사고확률 및 제3자에 대한 피해(민항기와의 충돌, 지상의 사람들 사망 등) 정도 모두

187 를 기준으로 하고 있는 EASA 정책과는 차이가 있는 것으로 판단된다. 단, EASA 정책 에서도 밝히고 있는 바와 같이 이러한 안전기준을 프랑스나 독일 등 이해 관계국과 쌍방 합의(agreement) 또는 인정(Recognition)할 경우에는 합의 또는 인정한 국가에서도 법 적 효력을 가질 수 있다. < 그림 33> 이태리의 지리적 임무 시나리오에 따른 군용 무인기 누적 안전 확률 값 계산 방법 이와 같이 아직까지는 무인기 안전에 관한 국제적으로 합의된 기준이나 절차는 없는 상황이며, 국제적 동의(Consensus)가 형성되어 제도화 될 때까지는 EASA의 정책서, 미 국의 COA 절차 또는 이태리와 같이 자국에서만 통용될 수 있는 기준을 설정하여 사용 할 수밖에 없는 것이 현실이다. 2. 해외 군용 무인항공기 안전관리제도 안전평가 규칙들은 무인항공기 기술기준 요구도를 고려 할 때 매우 중요한 요소이다. CS/FAR 의 제목에서도 알 수 있듯이, 이들 규칙들은 장비, 시스템, 장착 에 관한 내용을 다루고 있다. 결과적으로, 이들 규칙들은 Subpart B, C, D의 성능, 비행 특성, 구조 하중 및 강도(Strength)에 대해서는 적용되지 않으나 Subpart B, C, D, E 의 요구도를 기반으로 하는 모든 시스템들에 대해서는 적용된다. 하지만 무인항공기 시 스템에 있어서는 신뢰성 100%를 추구 하는 것 보다는 수용할 수 있는 수준의 신뢰성

188 을 가지는 시스템 설계를 하는 것이 더 현명하다. 장비, 시스템, 장착에 대한 안전 평가 는 무인항공기 설계의 매우 중요한 부분으로 설계를 시작하는 단계에서부터 입증 및 검 증이 되어야 하며, 뒤늦은 안전 평가는 많은 비용을 필요로 하는 설계 변경을 초래할 수도 있다. 미 국방부는 최근 신뢰성의 향상으로 중 대형 군용무인기의 경우 유인 항공기와 거의 대등한 사고율을 갖는다고 주장( 제 III 장, 1, 가 항 그림 25)하고 있으나, 이는 무인기 선진국인 미국의 경우에 그것도 유인기와 대등한 시스템들을 갖추고 있는 중 대형 급 에 국한되는 통계이며, 2014년 6월 워싱턴포스트지에 게재된 무인기 사고 통계 분석내 용( 제 III 장, 1, 다 항)과 더불어 일각에서는 여전히 무인기 사고율에 대해서는 회의적 이다. 무인기 안전성 확립에 대한 국제적인 동향으로는 앞 장들에서 언급된 바와 같이 ICAO가 그동안 각 국가의 자율권에 맡겨놓고 있었던 무인기 운영에 대한 정책을 2011년에 ICAO Circular 328 AN/190 Unmanned Aircraft System(UAS) 로 제정하여 발행 하였으며, EASA도 무인항공기 시스템(UAS) 감항인증을 위한 정책서인 E.Y EASA policy statement : airworthiness-certification of Unmanned Aircraft Systems(UAS) 를 2013년에 발행하였다. 미국의 경우는 이러한 국제적인 추세에 발맞추기 위하여 그동안 FAA가 갖고 있던 무인기 COA 절차를 유지하면서 2015년 민간무인기의 국가공역 통합 운영을 위한 청사진을 내 놓은 상태이다. 한편, 군용무인기의 경우, ICAO를 비롯한 FAA, EASA 등 국제적으로 영향력이 있는 항공안전 관할 기구들이 한결같이 각 국가의 민항당 국(CAA)과 군 감항당국이 알아서 하도록 정책을 수립하고 있는데, 이는 군용 무인기가 국가 안보를 최상의 목적으로 하고 있다는 점에서 당연한 것으로 이해된다. 한편, 유럽 의 통합 안보를 목적으로 설립된 유럽방위청(EDA)은 유럽 협력프로그램의 하나인 유럽 군용감항규정(EMAR) 제정의 범위 속에 무인기항공기 시스템(RPAS)에 관한 규정을 대 상으로 포함시키고 있으며 그 목표를 비-격리 공간에서의 무인항공기시스템 운영을 위 한 요구도 정의 로 정해 놓고 있다. 즉, 종국에는 ICAO Circular 328에서 규정하고 있 는 무인기를 유인기와 동등한 안전 수준으로 제작 운영하기 위한 요구도를 개발하는 것 을 목표로 하고 있다. 제II장 4항 의 군용 무인항공기 안전에 관한 해외사례 및 분석 에서도 이미 살펴 본 바와 같이 항공 선진국들의 군용 무인기 안전관리제도는 아직 민간항공분야와 같이 일반화 되어 있지 않고, 각국의 군사력 운용의 방식에 따라 상당한 차이를 보이고 있다

189 이를 종합하면, 미국의 경우는 세계 최강의 무인항공력을 오래 전부터 운용하여 왔으며 특히, 다른 나라들과는 달리 범-세계적인 운용 기반을 이미 구축해 놓은 상태이다. 이 러한 미국의 군용무인기 안전관리제도는 2000년대 중반까지 유지해 왔던, 당시의 기술 (신뢰성) 수준에 맞도록 국방부가 알아서 관리하는 형태였으나 2000년대 중반 이후 무 인기의 안전성에 관한 문제가 국제적으로 이슈가 되면서 FAA와 운영 절차에 대한 협 력을 본격적으로 시작한 상태이다. 미 국방부가 2005년 9월 발행한 MIL-HDBK-516B 감항인증기준 이 유인기 뿐만 아니라 무인기에도 적용되는 범용 의 기술기준이라고 선 언하고 있으나, 이 기준은 비행체(UAS) 설계 자체만을 다루고 있어, 운영에서의 안전에 관한 유인(조종사) 요소가 빠진 상태를 위한 안전 보강 차원의 기준들은 사실상 빠져 있다. 따라서, 이 기준을 100% 충족할 경우에도 무인기의 비-격리 공간에서의 일상적인 운영 안전을 보장하기는 어렵다. 미국은 각군 운영부서의 운영절차를 통해 이러한 무인기 안전을 보강하고 있다. 미국과는 다른 운영 환경을 갖고 있는 유럽의 경우도 2000년대 중반 이후 NATO와 EDA를 중심으로 범-유럽적인 군용무인기 시스템 안전관리제도 구축을 본격적으로 시작 하였으며, 시작 초기부터 민항기구인 ICAO 및 EASA의 안전관련 요구도를 거의 100% 수용하고 있다. 이는 비-격리된 공간(non-segregated airspace)에서의 운영을 목표로 2009년 9월 발행한 STANAG 4671의 안전 요구사항들 대부분이 민간기구인 ICAO의 유인기와 동등한 수준의 안전 및 EASA의 CS-23 안전 요구사항들을 그대로 수용하 고 있다는 점에서도 알 수 있다. 더군다나 현재 개발이 거의 완성단계에 와 있는 STANAG 4703은 누적안전 확률, 중 량 및 속도에 따른 충돌에너지, 제한인증 등 최근의 연구 결과들을 반영하고 있다. 또 한 2014년 서울 군용무인기 국제 컨퍼런스( )에서 중점적으로 다루어진 군용무 인기 감항인증 인정(Recognition) 제도는 각 나라가 현재까지 어떤 기종에 대해 수행 한 비행안전을 위한 기술적 노력들(즉, 감항인증 활동들)을 상호 인정함으로써 동일한 무인기(유인기 포함)에 대한 수입국 또는 공동 개발국들의 추가적인 노력 없이 수용토 록 하기 위한 구상을 기반으로 하고 있다. 이 인정제도는 현재 관계 당사국들의 감항 인증 제도에 대한 상호 이해와 인정에 바탕을 두고 있으며 유럽 국가들을 중심으로 빠 르게 확산되고 있다. 이는 CN-235 성능개량사업(이스라엘 민항당국인 CAAI가 개조 항목 관련 해당 업체가 제시한 입증결과물에 대한 감항인증기준 충족여부에 대한 검토 의견 제시), F-16 성능개량 사업(FMS 사업으로 미 공군이 감항인증 결과물 제공 불가 입장 37) (그림 33 참조) 등 최근 우리나라가 군용항공기 감항인증 분야에서 겪었던 대외

190 국가들과의 불편한 관계를 고려할 경우, 방위사업청은 최근 유럽 국가들 간의 군용항공기 감항인증에 대한 상호 인정(Recognition) 제도와 관련하여 유럽방위청(EDA)과의 협력을 < 그림 34 > F-16 CCIP 사업 감항인증 검증자료 요청에 대한 미 공군의 답변서한 강화 또는 이에 편승함으로써 감항인증의 핵심인 비행안정성 확보를 보강하는 시너지 효 과를 얻는 것은 물론, 미 국방부의 감항인증 입증자료 제공불가 에 대하여 NATO나 유 럽방위청(EDA)과 같이 전통적으로 미국과의 교류가 활발한 기구들을 통한 우회확보 전략을 활용할 필요가 있다. 37) 우리나라의 경우도 2010년 KT-1T 훈련기 수출 시 터키 방위사업청의 감항인증 입증자료 요구에 대해 핵심기술자료 로 분류하여 이전 불가 입장을 밝힌 바 있다

191 3. 개발단계별 비행안전성 확보 절차 가. 군용무인기 개발 획득 절차 우리나라 무기체계 개발 및 획득에 적용하고 있는 절차는 미 국방부의 그것과 유사하 다. 하지만 미 국방부와 우리나라 국방획득 절차 간에는 표면상으로 눈에 보이지 않는 큰 차이점이 있으며, 이러한 차이점으로 인해 개발이 완료된 무기체계 운영시 안전성에도 큰 영향을 미치고 있다. 그림 35는 감항인증 차원에서 무인기를 포함한 군 용항공기의 개발 및 획득에 관한 미 국방부와 우리나라 절차의 간략한 비교이다. 이 획득 절차상 단계별 주요 차이점을 비교 분석하면 아래 표 22와 같다. < 그림 35 > 미 국방부와 우리나라 군용항공기(무인기 포함) 개발 및 획득 절차 비교 구 분 우리나라 미 국 비 고 연구개발 단계 3단계 - 선행연구 - 탐색개발(ACTD 포함) - 체계개발 1) 4단계 - 개념정제 - (핵심)기술개발(TD) - 기술제작개발(EMD 1)2) ) - 초기저속생산(LRIP 3) ) 미국의 경우, LRIP를 연구개발의 한 단계로 간주

192 미 국방부의 경우는 PRTV를 이용한 IOT&E 완료 후 시험평가 1단계 - 통합시험팀(CTF(T-50) 또는 CTT(KUH))을 통한 DT/OT 통합시험 (수락시험 제외) 2단계 - 통합시험팀(CTF)을 통한 DT/OT 통합 시험(수락시험 제외) - LRIP를 통해 생산된 PRTV 4) 를 통한 IOT&E 5) 수행 양산(FRP) 단계 진입. 우리나라는 체계개발단계 통합시험평가에서 수행하는 시제기를 이용한 운영시험평가 이외에 양산형상을 이용한 운영시험평가 는 절차 상 누락되어 있음. 미 국방부의 경우 감항인증 체계개발(FSD) 단계 종결 시점에서 국방 도면에 대해 형식인증서 발행 기술제작개발(EMD) 단계 종결 시점(IOT&E 진행 중)에서 PRTV 형상에 대한 형식인증서 발행 IOT&E를 통한 Fleet Management 7) 운영 결과를 반영한 형식에 대한 인증서 발행 미국의 경우 Block Upgrade 계획이 2단계 2단계 개발 종료 보고 시 양산단계 - 초도양산 (IPA) - 양산 (FRP 6) ) 양산계획에 포함됨 - 후속양산 - 후속 Block Upgrade (일정, 예산 반영 통상 5년 주기 그림 31 참조) 획득/운영 단계 호기별 감항인증서 발행 및 유지감항 호기별 감항인증서 발행 및 유지감항 동일 < 표 22 > 한국과 미국의 군용항공기 획득절차 비교 [표 23 주기사항 설명] 1) 체계개발(FSD) 대 기술제작개발(EMD) : 미 국방부는 아래 그림에서 보는 바와 같이 국방획득 관리규정인 DoDI (Operation of Defense Acquisition System) 2002 개정판부터는 이전에 병행하여 사용해 왔던 체계개발(Full Scale Development) 단계를 국방획득 순기에서

193 삭제하고, 기술제작개발(EMD) 단계만 남겨 놓는 대신, 이전의 개념발전(Concept Development) 단계 하나였던 Pre-Acquisition 단계를 두 개의 단계로 분리하여 국방획득의 효율성을 강화 하였다. 2) 기술제작개발(EMD) 단계 : 일단 이 단계에 진입하면 자동적으로 양산으로 이어지는 수명주기 관리가 시작되며, 이는 이전의 체계개발(FSD) 단계에서 개발에 실패하거나 또는 성공하였을 경우에도, 양산 결정은 별개의 의사결정 과정을 거쳐야 하는 것과는 대조적이다. 이러한 국방획득절차를 위해 미 국방부는 이전의 경쟁 단계인 기술개발(TD, Technology Development) 단계 결과물의 기술성숙도(TRL)가 Level 6 이상이 되어야만 EMD 단계로 진입할 수 있도록 조건을 강화하고 있다.(우리나라 방위사업관리규정에도 동일한 수준인 TRL 6 이상을 요구하고 있으나, 그 정의 상 차이가 있고, 획득 절차가 다른 미 국방부와 유사한 TRL 수준을 적용하는 것에도 문제가 있을 수 있다. 표 23 한국-미국 TRL 정의 비교표 참조) < 그림 36 > 미 국방부(DoD)의 국방획득관리 시스템(DoDI ) 3) 초기저속생산(LRIP, Low Rate Initial Production) : DoDI 에서 규정하고 있는 내용을 보면 이 초기저속생산의 목적을 알 수 있다. DoDI에서 규정하고 있는 LRIP의 목적에 관련된 내용은 아래와 같다. [(1) LRIP : (a) This effort is intended to result in completion of manufacturing development in order to ensure adequate and efficient manufacturing capability and to produce the minimum quantity necessary to provide production or productionrepresentative articles for IOT&E,... 중략... (and live-fire, where applicable) testing.] 즉, LRIP는 1 제작 및 품질보증 능력을 점진적으로 확대하여 후속으로 이어지는 완전율 생산 (FRP, Full Rate Production) 단계로 이어지도록 하고, 2 초도운영시험평가(IOT&E를 위한 양산대표형상시제품(Production Representative Article)을 제작하여 운영시험평가를 위한 부서(OTA, Operational Test Agency)에 제공하는 두 가지의 목적을 갖는다. 4) PRTV(Production Representative Test Vehicle)은 운영시험평가(IOT&E 또는 DOT&E)를 위하

194 여 LRIP를 통해 생산된 양산 대표형상 시험시제기로 각군 운영시험평가부서(OTA)는 Fleet Management(아래 주기 참조) 형태의 운영시험 및 평가를 수행한다. 특기할 사항으로, DoDI 는 물론, 상위법인 Title 10 U.S.C 2366 조항에서는 주요국방획득사업(MDAP, Major Defense Acquisition Program)으로 분류된 모든 국방무기체계 개발사업의 경우 반드시 실무장 시험 평가(LFT&E, Live Fire Test & Evaluation)를 하도록 정하고 있으며, 이에 따라, 각 군 시험평가 부서는 PRTV 항공기를 이용하여 항공기의 생존성 설계(Survivability)의 적합성(예, 비 행제어계통 컴퓨터, 구동장치 등의 중복 여유도 설계 또는 분산 설계, 자체방어 시스템(CMDS 등)의 기능성, 방탄 철갑 등)을 실무장을 이용하여 입증해야 한다. 5) IOT&E(Initial Operational Test and Evaluation) : 미국의 군용 무기체계 중 주요국방획득 사 업(MDAP)으로 분류된 무기체계는 반드시 운영시험평가(IOT&E)를 수행하여야 하며, 주요 국방사 업이 아닌 경우에도 국방부장관이 지정하는 경우에는 전용운영시험평가(DOT&E, Dedicated OT&E)를 수행하도록 규정하고 있다. 이는 T-50 계열이나, KUH 사업처럼 체계개발용 시제기를 이용하여 개발시험(DT) 및 운영시험(OT) 통합하여 수행하는 우리나라 시험평가 절차에는 없는 미국 최상위 법에서 정하고 있는 사항이다. 물론 미 국방부의 시험평가에도 EMD 시제기를 이용 한 통합시험 의 개념은 있으나 이는 DT&E + Early OA (Operational Assessment) 형태의 초 기 운영 적합성에 대하여 판단하는 수준으로 이는 전체 OT 계획의 약 15 20% 정도를 선행하 여 수행하는 정도이다. 나머지 80 85%는 본 IOT&E 또는 DOT&E로 수행한다. 이 IOT&E(또 는 DOT&E)의 목적은 주요 운영안건(COI, Critical Operational Issue), ILS 요소(신뢰성, 정비 성, MTBM 등) 검증, 해당 항공기의 T.O, 정비 T.O, 전술교범은 물론 Fleet Management 형태 의 운영을 통해 초기 양산형상의 각종 문제점들을 식별하여 완전율 양산(FRP) 형상에 반영하는 데 있다. 우리나라에서는 이 역할을 운영능력시기 (IOC, Initial Operational Capability)를 맞 추기 위해 체계개발 기간 중에 설정된 초도양산(IPA, Initial Production Approval)을 통해 생 산된 항공기를 최초로 인도받은 수요군 최초 운영 부대가 수행하고 있는 셈이며, 이로 인한 많은 문제점들을 겪고 있다. 6) 완전율 양산(FRP, Full Rate Production) : 완전율 양산은 LRIP 항공기를 이용한 IOT&E (Fleet Management 기법을 이용한) 결과를 반영한 형상을 생산하여 실제 운영을 위해 수요군에 납품 하기 위한 양산이며, 미 국방부의 경우는 통상 이 양산계획에 미래의 성능향상계획(Block Upgrade Plan)을 포함하고 있다(그림 31 참조). 7) Fleet Management : 이는 DoDI 에서는 정의하고 있지는 않지만 Best Practice로서 DoD 내에서 수행되고 있는 운영 형태로 계획된 통상적인 운영 횟수의 1.5 2배의 율로 운영 함으로써 단기간(LRIP FRP) 내에 양산대표형상(PRTV)이 갖고 있는 운영상의 문제점들을 조기 에 식별하여 완전율 양산(FRP) 형상에 개조할 내용들을 가능한 많이 반영하기 위한 운영의 한 방법이다

195 < 그림 37 > 2004년 F-22 개발 완료와 동시에 계획된 양산단계 성능개량(Spiral Development 방식) 계획 나. 군용항공기(무인기 포함) 개발 단계별 기술확보수준 군용무인기 개발단계에서의 기술확보수준은 비행안전성과도 직결되어 있으며, 기술 수준에 대한 잘못된 판단은 비행안전에 치명적인 영향을 줄 수 있어 기술성숙도평가 (TRA)에 관한 방위사업청 규정을 검토하였다. 물론, 현재 감항인증 절차 상으로는 이 기 술성숙도평가 결과와는 별도로 감항인증 규정에서 정하고 있는 초도비행 전 안전비행 (SOF, Safety of Flight) 기준을 심사 및 결과에 따라 조치하는 절차를 사용하고 있으 나, 궁극적으로는 방위사업청의 각종 규정들에서 규정한 판단 기준들이 일치되어야 하 며, 미 국방부의 경우도 SOF 절차와는 별도로 개발 단계별 기술확보수준(TRL, Technology Readiness Level)을 9개 단계로 구분하여 개발 진행 간 주요일정(Milestone) 진 행 판단을 위한 기준으로 사용하고 있다. 아래 표 23은 기술확보수준에 대해 규정하고 있는 방위사업청 예규 2가지(기술성숙도평가(TRA) 업무지침(방위사업청 예규 제217 호) 및 신개념기술시범(ACTD) 사업 업무관리 지침(방위사업청 예규 제233호))와 미 국 방부의 정의를 비교한 내용이다

196 수준 정 의 설 명 TRL 1 기본 원리 이해 단계 상동 기본 원리들 관찰 및 보고 단계 (Basic principles observed and reported.) 기술개발의 가장 낮은 단계로, 과학적 연구결과가 응용연구개발 단계로 전이되기 직전 단계 상동 기술성숙도 수준이 가장 낮은 단계로, 과학적 연구 결과가 응응 연구개발 단계로 전환되기 시작하는 단계. 예) 어떤 기술의 기본적인 특성들에 대한 학술 연구. (Lowest level of technology readiness. Scientific research begins to be translated into applied research and development. Examples might include paper studies of a technology's basic properties.) TRL 2 TRL 3 기술개념 형성 및 응용분야 식별 단계 상동 기술개념 및 응용분야 구성 단계 (Technology concept and/or application formulated.) 주요 기능에 대한 분석 실험 또는 특성에 대한 개념 입증 단계 - 기본원리가 이해된 후 응용분야를 식별함. - 응용내용이 아직은 이론 수준으로서 추론을 뒷받침할 실험적 증명이나 상세 분석이 이루어지지 않은 상태임 상동 발명이 시작되는 단계로, 기본 원리들이 이해된 후 응용분야가 식별됨. 응용분야들이 불확실하며, 가정 사항들을 뒷받침할 실험적 증거나 상세 분석이 이루어지지 않은 단계임. 예) 분석적 연구로 국한됨. (Invention begins. Once basic principles are observed, practical applications can be invented. Applications are speculative and there may be no proof or detailed analysis to support the assumptions. Examples are limited to analytic studies. ) - 활발한 연구개발이 시작됨. - 기술을 적절한 대상에 응용하기 위한 분석적

197 연구, 분석결과가 물리적으로 유효함을 입증하는 실험실 수준의 연구를 포함. - 타 부품에 적용되지 않았거나 성능이 완전하지 않은 부품 수준도 포함됨 TRL 4 상동 개념의 주요 기능 또는 특성에 대한 분석 및 실험 (Analytical and experimental critical function and/or characteristic proof of concept.) 실험실 환경에서 구성품 또는 조립품(Breadboard) 수준의 성능 입증 단계 상동 상동 실질적인 연구개발이 시작되는 단계로 여기에는 해당 기술의 개별 요소들에 대한 분석적 예측 내용들을 물리적으로 입증하기 위한 분석적 연구와 실험실 연구를 포함함. 예) 아직 통합되지 않았거나 대표 형상이 아닌 구성품들 (Active research and development is initiated. This includes analytical studies and laboratory studies to physically validate analytical predictions of separate elements of the technology. Examples include components that are not yet integrated or representative.) 부품이 결합되어 구성품 또는 조립품 수준에서 불안정하지만 기본적인 성능을 보임 - 부품(시제품)이 결합되어 불안정하지만 종합적으로 성능을 발휘함 - 최종 체계에 비해서 성능이 상대적으로 불완전함 완성체계의 대표적인 능력을 입증 대상 장비 할 수 있는 대표적인 구성품 Breadboard 시험 환경 실험실 환경 실험실 환경에서 구성품 또는 임시조립품(Breadboard) 수준의 성능 입증 단계 (Component and/or breadboard 기본 기술 구성요소들이 함께 작동하는지를 확인하기 위해 통합되는 단계로 최종 시스템에 비해 상대적으로 낮은 충실도 상태임

198 예) 실험실 내에서의 임시 하드웨어 (Basic technological components are validation in laboratory environment.) integrated to establish that they will work together. This is relatively "low fidelity" compared to the eventual system. Examples include integration of "ad hoc" hardware in the laboratory.) 유사 운용환경에서 구성품 또는 조립품(Breadboard) 수준의 성능 입증 단계 구성품 및 조립품(Breadborad)의 성능 안정성 이 상당히 향상됨. 성능의 충실성을 높이도록 실험실에서 구성품을 조립하는 것도 포함 TRL 5 TRL 6 상동 유사 운용환경에서 구성품 또는 임시조립품(Breadboard) 입증 단계 (Component and/or breadboard validation in relevant environment.) 유사 운용환경에서 체계 부체계 모델 또는 시제품의 성능 시험 단계 - 시험 대상 구성품 및 Breadborad의 성능 안정성이 상당히 향상됨 - 성능의 충실성을 높이도록 실험실에서 구성품을 조립하는 것도 포함 대상 장비 시험 환경 실제 지원 구성품들과 결합된 구성품 Breadboard 대상의 주요 특성을 시험할 수 있도 록 합의된 유사운용 환경 임시조립품의 기술적 충실도가 크게 증가한 단계로, 기본적인 기술 구성품들이 모사된 운영환경에서 시험될 수 있도록 거의 실제적인 환경을 제공하는 요소들과 통합된 단계. 예) 구성품들의 고충실도 실험실 통합. (Fidelity of breadboard technology increases significantly. The basic technological components are integrated with reasonably realistic supporting elements so it can be tested in a simulated environment. Examples include "high fidelity" laboratory integration of components.) TRL 5 수준 이상의 대표적인 모델 또는 시제 품이 유사 운용환경에서 시험됨

199 유사 운용환경에서 체계 부체계 모델 또는 시제품의 성능 시현 단계 대상 장비 모든 기술들을 시현하는 것은 아니며, R&D 요구조건 보다는 기술개발관리상의 신뢰성을 보증하는 것에 중점을 둠. 시험 환경 대표적인 체계 부체계 모델 또는 시제품 대상의 모든 특성을 시험 평가할 수 있도록 구성된 유사 운용환경 TRL 5 수준을 훨씬 능가하는 시스템을 대표하는 모델이나 원형시제품이 유사 운용환경에서 시험됨. 이 단계는 시범된 기술성숙도 내에서 중대한 발전 단계임. 유사 운용환경에서 체계 부체계 모델 또는 원형시제품 시범 단계 (System/subsystem model or prototype demonstration in a relevant environment.) 운용환경에서 체계 시제품의 성능 시연단계 (예, 고충실도의 실험환경 또는 모의된 운용환경에서의 원형시제품 시험) (Representative model or prototype system, which is well beyond that of TRL 5, is tested in a relevant environment. Represents a major step up in a technology's demonstrated readiness. Examples include testing a prototype in a high-fidelity laboratory environment or in simulated operational environment.) 운용환경에서 시제품에 대한 성능시연을 수행 하는 단계로서, 체계공학과 개발 관리 신뢰성 을 보증하는데 목적이 있음. 실제 운용환경에서 시제품에 대한 성능시연을 수행하는 단계로서, 체계공학과 개발 관리 TRL 7 운용환경에서 체계 시제품의 성능 시연 단계 대상 장비 신뢰성을 보증하는데 목적이 있음. 시험 환경 실제 체계와 거의 같은 체계 또는 계획된 운용 체계 항공기/차량/우주공간과 같은 운용환경 운용환경에서 원형시제품 성능 시범단계 계획된 운용 시스템과 유사 또는 동일한 원형시제품을 시범하는 단계로, 항공기, 차량

200 또는 우주와 같은 운용환경에서 실제 시스템 원형시제품에 대한 시범이 요구되는 TRL 6 수준과 큰 차이가 있는 단계임. 예) 시험장치가 장착된 항공기 내에서의 원형시제품 시험. (System prototype demonstration in an operational environment.) 시험 및 시범을 통해서 실체계의 완성 및 시연 단계 (Prototype near, or at, planned operational system. Represents a major step up from TRL 6, requiring demonstration of an actual system prototype in an operational environment such as an aircraft, vehicle, or space. Examples include testing the prototype in a test bed aircraft.) 예상되는 조건하에서 최종 완성된 형태로 기술 이 입증됨. TRL은 거의 모든 상태에서 실제 체계의 개발이 완성된 상태를 표현함.(최초생산 품에 대한 초도시험평가가 완료됨.) - 요구운용조건 하에서 기술이 최종 완성된 체계완성 및 개발시험 단계 형태로 성능이 만족됨을 입증함 - 기술이 적용될 무기체계에서 기술시험평가를 TRL 8 시험 및 시범을 완성되고 인증된 실제 시스템 단계 (Actual system completed and qualified through test and demonstration.) 통해 설계 규격을 만족시킴 기술이 예상 환경들 하에서 최종 형상으로 기능함이 입증 완료된 단계로, 거의 모든 경우 이 수준의 TRL은 실제 시스템의 개발 종료를 의미함. 예) 설계 사양을 충족하는지의 여부를 확인하기 위한 의도한 무기체계 내에서의 해당 시스템에 대한 개발시험 및 평가. (Technology has been proven to work in its final form and under expected conditions. In almost all cases, this TRL represents the end of true system development. Examples include developmental test and evaluation of the system in its intended weapon system to

201 determine if it meets design specifications.) 성공적인 임무 운용을 통한 실체계의 입증 단계 체계 운용시험 단계 최종 형태 및 임무조건 하에서 기술의 실제적 인 응용이 완성된 상태(최초운용능력(IOC) 확 인으로 임무 및 운용성이 입증됨) 완성된 체계에 기술을 적용하여 모든 성능을 확인하는 단계 TRL 9 성공적인 임무 운용을 통해 입증이 완료된 실제 시스템 단계 (Actual system proven through successful mission operations.) 운용시험 및 평가에서 겪었던 임무 환경 하에서 최종 형상으로 해당 기술을 실제로 적용하는 단계. (예, 운용 임무환경 하에서 해당 시스템의 사용) (Actual application of the technology in its final form and under mission conditions, such as those encountered in operational test and evaluation. Examples include using the system under operational mission conditions.) < 표 23 > 기술성숙도평가(TRA) 업무지침(방위사업청 예규 제217호), 신개념기술시범(ACTD) 사업 업무관리 지침(방위사업청 예규 제233호)(청색) 및 미 국방부의 정의 비교(영문포함) 방위사업청 예규 제217호( ) 기술성숙도평가(TRA) 업무지침 제15조(평 가결과의 활용)에 따르면 기술성숙도(TRL)에 따른 단계 진입 조건을 다음과 같이 규 정하고 있다. 즉, 제15조(평가결과 활용) 1 통합사업관리팀장은 기품원이 제출한 기술성숙도평가(TRA) 결과를 확인 후 다음 단계 진입을 위한 근거자료로 활용한다. 2 통합사업관리팀장은 다음 단계 진입 판단시 다음 각 호의 기준을 활용한다. 1. 기술성숙도(TRL) 4 이상인 경우는 선행연구 단계에서 탐색개발 단계로 진입 가능 2. 기술성숙도(TRL) 6 이상인 경우는 선행연구 단계 또는 탐색개발 단계에서 체계 개발 단계로 진입 가능 3. 기술성숙도(TRL) 7 이상인 경우는 체계개발 단계에서 양산 단계로 진입 가능 3 통합사업관리팀장은 기술성숙도평가(TRA) 결과보고서에 포함된 기술성숙도(TRL)평가결과 일부 기술성숙도(TRL)를 만족하지 못할 경우는 미성숙기술에 대해 평가팀 권고사항 및 개발기관이 제시한 기술성숙계획(개발계획, 기술이전, 공동연구 등)을 검토한 후 사업일정 변경, 사업 추진 여부 결정 등 다음 단계로의 진입여부를 판단한다

202 이 기준과 앞의 표 22의 미 국방부의 정의를 획득순기상의 주요 일정과 관련하여 비교 하면 그림 38과 같다. 여기서 보는 바와 같이 방위사업청 예규 제217호 기술성숙도평 가(TRA) 업무지침 의 정의는 미 국방부의 그것에 비해 불명확하며 나머지 수준들(그림 중간 아랫부분의 점선 화살표 및??? 로 표시된)에 대한 무기체계 개발 획득 순기상 의 적용 시점들은 명시되어 있지 않은 상태이다. 미 국방부 정의에 의하면, TRL 9는 해 당 무기체계를 실전에 운영하는 기술수준이며, 앞에서 언급한 PRTV를 이용한 운영시 험(IOT&E 또는 DOT&E)을 완료했을 때의 기술수준이 TRL 8로 정의되어 있다. 감항인 증 차원에서 볼 때, 예규 제217호 제15조에서 양산단계 진입이 가능한 기술 수준으로 규정하고 있는 TRL 7 은 미 국방부 정의상 안전비행(SOF) 단계에 진입하여 본격적인 DT(Development Test) 및 Early-OA(Operational Assessment)를 수행가능한 수준 밖 에는 되지 않는다. < 그림 38 > 한국(아래)과 미국(위)의 획득 순기상의 TRL 정의 이상에서 살펴본 바와 같이 현 방위사업청의 기술성숙도평가(TRA)를 위한 기준 및 절차 등에 대하여 현재 우리의 획득절차 순기에 맞도록 재정리가 필요하다. 특히 현 규 정에서 정의하고 있는 TRL 4(선행연구에서 탐색개발 단계로 진입), TRL 6(체계개발단 계 진입), TRL 7(양산단계 진입) 등은 그림 32에서 보는 바와 같이 잘못 정의된 것으로

203 판단되며, 우리나라 국방획득체계 순기가 미국과 달리 양산형상을 이용한 전용운영시험 평가(즉, DOT&E)가 없는 것을 감안할 때 미 국방부보다 한 단계 더 높은 기술수준 기 준으로 변형 적용하는 방안도 고려할 필요가 있다. 다. 안전비행(SOF) 및 안전검토심의회(SRB) 절차 개발단계 군용무인기의 비행안전성을 확보하기 위한 기본적인 절차는 방위사업청 훈령 제277호 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 업무규정( ) 의 제4장 일반감항 인증 절차 내의 안전비행(SOF) 절차이다. 이 업무 규정에서 정의하고 있는 관련 내용을 요약하면 아래 표 24와 같다. 제3조(정의) 이 규정에서 사용되는 용어의 정의는 다음 각 호와 같다. 2. 감항성(Airworthiness) 이란 군용항공기가 운용범위 내에서 비행안전에 적합하다는 것을 말한다. 여기서 운용범위 란 해당 항공기의 수명주기 동안에 비행 및 정비교범 등에서 허용된 비행영역을 말한다. 3. 감항인증(Airworthiness Certification) 이란 군용항공기가 감항성을 가지고 요구된 항공기 체계의 성능과 기능을 발휘할 수 있음에 대한 정부의 인증을 말한다. 4. 안전비행(SOF : Safety of Flight) 이란 인명에 대한 상해 및 장비, 물자 또는 환경 등의 손상에 대하여, 규정되어 있는 승인된 제한범위 내에서 비행을 안전하게 시작하고 유지 및 종결하기 위한 특정 항공기 체계 형상의 특성을 말하며, 안전비행은 비행영역을 확장할 때마다 검토되어야 한다. 제7조(감항인증의 종류) 1 감항인증의 종류는 다음 각 호와 같이 구분한다. 1. 일반감항인증(General Airworthiness Certification) : 군용항공기 사업 중에 법 제3조의 표준감항인증기준이나 국제적으로 통용되는 감항인증 기준과 법 제4조의 감항인증 절차를 적용하여 형식인증과 생산확인 단계를 모두 수행하는 감항인증 2. 특별감항인증(Special Airworthiness Certification) : 군용항공기 사업 중에 제1호의 일반감항인증을 적용하여 수행할 수 없는 감항인증 2 각군 참모총장은 인증된 감항성을 유지하기 위하여 군용항공기 운용 및 유지단계에서 각군의 항공기 운용절차, 정비절차 및 형상관리절차 등을 적용한다. 제10조(감항관련 인증서의 종류) 규칙 제5조에 따라 감항성 심사 후 발급되는 감항관련 인증서의 종류는 다음과 같다

204 1. 형식인증서(Military Type Certificate) : 군용항공기 설계가 기종별 감항인증기준을 충족하여 비행안전에 적합하다는 정부의 인증서를 말한다. 2. 감항인증서(Military Certificate of Airworthiness) : 형식인증된 설계에 따라 제작 검사되어 감항성이 확인된 군용항공기에 대하여 호기별로 발급되는 정부의 인증서를 말한다. 3. 특별감항인증서(Special Military Certificate of Airworthiness) : 법 제4조제5항 단계별 감항성심사(형식인증, 생산확인)의 일부 또는 전부가 생략되고 설계, 제작, 비행시험결과 등 감항성 입증자료와 시험(지상 비행시험) 등으로 감항성이 확인된 군용항공기에 대하여 호기별로 발급되는 정부의 인증서를 말한다. 4. 감항확인서(Statement of Airworthiness) 가. 군용항공기의 부품 구성품 및 무기 장비 등을 제작 개조 또는 개량하여 군용 항공기에 장착하여 운용 시 비행안전성이 확인된 경우 대상항공기에 발급되는 정부의 확인서를 말한다. 나. 군용항공기를 연구 시험 수출 홍보 등의 목적으로 개조 활용 시 제한된 범위 내에서 감항성을 검토하고 비행안전을 위한 조건, 제한, 한계사항 등을 명시하여 대상항공기에 발급되는 정부의 확인서를 말한다. 제19조(감항인증 업무관리) 1 사업관리기관의 장은 확정된 기종별 감항인증계획에 따라 분석시험평가국장과 협조하여 감항인증에 대한 업무를 관리하여야 한다. 2 사업관리기관의 장은 분석시험평가국장과 협조하여 탐색개발 및 체계개발단계에서 수행하는 다음 각 호의 주요 검토회의에 감항인증 전문인력이 참여할 수 있도록 하여야 한다. 1. 체계요구조건검토(SRR : System Requirement Review) 2. 체계기능검토(SFR : System Functional Review) 3. 기본설계검토(PDR : Preliminary Design Review) 4. 상세설계검토(CDR : Critical Design Review) 5. 시험준비상태검토(TRR : Test Readiness Review) 6. 초도비행준비검토(FFRR : First Flight Readiness Review) 7. 안전검토심의회(SRB : Safety Review Board) 8. 기능적형상확인(FCA : Functional Configuration Audit) 9. 물리적형상확인(PCA : Physical Configuration Audit) 10. 형상통제심의회(CCB : Configuration Control Board) 11. 기타 주요 검토회의

205 제21조(형식인증) 1 형식인증을 위한 비행시험에 대한 일반적인 안전비행(SOF) 평가 절차는 다음 각 호와 같이 수행된다. 1. 사업관리기관의 장은 초도비행준비검토(FFRR) 회의 시 안전비행검토회의를 주관하고, 주관기관의 장은 안전비행검토회의에 참석하여 기종별 감항인증계획에서 확정된 최초 안전비행 평가기준의 충족여부를 검토하고 초도비행준비검토회의 후 15일 이내에 다음 각 목의 내용을 포함한 최초 안전비행 검토결과를 분석시험평가국장에게 제출하여야 한다. 가. 최초 안전비행(SOF) 평가결과 나. 미충족 사항 및 조치계획 검토 결과 다. 초도비행 제한사항 2. 사업관리기관의 장은 초도비행 전까지 미충족 사항에 대한 보완 및 조치결과를 주관기관의 장에게 통보하고, 주관기관의 장은 이를 검토한 후 그 결과를 분석시험평가국장에게 제출하여야 한다. 3. 분석시험평가국장은 초도비행 전까지 제1호 및 제2호의 주관기관 검토결과를 종합하여 다음 각 목을 포함하는 최초 안전비행 평가결과를 사업관리기관의 장에게 통보하여야 한다. 가. 최초 안전비행(SOF) 평가결과 나. 초도비행 제한사항 4. 사업관리기관의 장은 최초 안전비행 평가결과와 초도비행준비검토회의 결과를 종합하여 초도비행을 승인한다. 5. 사업관리기관의 장은 초도비행 이후의 안전비행(SOF)을 위해 안전검토심의회(SRB : Safety Review Board)를 통해 비행영역을 확장하여야 하며, 주관기관의 장은 안전검토심의회에 참여하여 감항성을 지속 검토하여야 한다. 6. 주관기관의 장은 초도비행 이후 심각하게 감항성을 저해하는 사안이 예상되거나 발생할 경우 지체 없이 사업관리기관의 장에게 시험비행중단을 요청하고 분석시험평가국장에게 통보하여야 한다. 사업관리기관의 장은 관련 조치 내용을 분석시험평가국장에게 통보하여야 하며, 분석시험평가국장은 사업관리기관이 제출한 조치내용을 검토하여 그 결과를 사업관리기관의 장에게 통보하여야 한다. < 표 24 > 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 업무규정의 비행안전관리 관련 내용 표 24에서 보는 바와 같이 현 감항인증 업무규정상 군용무인기 개발단계에서 비행 안전 관리 절차를 요약하면 다음과 같다. 1) 최초 안전비행(SOF) 승인 : 최초비행(First Flight) 수행 전 감항인증 계획서를 통해

206 확정되는 기종별감항인증기준(TACC)의 부분집합인 최초 안전비행(SOF) 기준의 작성 승인 및 주 전문 기관으로 이루어진 감항인증팀의 기준 충족여부 심사를 통해 최초 비행 수행 가 부에 대한 심사결과를 분평국장을 경유하여 해당 사업팀장에게 통보 하고, 해당 사업팀장은 SOF 심사 결과와 초도비행준비검토회의(FFRR) 결과를 종합 하여 최초비행 수행여부 결심 및 수행 2) 최초 안전비행 이후의 비행안전 관리 : 사업관리기관의 장은 초도비행 이후의 안전비 행(SOF)을 위해 안전검토심의회(SRB : Safety Review Board)를 통해 비행영역을 확장하고, 주관기관의 장은 안전검토심의회에 참여하여 감항성을 지속 검토. 또한, 무인기 비행시험 진행 중 심각하게 감항성을 저해하는 사안이 예상되거나 발생할 경우, 주관기관의 장이 지체 없이 사업관리기관의 장에게 시험비행중단 요청 및 분석 시험평가국장에게 통보하고, 사업관리기관의 장이 감항성 저해 사안에 대해 조치한 결과를 검토하여 비행시험 지속 여부 판단 비행 안전성을 확보토록 절차화 되어 있다. 사실, 이 두 가지 절차는 T-50 개발 당시 미 공군 비행시험센터(AFFTC, Air Force Flight Test Center, Edward 공군기지)의 절차를 벤치마킹하여 우리나라 환경에 맞도 록 조정하여 적용했던 절차이며, KUH 개발사업에서도 활용하였다. 특히, SRB 절차는 개발 비행시험을 진행하는데 있어 통합시험팀(CTF, 또는 CTT)의 비행안전을 객관적으로 보장하기 위한 검토 절차이며, 최초 적용 당시 각 분야별 전문가의 부족으로 멤버 선발에 애로가 있었다. 그러나 현재는 이 SRB 기능을 감항인증팀 및 주관기관에서 수행함으로써 T-50 및 KUH 개발 당시에 비해 시험비행 안전 관리에 관한 전문성이 크게 향상된 것 으로 판단된다. 참고로 아래 그림 39 및 40은 DT/OT 통합시험을 위한 최초의 T-50 통합시험팀(CTF)과 이 팀을 지원하기 위해 구성했던 안전검토심의회(SRB)이다. 현 규정에서 적용하고 있는 상기 절차는 유인기를 중심으로 한 절차이며, 군용무인 기에 적용하기 위해서는 일부 변경이 필요할 것으로 판단된다. 그 대상으로 첫째, FFRR 또는 SOF 검토과정에서 유인기 조종사를 대체하는 장치 즉, 데이터 링크 고장 이나 일시적인 링크 상실시 이에 대처할 수 있는 Back-up 기능의 보유 및 작동에 대 한 논리적인 검토가 가장 중요할 것으로 판단되며, 둘째로는 유인기에서도 같은 절차를 거친 바가 있지만 무인기 조종사에 대한 자격 및 기량 확보(Qualification) 확인에 관한 문제가 있을 수 있다. 세상에 태어난 최초의 무인 시제기라는 점에서 볼 때, 무인기 초도 비행을 할 조종사는 유인기 초도 시험비행 조종사가 받았던 사전 교육만큼 집중적인 지

207 < 그림 39> T-50 개발 시 구성한 통합시험팀(CTF) 안전검토위원회 의장 (52 전대 운영실장) SRB 운영 실무 위원 비행 안전 담당 위원 체계 안전 담당 위원 세부 계통 안전 담당 위원 시험 비행 조종사 시험 비행 기술사 국과연 기술 담당 품관소 기술 담당 위원 3 훈비 비행 안전 담당 장교 지상 안전 위원 무장 안전 위원 사격장 안전 위원 < 그림 40 > T-50 SRB 멤버 구성 상교육 및 시뮬레이션 등을 통한 비행 및 비상조치 등에 관한 사전교육이 필요하다. 현 재 FAA, EASA 등 전 세계적인 추세는 무인기 조종사에게도 유인항공기 조종사 자격 을 요구하고 있다. 단, 영국의 경우는 20kg 미만의 small UAS에 대해서는 자격 제한 을 두지 않고 있다. 또한, 최근 많은 수의 무인기 운영에 따라 조종사 부족현상을 겪고 있는 미 공군의 경우는 비행훈련 중인 조종학생들을 대상으로 학부(Undergraduate) 과정 급의 무인조종사 양성계획을 밝힌바(아래 기사 참조) 있으나, NASA의 경우는 프 로그램에 따라(ADS-B 검증시험 등) 심지어 교관자격을 갖고 있는 조종사를 요구하는 정 도이다. 따라서, 군용무인기 시험비행을 수행할 조종사는 비행 상황을 순간적으로 판단

208 하고 조치할 수 있는 유인항공기 조종사나 무인항공기 조종 경력이 충분한 무인기 조 종사가 수행하여야 한다. 조종사의 신체 조건의 경우, 현재까지 ICAO, FAA, EASA 등 권위 있는 전 세계의 기관들이 관련 규정에서 기존의 유인기 조종사 신체조건을 적용할 것을 규정하고 있다. 다만, ICAO는 Circular 328-AN/190을 통해 향후 이에 대한 변 경 가능성만 예고해 놓고 있는 상황이다(아래 미 공군 기사 다음 내용 참조). 따라서, 개발단계 무인기 조종사는 유사 무인기 운영 경험이 풍부하거나 해당 무인기를 운영 해 본 경험이 있는 조종사가 아닌 경우는 현재의 조종사 자격부여 절차에 따라 자격을 획득한 조종사가 수행하는 것이 안전을 보장하기 위한 최선의 방안으로 판단된다. 미 공군은 학부과정 UAV 교육과정을 추가함으로써 드론 조종사를 완전한 경력의 무인기 조종사가 될 수 있는 기회를 제공하였다. (U.S. Air Force Adds Undergrad UAV Training, Makes Drone Pilot a Full-Fledged Career Choice (Popular Science 기사) 21세기 국방에서 무인항공 시스 템(UAS)의 증가되는 역할로 미 공군은 경력이 부족한 UAV 조종 사를 완전한 운영 경력을 갖추게 할 학부과정을 설립함으로써 원격 조종항공기 조종사가 되는 길을 제도화할 것임을 밝혔다. (Further validating the increasing role that unmanned aerial systems (UAS) play in 21st-century defense, the United States Air Force announced yesterday that it will institutionalize the remotely piloted aircraft pilot service field, establishing undergraduate RPA training that will make UAV pilot less a specialization and more a full-fledged operational career.) 최초의 학부과정은 금년(2010년) 콜로라도 Pueblo 기지에서 비행훈련 중이거나 텍사스 Randolph 비행단에서 계기비행 과정을 이수하고 있는 신청자들을 대상으로 10월에 시작 될 것이다. (The first undergraduate UAS class will begin in October of this year, with

209 training taking the candidates from flight training in Pueblo, Colo., to instrument qualification at Randolph AFB in Texas.) 유인항공기 조종사 훈련과 같이, 최상의 기량을 갖춘 요원들만이 공군의 무인항공기 조종 간을 잡을 수 있도록 하기 위해 신체적 및 학술적 시험을 포함하여 이 교육에 선발되는 과정은 엄격할 것이다. (Like pilot training for manned aircraft, the selection process for the program will be rigorous, including physiological and academic tests aimed at ensuring only the most qualified get behind the sticks of the Air Force's unmanned fleet. The program will also offer RPA incentive pay equal to aviation career incentive pay, as well as require a six-year service commitment. (Perhaps after a stint in the service, they can fly passenger drones at home.) 미 공군은 기본적으로 이라크 및 아프가니스탄 합동 전장 상황에서 중요한 역할을 하는 무인기 조종사를 작전의 중요도 수준에 따라 차별화하여 임무를 배정한다. 이는 여인들과 아이들의 행렬을 이동하는 군인으로 잘못 식별한 드론 조종요원들이 23명의 아프가니스탄 민간인 희생자를 낸 2월 검토결과에 따른 최근 수 개월 동안의 평가 절하된 시선을 의식 한 미국의 드론 정책에 변화가 일을 수도 있음을 의미한다. (Essentially, the USAF is assigning a distinction and a level of operational importance to the nation's UAV pilots who are playing a critical role in joint warfighting tasks in Iraq and Afghanistan. This could have something to do with U.S. drone policy coming under increased scrutiny in recent months, underscored by a review of a February incident that saw 23 Afghan civilians killed after a drone crew mistakenly identified a convoy of women and children as militants on the move.)...[이하 생략]... 무인기 승무원 조종사 및 기타 멤버들의 자격 및 훈련 (LICENSING AND TRAINING FOR PILOTS AND OTHER MEMBERS OF THE REMOTE CREW) 7.8 무인기 조종사 및 기타 승무원들은 부속서 1에(조종사, 승무원, 정비요원의 자격에 관한 규정) 따라 훈련 및 자격이 부여되어 있어야 한다. (Remote pilots and other

210 members of the remote crew shall be trained and licensed in accordance with Annex 1.) 7.9 자격부여 및 훈련 요구도는 유인 항공기와 유사하게 개발될 것이며 항공 지식과 운항 요소들 모두를 포함하게 될 것이다. 여기에는 원격통제소 환경과 무인기 특성(기술적 및 비행 운영 관점 모두에서의, 예, 가시권 내 또는 가시권 밖)과 항공기의 형태(예, 비행기, 헬리콥터)의 특별하며 고유한 특징들을 고려한 일부 조정이 필요할 수도 있다. 이러한 측 면에서, 특정 분류의 원격 승무원(예, 가시권 내 헬리콥터)에 대한 자격은 유인 항공에 해 당하는 전통적인 가격기준과 크게 다를 수도 있다. (Licensing and training requirements will be developed similar to those for manned aviation and will include both the aeronautical knowledge and operational components. Specific adjustments may be needed considering the particular and unique nature and characteristics of the remote pilot station environment and RPA applications (from both a technical and flight operations perspective, e.g. VLOS or beyond VLOS) as well as aircraft type (e.g. aeroplane, helicopter). In that context, qualifications for certain categories of remote crew (e.g. VLOS helicopter) may be significantly different from those pertaining to the traditional qualifications pertaining to manned aviation.) 7.10 발전을 전제로, 무인기 조종 요원에 대한 현행 또는 이전의 개념적인 지정은 무인기 멤버인 원격 조종사, 원격 항법사, 또는 원격 엔지니어 와 같이 항공기 외부에 있는 이들의 기능을 나타낼 수 있도록 부속서 1 내에 적절하게 개정된 용어들로 교체될 필요성 이 있다. 일부의 가시권 내 운영에 고유한 새로운 승무원 기능은 RPA 관찰요원 으로 이 요원은 RPA를 육안으로 관찰하여 원격조종사가 안전하게 비행하도록 보조역할을 한다. 원 격통제소/RPA 운항에 고유한 추가적인 승무원 기능들을 장기간에 걸쳐 식별될 수도 있 다. 이 새로운 기능들은 국제표준으로 부속서 1에 반영될 것이다. (On the basis of the foregoing, current and previous notional designations for personnel piloting RPA will need to be replaced with applicable terms as contained in Annex 1, appropriately modified to indicate their position being external to the aircraft, such as remote pilot, remote navigator and/or remote engineer, each of which is a member of the remote crew. A new crew position unique to some VLOS operations is RPA observer, an individual who, by visual observation of the RPA, assists the remote pilot in the safe conduct of the flight. Additional crew positions unique to remote pilot station/rpa operations may be identified over time. These new positions will need to be incorporated into Annex 1 for international standardization.) ICAO Circular 328-AN/190의 무인기 조종사 관련 규정

211 라. 기타 군용무인기 비행안전 관리에 영향을 주는 요소 검토 상기 감항인증 업무규정 제19조(감항인증 업무관리)에 나와 있는 각종 검토회의 및 심 의회 등은 미 국방부가 표준으로 채택하고 있는 V 자형 시스템 엔지니어링 모델로부터 출발하여 항공무기체계 적용하고 있는 것으로, 이 중 감항인증 및 비행안전 관리에 참조 가 될 수 있는 기타 절차와 내용은 아래와 같다. 1) 군용무인기 시스템 개발단계 : 그림 41에 나와 있는 사업관리 시스템 엔지니어링 업무 중 감항인증 차원에서 가장 중요한 일정은 주요설계검토(CDR, Critical Design Review)로 CDR은 감항인증 대상인 무인기시스템이 제작, 시범 및 시험 단계로 진입할 수 있는지와 비용, 일정, 위험도 및 기타의 제약사항들 범위 내에서 주어진 성능 요구도 < 그림 41 > 미 국방부 시스템 시범(및 검증)단계 시스템 엔지니어링 업무들 들을 만족할 수 있는지를 확인하기 위한 다중분야 기술적 검토로서, 일반적으로 여기 에는 무인기 시스템 내의 각 형상품목을 위한 생산규격(생산 기준선)들이 포함된 상태의

212 시스템 최종설계를 분석하고 생산 기준선에 들어있는 각 품목이 상세 설계문서에 포함되어 있는지를 확인한다. 하드웨어 생산규격들은 형상품목의 제작이 가능한 수준 이어야 하며 소프트웨어 생산 규격들(예, 소프트웨어 설계문서)은 컴퓨터 소프트웨 어 형상품목의 코딩을 할 수 있어야 한다. 형상품목들은 하드웨어 및 소프트웨어 요소들로 구성되며 기체, 항전, 무장, 엔진, 데이터링크, 지상통제장비(GCS) 등과 같은 품목들을 포함한다. CDR을 완료하면 아래의 내용들이 제공된다. 이 CDR 이 후부터 형상품목 및 전기체 차원의 무인기 제작이 시작되는 시기로서 감항당국, 특 히, 해당 군용무인기 감항인증팀은 이 단계부터 실질적인 심사를 위한 참여가 필요하 다. 또한, 규정 제18조(감항인증계획 작성)는 CDR 이후 30일 이내에 사업관리기관 의 장이 아래 사항을 포함한 기종별 감항인증계획안 승인을 요청하도록 규정하고 있어 CDR은 사업관리부서뿐만 아니라 감항인증 부서에게도 중요한 시점이다. 2) 군용무인기 시스템 시범 및 검증 단계 : 그림 42의 시스템 시범 및 검증 단계에서 감항인증과 관련된 중요한 업무는 시험준비태세 검토(TRR) 및 시스템입증검토(SVR) 로 각각 다음과 같다. < 그림 42 > 미 국방부 시스템 (시범 및) 검증단계 시스템 엔지니어링 업무들 가) 시험준비태세 검토(감항인증 규정의 FFRR) : TRR은 검토대상 세부계통 또는 시스템이 공식 시험단계로 진행될 준비가 되어있는지를 확인하기 위한 기술적

213 검토이다. 이 TRR에서는 시험 목적, 시험 방법 및 절차, 시험의 범위 및 안전성 (초도비행에 관한 내용은 상기 다 항의 SOF 절차 참조)을 평가하며 시험자원들 이 계획된 시험을 지원하는 데 적절하게 식별 및 협조되어 있는지를 확인한다. 또한 TRR에서는 시험절차들의 완성도와 이들의 시험 계획 및 내용에 대한 충 족성 및 검토대상 군용무인기 시스템이 공식 시험으로 진입하기 위한 개발 성 숙도와 수반되는 위험도의 수용 여부를 판단한다. 나) 시스템 입증 검토(SVR, System Verification Review) : SVR은 무인항공기 시스템이 비용(사업 예산), 일정, 위험도 및 기타의 사업제약사항 내에서 초도 양산단계로 진행될 수 있는지를 확인하기 위한 평가이다. 일반적으로 이 검토는 주요설계검토(CDR, Critical Design Review)로부터 이어지는 감사의 일종이다. 이는 시스템 양산형상으로 이어질 최종 시스템 품목에 대해 기능적 요구도 충족 여부를 결정한다. SVR은 종종 생산준비태세검토와(PRR, Production Readiness Review) 동시에 수행되며, 감항인증 측면에서 이는 업무규정 제22조(생산확인) 절차와 직접적으로 연계되어 있다. 3) 기타 비행안전성 확보를 위한 고려사항들 가) STANAG 4671 비행운영 안전 보장의 한계 : STANAG 4671 개요(Introduction) 부 분을 보면, STANAG 4671이 갖고 있는 한계점을 볼 수 있다. 이 한계점에 관련된 내용을 부분 발췌하면 아래 표 25와 같다. 개요(Introduction)...[중략]... JAA-Eurocontrol 태스크포스의 추천에 따라 다음 분야는 본 감항인증 규정에 포함되지 않는다. (In line with the JAA-Eurocontrol Taskforce recommendations, the following areas are not covered by this airworthiness code:) 통제소 보안 (Control station security,) 고의적인 간섭으로부터 지휘통제 데이터링크의 보안

214 (Security of the command and control data link from willful interference,) 항공기의 공간 통합 및 격리( 감지 및 회피 포함) (Airspace integration and segregation of aircraft (including sense and avoid ),) UAV 시스템 운용요원, 정비요원 및 기타 요원들의 기량, 훈련 및 면허권 부여 (The competence, training and licensing of UAV System crew, maintenance and other staff,) 운용, 정비 및 설계 조직 승인 (Approval of operating, maintenance and design organizations,) 운용의 형태 (The type of operation,) 비행체 관리 및 항법 요구도 (Vehicle Management and Navigation requirements,) 주파수 스펙트럼 할당 (Frequency spectrum allocation,) 소음, 방사 및 기타 환경적 인증 (Noise, emission, and other environmental certification,) 치명 안전사항이 아니며 형식인증 기반의 일부를 구성하고 있지 않은 발진/착륙 장비 (Launch/landing equipment that is not safety critical and which does not form part of the Type Certification Basis,) 화물 작동(항공기에 대한 잠재적인 위해성이 없는) (Operation of the payload (other than its potential to hazard the aircraft),) 정상 운용 기간 동안 투하하도록 설계된 무장, 조명탄 및 기타 기능성 또는 비기능성 장착물의 운반 및 투하 (Carriage and release of weapons, pyrotechnics and other functioning or non-functioning stores designed for release during normal operations,) 무인항공기(UAV) 비행 선도들이 사전 결정되지 않거나 무인항공기(UAV) 행동이 UAV 작동자들에게 예측 가능하지 않은 측면에서의 비-결정론적 비행 (Non-deterministic flight, in the sense that UAV flight profiles are not pre-determined or UAV actions are not predictable to the UAV crew,)

215 해양 기지화 (Sea-basing,) 외부 또는 내장 제어장비로부터의 조종 (Piloting from an external or internal control box,) 초음속 비행 (Supersonic flight.) 전체적인 항공안전 접근방법을 보장하기 위해 상기의 분야들은 인증당국에 의한 다른 형 태의 승인을 받아야 한다. 이러한 형태의 승인이 기술적 평가를 요할 경우, 인증당국은 필 요에 따른 적합한 추가적인 조건들로 이러한 요구도들을 보충할 수 있다. (It is expected that these areas will be subject to other forms of approval by Certifying Authority in order to ensure a total aviation safety approach. Where such approval requires technical assessment, the Certifying Authority may supplement these requirements with suitable additional conditions as appropriate.) 감지 및 회피 가 무인항공기(UAV) 운용을 가능케 하는 핵심안건이라는 것이 인식되어 있 다. 감지 및 회피 요구도에 대한 유래 및 정의는 우선적으로 운영적인 안건이며 따라서 USAR 의 범위 밖에 있다. 그러나 일단 이러한 요구도들이 명확해지면 이러한 목표를 달 성하기 위해 설계 및 장착되는 모든 시스템은 무인항공기(UAV) 시스템 내에 장착된 장비 의 한 품목이 되며 따라서 USAR 에 대한 감항인증 범주 내에 들게 된다. (It is recognized that sense and avoid is a key enabling issue for UAV operations. The derivation and definition of sense and avoid requirements is primarily an operational issue and hence outside the scope of USAR. However, once these requirements have been clarified, any system designed and installed to achieve these objectives is an item of installed equipment within a UAV System and hence falls under the airworthiness requirements of USAR.)...[중략]... 형식인증(또는 등가의) 과정 (TYPE CERTIFICATION (OR EQUIVALENT) PROCESS) USAR은 가능한 CS-23의 구조 및 내용을 가깝게 반영하여 생성되었다. 안전 보증은 해당 요구도가 14 CFR Part 23/EASA CS-23 항공기의 형식인증과 동일하거나 광의적으로 동 등한 단계들을 활용한 과정 내에서 사용된다는 것을 가정한다. 인증당국에 의해 사용된 절 차들이 이들과 상당히 다른 경우, 해당 권한은 사용된 과정이 동등한 안전 수준을 달성하 였다는 것을 보장함을 결정하여야 한다. (USAR has been created to mirror as closely as possible the structure and content of CS-23. Safety assurance assumes that the requirements are used in

216 a process using the same or broadly equivalent steps to Type Certification of 14 CFR Part23/EASA CS-23 aircraft. Where the procedures used by a Certifying Authority differ substantially from this approach, the Authority is expected to determine that the process used ensures that an equivalent level of safety is achieved.) 따라서 USAR은 통상적으로 관련된 USAR 수용가능한 입증방법에 의해 완성된 USAR 감 항인증 규정(Code 1)의 적용 절들을 사용하여 UAV 시스템 형식인증 기준(또는 등가의 국 가 문서)을 정의하는데 사용될 것이 예상된다. 수용가능한 입증방법(AMC)들은 USAR 충족 을 시범하기 위한 유일한 수단이 아니며 인증당국은 민간 법 시스템과 함께 병행하여 정 의하거나 타당한 경우 대체적인 등가의 수단들을 승인할 수 있다. 인증당국이 추가적인 조 건들을 부과할 경우 해당 인증당국이 수용 가능한 입증방법을 승인해야 할 것이다. (Therefore, it is expected that USAR will normally be used to define the UAV System Type Certification Basis (or equivalent national document) using the applicable paragraphs of the USAR Airworthiness Code (Book 1), completed by the related USAR Acceptable Means of Compliance (Book 2). AMCs are non-exclusive means of demonstrating compliance with USAR, and Certifying Authorities, in parallel with civil regulatory systems, may define or approve alternate equivalent means where appropriate. Where the Certifying Authority has imposed additional conditions, it is expected that the Certifying Authority will approve the acceptable means of compliance.) 추가적으로 해당 인증당국은 최소한 다음 사항을 포함한 형식인증 데이터 자료 또는 등가 의 국가 인증서와 함께 군 형식인증서 또는 등가의 국가 인증서를 발행한다. (It is further assumed that the Certifying Authority will issue a Military Type Certificate or equivalent national document, if applicable with a Type Certification Data Sheet, or equivalent national document(s), containing as a minimum:) 시스템 식별 (System Identification) 시스템 형상 세부내역 (System configuration details) 요구된 운용 주파수들 (Requested operating frequencies) USAR 충족 문장(적용한 추가적인 조건, 예외사항 및 완화사항 여부 포함) (Statement of compliance with USAR (including if applicable additional conditions, exemptions and deviations)) 승인된 발간물 - 운용 및 정비 - 목록

217 (List of approved publications Operating and maintenance) 발행 부서 (Issuing Agency) 발행 일자 (Date of Issue) 특수 조건 및 특수 군감항인증 요구도 (SPECIAL CONDITIONS AND SPECIAL MILITARY AIRWORTHINESS REQUIREMENTS) 국가 인증당국은 USAR 요구도에 추가하여 추가적인 감항인증 요구도(예, 저온 적응 비행) 를 부과할 것이 예상된다. 통상 민간 인증당국들이 부과하는 특수 조건들과 유사한 특성을 가지며 민간 또는 군사 적용 모두에 잠재적으로 적용되는 경우 이들은 특수 조건들로 알 려져 있다. (In addition to the requirements of USAR, it is expected that national certifying authorities may impose extra airworthiness requirements (for instance cold soak). Where these are of a nature similar to Special Conditions usually imposed by civilian certifying authorities and potentially applicable to both civil or military applications, these will be known as Special Conditions.) 또한 USAR을 사용하여 인증 또는 평가된 UAV 시스템들은 요구도의 범위 밖에 있는 기 동이나 특수 장비 또는 운반체들의 사용을 포함하는 전부 또는 일부의 다양한 군사적 역 할 또는 모드에 사용될 것이 예상된다. 국가 인증당국들을 특수 군감항인증 요구도를 적용 하여 이러한 모드들을 다루어야 한다. 특수 군 감항인증 요구도는 군사작전의 고유특성으 로 인지되며 민간 인증당국에 의해 사용되는 특수조건 또는 유사한 용어와 상사성이 있다. 이들은 특수조건들과 유사한 절차로 적용 및 평가되어야 한다. (It is also expected that UAV systems certified or assessed using USAR will be employed in a variety of military roles and/or modes, all or some of which may involve manoeuvres or use of special equipment or payloads that fall outside the scope of these requirements. It is expected that national authorities will address these modes by the use of special military airworthiness requirements. Special military airworthiness requirements recognize the unique nature of military operations, and are analogous to Special Conditions or similar terminology used by a civilian Certifying Authority. They are to be applied and assessed in a similar manner to Special Conditions.) 안전여유를 1309절 및 이에 수반되는 수용가능 입증방법(AMC)에 의해 요구되는 수준 이 하로 임시 또는 영구적으로 떨어뜨리는 실제 또는 잠재적인 위험 조건을 초래할 수 있는 모든 특수 군 감항인증 요구도는 적합한 운용 제한에 의해 다루어져야 한다. 이것이 불가 능 할 경우는 해당 조건이 USAR에 의해 요구되는 안전 수준 이하에서 시스템이 운용되는 결과를 초래한다는 점이 형식인증서에 명확하게 식별되어야 한다. 이 특수 군 감항인증 요

218 구도에 수반되는 결과적인 기술적 또는 운용적 위험도는 적절한 국가 절차를 이용하여 평 가되고 수용되어야 한다. (It is expected that any special military airworthiness requirements that result in an actual or potential hazard condition that reduces the margin of safety below the levels required by paragraph 1309 and its associated AMC, whether temporary or permanent, will be addressed by suitable operational restrictions. Where this is not possible, the condition is to be clearly identified in the Type Certificate as resulting in the system operating at a level of safety below that required by USAR. The resulting technical and/or operational risk associated with the special military airworthiness requirements are expected to be assessed and accepted using relevant national procedures.) 안전수준 감소를 초래하는 특수 군사 운용모드 (SPECIAL MILITARY MODES OF OPERATION RESULTING IN REDUCTION OF LEVEL OF SAFETY) 군사적인 이유로 UAV 시스템이 USAR에 의해 요구되는 안전수준 이하의 결과를 초래하 는 특수 군사 운용모드를 포함하는 경우 USAR에 대한 형식인증은 해당 특수 모드들이 비 활성화 된 경우와 기본 UAV 시스템 간의 충분하고 확실한 구분을 제공하도록 수행되어야 한다. 특수 군사모드의 예는 무장 또는 장착물 활성화 및 투하 또는 전자기 스펙트럼 방출 기 작동이다. (Where for military reasons a UAV System contains special military modes whose operation would result in a level of safety below that required by USAR, type certification to USAR may still be carried out providing that a sufficiently robust segregation is achieved between the special modes when inactive and the basic UAV System. An example of a special military mode may be weapons or stores arming and release or operation of electromagnetic spectrum emitters.) < 표 25 > STANAG 4671의 적용 한계 즉, STANAG 4671이 갖고 있는 한계를 비행운영 측면에서 크게 두 가지로 요약하면 다음과 같다. 비행안전 보장범위 : STANAG 4671의 Code 1(USAR) 기준들을 이용하여 감 항인증된 무인기 시스템의 비행안전성에 대한 보장범위는 비행체, 데이터링 크, 지상통제소에 국한되며, See-And-Avoid, 군 특수 운영모드 등을 포함한 비행운영에 관한 안전은 민항당국 또는 해당 군 감항당국과의 운영 절차 조율을 통해 확보하여야 한다. 수용가능한 입증방법(AMC)과 등가안전수준 입증방법 병행 사용 : 이 조항 은 USAR 요구도를 충족하기 위한 수용가능한 입증방법(AMC)에 대하여 각

219 국이 개발하는 군용무인기의 특수 군사운용 모드 및 장비들의 다양성을 고 려하여 실질적인 자율권을 부여하는 항목으로 볼 수도 있으나, 역으로 보 면 해당 군 감항당국에 끊임없는 등가의 안전수준을 입증하는 방법을 개발 하도록 요구하고 있는 조항이기도 하다. 이는 최근 활발한 연구가 이루어지 고 있는 감항인증 인정(Recognition) 제도와도 깊은 연관성이 있다. 이는 현재 우리나라 군 감항당국이 군용 무인기 안전비행(SOF) 기준 또는 기 종별 감항인증기준(TACC) 심사를 할 때, AMC 조항에 너무 집착하지 말 것을 권 장하는 항목으로도 볼 수 있다. 즉, 비행체, 지상체의 인증을 위한 AMC에 너무 집착하다보면 상기 STANAG 4671에서 더 크게 다루고 있는 비행안전을 위한 운 영적인 측면을 놓칠 수도 있어, AMC를 미 충족하는 경우, 제시된 입증방안이 AMC와 어떤 등가의 안전수준을 갖고 있는지, 미흡한 부분이 있을 경우는 이를 운영 절차적인 측면으로 해결할 수 있는지를 검토하고, 필요시 제한사항을 두어 승인하는 절차가 관련 규정에 반드시 추가되어야 할 것이다. 이는 유사한 개념으로 작성되고 있는 STANAG 4703이나 LURS 등을 적용함에 있어서도 동일하다. 나) MIL-HDBK-516B의 시스템 엔지니어링 고려 : 우리나라 감항인증기준 표준으로 채택하고 있는 MIL-HDBK-516B는 전체 17개(4장 시스템 엔지니어링 제외) 기술 분야에 대해 기본적으로 시스템 엔지니어링 차원의 접근을 하고 있다. 즉, MIL- HDBK-516B는 감항인증을 수명주기관리 시스템 엔지니어링과 연계하여 정의하고 있어 감항인증 업무규정 제19조(감항인증 업무관리)에 규정하고 있는 V 자형 시스템 엔지니어링 절차와도 일치한다. MIL-HDBK-516B(Expanded Version, ) 의 비행안전에 관련된 주요 내용은 다음 표 26과 같다. 4. 시스템 엔지니어링(SYSTEMS ENGINEERING) 본 장의 기준들은 모든 항공기 시스템에 적용되며 감항성 설계를 설정, 검증 및 유지하는데 필요한 최소한의 요구도이다. (The following criteria apply to all air vehicle systems and represent the minimum requirements necessary to establish, verify, and maintain an

220 airworthy design.) 전형적 인증 원천 데이터(TYPICAL CERTIFICATION SOURCE DATA) 1. 신뢰성, 품질보증 및 제작계획서(Reliability, quality, and manufacturing program plans) 2. 계약자 정책 및 절차(Contractor policies and procedures) 3. 내구성 및 손상허용 통제계획(Durability and damage tolerance control plans) 4. 작업지침서(Work instructions) 5. 공정규격서(Process specifications) 6. 생산/조립 진행보고서(Production/assembly progress reports) 7. 품질 기록부(Quality records) 8. 결함/고장 데이터(Defect/failure data) 9. 고장모드, 영향 및 치명성 분석(FMECA) 문서(Failure modes, effects, and criticality analysis (FMECA) documentation) 10. 기술자료묶음(Tech data package) 11. 모든 주요안전품목/구성품의 부품번호/일련번호를 포함하는 제작현황 목록(As-built list to include part numbers/serial numbers for all critical safety items/components) 12. 규격완화/면제 및 반영되지 않은 설계변경 목록(List of deviations/waivers and unincorporated design changes) 13. 승인된 1급 기술변경 제안서(List of approved class I engineering change proposals (ECPs)) 14. 제출된 미국 국방성(DD) 양식 250, 소재검사 및 수령 보고서(Proposed DD Form 250, Material Inspection and Receiving Report) 15. 형상관리 계획/공정 기술문서(Configuration management plans/process description documents) 16. 단종 제작원 대비계획(Diminishing Manufacturing Sources Plan) 17. 노후화 부품 대비계획(Obsolete Parts Plan) 18. 시험보고서(Test reports) 19. 시험계획서(Test plans) 20. FAA 감항인증 지침서 및 기술회람(FAA Airworthiness Directives and Advisory Circulars) 21. 제작사 발행 기술회보(Manufacturer-issued service bulletins) 22. 민간항공기구 인증계획(Civil aviation authority certification plan) 23. 민간항공기구 인증기준(Civil aviation authority certification basis) 24. 민간항공기구 인증보고서(Civil aviation authority certification report)

221 25. 시스템안전 분석보고서(System Safety Analysis Report) 4.1 설계 기준들(Design criteria.) 요구도 및 규정을 포함한 설계 기준들이 임무 용도에 대한 안전, 허용 가능한 비행 영역, 임무주기, 인터페이스, 유도 및 자연 환경, 검사능력 및 정비 개념을 적절하게 고려 하고 있음을 검증. (Verify that the design criteria, including requirements and rules, adequately address safety for mission usage, full permissible flight envelope, duty cycle, interfaces, induced and natural environment, inspection capability, and maintenance philosophy.) [검증기준] 할당된 상위수준 임무 및 안전 요구도가 설계 계층구조를 통해 정의되어 있음. 모든 시스템 요소들 및 구성품들에 대해 할당된 설계 기준이 정의된 운용 비행영역, 사용 도 및 수명 전반에 걸쳐 요구되는 안전도 수준의 결과를 가짐. (Allocated high level mission and safety requirements down through the design hierarchy are defined. Allocated design criteria for all system elements and components result in required levels of safety throughout the defined operational flight envelope, usage, and life.) [충족방법] 과정 문서가 요구도 할당 및 설계기준 정의를 기술하고 있음. 요구도, 설계 해 법 및 검증 분석과 시험 간의 추적성이 입증됨. 최상위 수준의 안전 및 감항 요구도를 충 족하는 설계 기준들의 적합성이 입증됨. (Process documentation describes requirements allocation and design criteria definition. Traceability is shown among requirements, design solutions, and verification analyses and tests. Adequacy of design criteria to meet top level safety & airworthiness requirements is substantiated.) 설계기준이 모든 구성품, 시스템 및 세부계통 인터페이스와 소프트웨어를 다루고 있음을 검증. (Verify that the design criteria address all components, system and subsystem interfaces, and software.) [검증기준] 시스템 설계해법 내에 고유의 주요안전품목들(CSIs)이 정의되어 있음. 이들의 설계 기준들과 치명 특성들이 시스템 감항성을 저하시키지 않고 형상(form), 장착(fit), 기 능(function) 및 인터페이스 교체를 수행할 수 있도록 충분히 상세하게 정의되고 구체화 및 문서화 되어 있음

222 (Critical safety items (CSIs) inherent in the system design solution are defined. Design criteria and critical characteristics of these CSIs are defined, substantiated, and documented in sufficient detail to allow "form, fit, function, and interface" replacement without degrading system airworthiness.) [충족방법] 문서에서 주요안전품목들(CSIs)의 식별에 사용된 과정 및 이와 수반된 설계기준들 및 치명특성들을 설명하고 있음. 이 과정으로부터 얻어진 주요안정품목들 (CSIs), 설계기준들, 치명특성들이 문서화 되어 있음. (Documentation describes the process used to identify CSIs, and associated design criteria and critical characteristics. CSIs, design criteria, and critical characteristics resulting from this process are documented.) 고장조건들이 설계기준들에 적절히 다루어져 있음을 검증 (Verify that failure conditions have been adequately addressed in the design criteria. ) [검증기준] 항공기 설계 및 사용이 최대 1백만 비행시간 당 1회의 전투와 관련되지 않은 재난(즉, 항공기 손실 또는 인원 사상) 발생 율을 가짐. (The air vehicle design and utilization result in a maximum occurrence rate of non-combat related catastrophic events (i.e., loss of vehicle or an event resulting in a human casualty) of one event per one million flight hours.) [충족방법] 위해성 분석이 정의된 주요안전품목과 재난사고 발생 확률간의 관계를 설명하 고 있음. 허용 가능한 운용 영역, 운항영역 분류, 제한사항 및 명기된 제한 값들이 정의되 어 있음. 분석 기본규칙과 가정사항들이 포함되어 있음. 요구되는 안전도 수준 달성을 위 한 치명품목들에 대한 설계기준의 적합성이 입증되어 있음. (A hazard analysis describes the relationship of defined critical safety items to the probability of catastrophic event occurrence. Allowable operating envelopes, classes of airspace, restrictions and placard limitations are defined. Analysis ground rules and assumptions are included. Suitability of the design criteria for critical items to achieve required level of safety is substantiated.) 4.4 제작 및 품질(Manufacturing and quality.) 제품 핵심특성들이 식별되어 있음을 검증(Verify that key product characteristics have been identified.) [검증기준] 주요안전품목(CSIs) 및 구성품들의 성공적인 기능에 핵심이 되는 물리적 특성

223 들이 정의되고 문서화되어 있음. 각 특성들의 허용 오차와 계층 설계 구조를 통한 추적성 이 정의되어 있으며 상위 수준의 제품 조립체(예, 주요안전품목 상위의)에서 누적된 허용 오차의 유해 효과가 분석되어 설계 문서에 반영되어 있음. (Physical characteristics which are key to the successful function of critical safety items (CSIs) and components are defined and documented. Tolerance allowances for each characteristic and traceability through the design hierarchy are defined, and the effects of adverse tolerance accumulation at higher (e.g., above the CSI) levels of product assembly are analyzed and reflected in the design documentation) [충족방법] 제품 계층구조의 해당 수준에서의 핵심 제품특성과 오차범위 정의가 사업 설계 문서의 검사 및 분석으로 검증됨. (Key product characteristic and tolerance definitions are verified by inspection and analysis of program design documentation at the applicable levels of the product hierarchy.) 제품의 핵심특성 요구도를 충족하는 모든 주요공정 능력들이 있음을 검증 (Verify that all critical process capabilities exist to meet key product characteristic requirements.) [검증기준] 모든 핵심 특성들이 해당 주요공정에 반영되어 있음. 주요공정 능력들이 특성 화 되어 있으며 공정능력지수(Cpk)가 계산되어 있음. 주요공정들을 위한 공정 통제 계획이 정의 및 이행되고 있음. (All key characteristics are mapped to corresponding critical processes. Critical process capabilities are characterized and process capability indices (Cpk) are calculated. Process control plans for critical processes are defined and implemented.) [충족방법] 주요 공정능력들과 통제 계획들이 공급사슬 전반에 걸친 설계문서에 대한 검사 로 검증되어 있음. (Critical process capabilities and control plans are verified by inspection of design documentation throughout the supply chain.) 4.5 운용자 및 정비 교범/기술지시서(Operator's and maintenance manuals/technical orders.) 모든 제한사항, 경고 및 주의사항들을 식별하고 문서화하는 절차들이 있음을 검증

224 (Verify that processes are in place to identify and document all restrictions, warnings, and cautions.) [검증기준] 운영자 교범 및 교범 류가 해당하는 모든 제한사항, 경고 및 주의 사항들을 식 별하고 있음. 이들은 주의를 끌도록 식별되어 있으며 일반 문구로부터 분리되어 있음. 불 안전한 조건이 감지 및 통지되는 경우, 항공기비행교범(AFM)은 과도한 업무부하 증가 없 이 해당고장을 취급하는 명확하고 정확한 교정 절차를 갖고 있음. (Operator's handbooks or manuals identify all applicable restrictions, warnings, and cautions. These items are identified in such a manner as to attract attention and set them apart from normal text. When an unsafe condition is detected and annunciated, the Airplane Flight Manual (AFM) has clear and precise corrective procedures for handling the failure without an excessive increase in workload.) [충족방법] 절차서는 시스템 기술적 데이터로부터 유도된 제한사항, 경고 및 주의사항들을 위한 절차들을 기술하고 있음. 운영 교범 류가 해당 주의사항들을 반영하고 있음. 절차 설 명에는 필요시 해당 정보를 최신화 하는 방법을 포함하고 있음. (Process documentation describes procedures for deriving restrictions, warnings, and cautions from system technical data. Operating manuals incorporate appropriate cautions. Process descriptions include methods for updating this information as needed.) 비행체 건전성을 수립하고 유지하는 절차들이 설정되어 있음을 검증. (Verify that procedures are in place for establishing and maintaining flight vehicle integrity.) [검증기준] 제품 설계변경, 식별된 안전 안건(예, 1급 결함보고) 또는 운용 개념이나 사용 도의 변경에 의해 필요한 운영자 및 정비 교범류를 적시에 최신화하기 위한 절차가 정의 되어 문서화 되고 이행됨. 최신화 된 현행 기술 데이터가 영향 받는 기술교범 개정에 사용 되고 있음. 교범류에 변경사항 반영을 위한 최대 시간 한계는 변경의 영향성 또는 식별된 위험의 심각도에 기반하고 있어야 함. (Process is defined, documented, and implemented to accomplish timely updates to operator and maintenance manuals as made necessary by product design changes, identified safety issues (e.g., class I DRs), or changes in ops concepts or usage. Current updated technical data is used to effect technical manual revisions. Maximum timelines to incorporate changes in manuals are based on the impact of the change or the severity of the identified hazard.)

225 [충족방법] 기술 교범류의 변경/최신화 절차가 절차서 검사로 검증됨. 변경 페이지 예제들 이 변경 기록 에 대한 추적성 검증을 위해 제공됨. (Adequacy of change/update process for technical manuals verified by inspection of process documentation. Examples of change pages provided to verify traceability back to change "event".) < 표 26 > MIL-HDBK-516B Expanded version( ) 시스템 엔지니어링(4장) 주요내용 위에서 보듯이 MIL-HDBK-516B의 시스템 엔지니어링 감항인증 기준은 사실상 대상사업 전체 수명주기관리를 대상으로 한다. 이러한 접근 방식은 이어지는 기술 분야 들인 구조(5장), 비행기술(6장), 추진체 및 추진체 장착(7장) 세부계통(8장) 등에서는 다룰 수 없는 전반적인 획득시스템 운영에 대해 미 국방부(DoD) 표준 시스템 엔지니 어링 절차 38) 를 적용하여 감항성을 확보토록 하고 있다. 군용무인기를 포함한 대부분의 감항인증 대상사업들이 단순 구매사업이 아닌 연구개발이나 성능개량 사업임을 감안 하면, STANAG나 CS 계열에서는 정의하고 있지 않는 MIL-HDBK-516B의 이 시스템 엔지니어링 과정을 감항인증 업무에 보완함으로써 보다 가시적이고 확실한 비행운영의 안전을 보강할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 상기 시스템 엔지니어링(4장)의 인증 원천 데이터를 보면 대부분이 국방획득 사업 영역에서 다루고 있는 내용들로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 이는 감항인증 업무가 사업관리 요소와 잘 융합할 수 있는 능 력이 있어야 함을 의미한다. 즉, 군용항공기 감항인증 법률 시행 시부터 현재까지도 일부 존재하고 있는 사업관리부서-감항인증부서 간의 갈등을 해소할 수 있는 방안의 핵심은 감항부서의 군용항공기(무인기) 획득사업 전반에 대한 이해의 수준을 높여야 한다는 것이다. 다른 표현으로 하면, 사업부서의 사업 진행 간 겪게 되는 다양한 문 제점들은 비행안전에 영향을 줄 수 있는 요인일 수도 있으며, 이에 대해 감항부서가 문제 해결은 사업부서가 알아서 해야 하는 업무이고, 나는 내가 갖고 있는 감항인증 기준 충족여부만 확인하면 된다 라는 식의 대응을 할 경우, 사업부서는 감항부서가 잘 모르는 편법을 사용할 수도 있다. 더군다나 앞에서 언급된 유럽의 군 감항당국 간 38) 미 국방부 시스템 엔지니어링 표준은 EIA/IS-632 "Processes for Engineering a System" (V자 형 모델)이다. 국방획득정책 및 지침서 DoDD 국방획득 시스템은 다음과 같이 시스템 엔지니어링 적용을 지시하고 있다. 즉, 획득사업들은 시스템 엔지니어링의 적용을 통해 총 시스템성능을 최적화 하고 총 소유비용을 최소화하도록 관리되어야 된다. 가능한 경우, 모듈형 열린 시스템 접근방법이 채 택되어야만 한다. (Acquisition programs shall be managed through the application of a systems engineering approach that optimizes total system performance and minimizes total ownership costs. A modular open-systems approach shall be employed, where feasible.)

226 인정(Recognition) 제도는 상대방의 감항수행 과정과 결과물에 대한 상호 감사를 기 반으로 하고 있어 감항부서가 사업관리부서의 시스템 엔지니어링에 관하여 잘 알고 있지 못하면 상호간 인정에 어려움이 있을 것은 불을 보듯 확실하다. 그러나, 사업 경험이 부족한 감항인증 부서 요원들이 사업관리 시스템 엔지니어링 분야를 상당한 수준까지 이해하는 것은 어렵다. 예를 들어, 국산 무인기인 송골매에 성능 개량된 감시정찰 POD를 개조하는 사업이 있다고 가정하면, 사업주관부서나 해당 업체는 필요한 개조 내역들을 가장 잘 이해하고 있고, 이를 감안하여 적용할 기종별 감항인증기준(TACC)을 제안할 것이다. 이 경우, 전체적인 사업관리 구조를 잘 이해하 지 못하는 감항분야 담당자가 과도한 요구를 하거나, 인증 기준치를 무리하게 상향 조 정할 것을 요구한다면, 해당 사업부서나 업체가 유사한 타 사업에서는 처음부터 의도 적으로 축소하거나 입증이 용이한 항목들로 항목수만 늘려서 제안할 수도 있다. 이렇 게 되면 비행안전에 정작 필요한 항목들을 놓치게 되는 결과를 초래할 수도 있다. 이러 한 제도적으로 미흡한 부분을 어느 정도 해소할 수 있는 방안은 상호 모르는 분야에 대 한 교육을 통한 방법이 있지만, 교육에 관계없이 실질적으로 방위사업청에 긴급하게 필 요한 사항은 시스템 엔지니어링의 표준화이다. 즉, 사업관리를 위한 시스템 엔지니어링 적용 방법이 담당자의 이해도에 따라 큰 편차를 보이고 있으며, 방위사업청 모든 사업 에 한결같이 적용할 시스템 엔지니어링 기법 자체도 표준화되어 있지 않은 상황이다. 표준화 된 시스템 엔지니어링은 사업부서 뿐만 아니라 사업에 관련된 모든 부서들에게 국방획득에 관한 공통의 의사소통 기반을 제공하는 역할을 하며 이 공통의사소통 기반 하에서 상호간 이해와 협력이 가능하다. 본 연구에서는, 시스템 엔지니어링의 일부분이 기는 하지만 감항부서-사업부서 간 의사소통 표준화를 위한 도구로 미 국방부의 MIL-STD-881C Work Breakdown Structures For Defense Material Items )를 활용할 것을 추천한다. MIL-STD-881C는 미국 국방획득사업에 공통적으로 적용할 표준화된 업무분할구조(WBS) 작성 방법과 항공기, 함정, C4I 등 11개의 무기 체계에 대한 표준화된 범례(Template)들을 제공하고 있으며, 이를 토대로 모든 사업관 리부서가 자신의 사업에 맞춘(Tailored) WBS를 작성하여 공통의 의사소통 도구로서 는 물론, 사업성과관리제도(EVSMS), 비용 판단, 안전 분석 등 표준화된 미 국방 시스 템 엔지니어링 요소들을 사업에 반영할 수 있도록 하고 있다. 한 예로, 아래 표 27은 군용무인기 사업에 표준화 된 WBS Template이다

227 APPENDIX H: 무인항공기 시스템 (UNMANNED AIR VEHICLE SYSTEMS) 업무분할구조 및 정의 (WORK BREAKDOWN STRUCTURE AND DEFINITIONS) H.1 적용범위 (SCOPE) 본 첨부는 무인항공기의 업무분할구조 및 정의를 제공한다. 모든 국방장비 품목들에 공통 적인 WBS 요소에 대한 정의는 첨부 L WBS 및 정의 공통요소를 참조할 것. (This appendix provides the Work Breakdown Structure and Definitions for the Unmanned Air Vehicle. Definitions for WBS elements common to all defense materiel items are given in Appendix L: Common Elements, Work Breakdown Structure and Definitions.) H.3 업무분할구조 수준 구성 (WORK BREAKDOWN STRUCTURE LEVELS) WBS # Level 1 Level 2 Level 3 Level UAV 시스템 (UAV System) 1.1 항공기 (Air Vehicle) 기체구조 (Airframe) 기체통합, 조립, 시험 및 검사 (Airframe Integration, Assembly, Test and Checkout) 동체 (Fuselage) 날개 (Wing) 후방동체 (Empennage) 나셀 (Nacelle) 기타 기체구조 구성품 1...n (필요시 규정) (Other Airframe Components 1..n (Specify)) 추진계통 (Propulsion) 항공기 세부계통 (Vehicle Subsystems) 항공기 세부계통 통합, 조립, 시험 및 검사 (Vehicle Subsystem Integration, Assembly, Test, and Checkout) 비행제어 계통 (Flight Control Subsystem) 보조동력 계통 (Auxiliary Power Subsystem) 유압 계통 (Hydraulic Subsystem)

228 전기 계통 (Electrical Subsystem) 환경제어 계통 (Environmental Control Subsystem) 연료계통 (Fuel Subsystem) 착륙장치 (Landing Gear) 로터 계통 (Rotor System) 구동 그룹 (Drive Group) 항공기 세부계통 소프트웨어 인도 1...n (Vehicle Subsystems Software Release 1 n) 기타 항공기 세부계통 1...n (필요시 규정) (Other Vehicle Subsystems 1 n (Specify)) 항공전자 (Avionics) 항전통합, 조립, 시험 및 검사 (Avionics Integration, Assembly, Test, and Checkout) 통신/식별 계통 (Communication/Identification) 항법/유도 계통 (Navigation/Guidance) 자동비행제어 계통 (Automatic Flight Control) 건전성 감시 계통 (Health Monitoring System) 장착물 관리 계통 (Stores Management) 임무 컴퓨터/처리 계통 (Mission Computer/Processing)) 화력제어 계통 (Fire Control) 항전 소프트웨어 인도 1...n (Avionics Software Release 1 n) 기타 항전 세부계통 1...n (필요시 규정) (Other Avionics Subsystems 1 n (Specify)) 보조 장비 (Auxiliary Equipment) 항공기 소프트웨어 인도 1...n (Air Vehicle Software Release 1 n) 항공기 통합, 조립, 시험 및 검사 (Air Vehicle Integration, Assembly, Test and Checkout)

229 1.2 탑재장비 (Payload) 탑재장비 통합, 조립, 시험 및 검사 (Payload Integration, Assembly, Test and Checkout) 생존장비 1...n (필요시 규정) (Survivability Payload 1...n (Specify)) 정찰 장비 1...n (필요시 규정) (Reconnaissance Payload 1...n(Specify)) 전자전 장비 1...n (필요시 규정) (Electronic Warfare Payload 1...n (Specify)) 탄약/무장 투하장비 1...n (필요시 규정) (Armament/Weapons Delivery Payload 1..n (Specify)) 탑재장비 소프트웨어 인도 1...n (Payload Software Release 1 n) 기타 탑재장비 1...n (필요시 규정) (Other Payload 1 n (Specify)) 1.3 지상/통제 장비 (Ground/Host Segment) 지상 장비 통합, 조립, 시험 및 검사 (Ground Segment Integration, Assembly, Test and Checkout) 지상 조종 계통 (Ground Control Systems) 명령 및 통제 계통 (Command and Control Subsystem) 발진 및 회수 계통 (Launch and Recovery Equipment) 수송용 차량 (Transport Vehicles) 지상 장비 소프트웨어 인도 1...n (Ground Segment Software Release 1 n) 지타 지상/통제 장비 1...n (필요시 규정) (Other Ground/Host Segment 1 n (Specify)) 1.4 UAV 소프트웨어 인도 1...n (UAV Software Release 1 n) 1.5 UAV 시스템 통합, 조립, 시험 및 검사 (UAV System Integration, Assembly, Test and Checkout) 1.6 시스템 엔지니어링 (System Engineering) 1.7 프로그램 관리 (Program Management) 1.8 시스템 시험평가 (System Test and Evaluation) 개발시험평가 (Development Test and Evaluation)

230 1.8.2 운영시험평가 (Operational Test and Evaluation) 모형/시스템 통합 시험시설 (SILs) (Mock-ups/System Integration Labs (SILs)) 시험평가 지원 (Test and Evaluation Support) 시험 시설 (Test Facilities) 1.9 교육훈련 (Training) 장비 (Equipment) 지원 (Services) 시설 (Facilities) 1.10 데이터 (Data) 기술 문서 (Technical Publications) 엔지니어링 데이터 (Engineering Data) 관리 데이터 (Management Data) 보조 데이터 (Support Data) 데이터 보관소 (Data Depository) 1.11 특수지원장비 (Peculiar Support Equipment) 시험 및 측정 장비 (Test and Measurement Equipment) 지원 및 취급 장비 (Support and Handling Equipment) 1.12 공통지원장비 (Common Support Equipment) 시험 및 측정 장비 (Test and Measurement Equipment) 지원 및 취급 장비 (Support and Handling Equipment) 1.13 운영/현장 가동 (Operational/Site Activation) 현장 시스템 조립, 설치 및 검사 (System Assembly, Installation and Checkout on Site) 계약자 기술지원 (Contractor Technical Support) 현장 건축 (Site Construction) 현장/선박/차량 개조

231 (Site/Ship/Vehicle Conversion) 유지/중도 계약자 지원 (Sustainment/Interim Contractor Support) 1.14 업체 시설 (Industrial Facilities) 건축/개조/확장 (Construction/Conversion/Expansion) 장비 획득 또는 현대화 (Equipment Acquisition or Modernization) 정비 (업체 시설들) (Maintenance (Industrial Facilities)) 1.15 초도 예비품목 및 수리부품 (Initial Spares and Repair Parts) H.3.1 공통 WBS 요소들(첨부 L)의 적용 (Application of Common WBS Elements (Appendix L)). 공통적인 WBS 요소들(즉, 통합, 조립, 시험 및 검사, 시스템 엔지니어링, 프로그램 관리, 시스템 시험평가, 교육훈련, 및 데이터)는 이들이 필요한 WBS 항목 내의 적합한 수 준에서 적용되어야 한다. 예를 들며, WBS Level 3에서 시스템 엔지니어링이 필요한 경우, 해당 시스템 엔지니어링 WBS 요소는 이를 필요로 하는 Level 3 WBS 요소 하에 Level 4로 포함되어야 한다. (WBS elements that are common (i.e., Integration, Assembly, Test and Checkout; Systems Engineering; Program Management; System Test and Evaluation; Training; and Data) should be applied to the appropriate levels within the WBS for which they support. For example, if Systems Engineering is required to support a Level 3 WBS element, the Systems Engineering WBS element would appear at Level 4 of the WBS under the Level 3 element it supports.) < 표 27 > MIL-STD-881C의 군용무인기 WBS Template 예 이 표준화 된 WBS 틀을 기종별감항인증기준(TACC)을 작성하는데 활용할 경우, 앞의 예제인 송골매 탑재 임무장비 성능개량 사업으로 영향받는 분야(WBS) 구분이 명확해 지고, 이를 사업부서와 감항인증 부서가 공유함으로써 적용할 감항인증기준을 감추거나 놓치는 일 없이 식별이 보다 용이해 질 것이다. 이러한 방법은 이미 잘 구조화 된 일부 사업(FA-50 등)에서 알게 모르게 적용되고 있지만, 감항인증 부서가 사업주관부서에게 강 제할 수 있는 사항은 아니며, 방위사업청 차원에서의 방위력 개선사업 관리규정 개정 (시스템 엔지니어링 표준화 및 WBS 사업관리체계 규정화 등)이 선행되어야 한다

232 4. 군용무인기 운영단계 비행안전성 보강 방위사업청 출범과 함께 우리나라 무기체계 국방획득 절차는 이전의 국방부 획득실 통제하에 각군 사업단(전력단, 조함단, 항사단 등)이 사업관리를 했던 당시와 상당히 많은 변화가 발생하였다. 이 중 가장 두드러진 부분 중 하나가 개발단계와 운영단계 를 자연스럽게 이어주던 절차의 단절이다. 과거 공군 항사단이 주관하여 T-50 고등훈련 기를 개발할 당시에는 초도비행준비검토회의(FFRR) 위원장을 공군 현역 장군(기획관리참 모부장)이 맡았고, 초도비행 전 공군본부 안전 감사(2회)를 수행하여, 비행안전에 문제 소 지가 있는 부분들을 발견 및 수정 시키는 등, 운영부서가 개발부서의 비행안전에 대한 직접적인 책임의식을 갖고 안전관리를 수행하였다. 현재는 당시 T-50 통합시험팀(CTF) 만 해체되었을 뿐, 그 기능은 공군 제52시험평가전대가 이를 계승하고 있다. 그러나, 방 위사업청 소속의 사업관리부서와 제52시험평가전대 간 비행시험 수행에 있어서 규정적 으로 연계시킬 수 있는 아무런 근거도 없으며, 국과연, 한국항공 등 비행시험 소요가 있 는 부서가 알아서 처리(기지공동사용에 관한 합의서 체결 등)하고 있는 상황이다. 더군다 나, 개발 또는 성능개량을 통해 감항인증된 항공기를 수요군이 인수 받은 후에는 감항인 증 당국과는 비행안전에 관한 아무런 연결고리가 없어 운영 중 문제가 생기면 수요군이 개 발회사 기술요원들과 직접적인 협조를 통해 해결해 나가고 있는 상황이다. 이러한 상황은 물론 유인기를 중심으로 본 상황이며, 무인기로 확대해 보면, 상황은 더욱 불안하다. 즉, 현재 각군의 안전관리 규정(육군 육규 323 항공운영 및 안전관리 규정, 해군 해군안전규정(1701)호, 공군 - 공규 6-7 안전업무규정 )상 무인기 비행안 전에 관한 내용은 없으며, 각 무인기 운영부대 내규 수준에서 관리하고 있다. 이러한, 상 황에서 무인기 비행운영 중 사고가 발생하면, 그 동안은 부대자산 손실로 가볍게 처리 해 왔지만 앞으로 공식적인 감항인증을 받은 군용무인기 사고가 발생하게 되면 문제 가 달라질 것이다. 예를 들어, 무인기로 인한 대민 사고가 발생할 경우, 해당 사고가 발 생한 지역과 비행고도에 대한 법적 논쟁부터, 운영자가 형식인증데이터요약지(TCDS) 제 한사항을 준수했는지 여부, 주요안전품목(CSI) 관리 기록상태 등에 대한 상세한 조사는 물론, 가용한 법적인 처벌까지 논하게 될 것이 분명하다. 앞에서 살펴본 바와 같이 유럽이나 미국의 경우는 운영단계 군용무인기 비행안전 관리를 위한 다양한 제도들을 갖고 있으며, 그 바탕에는 국제민간항공기구(ICAO)가 인 정한 해당 국가의 민항당국(CAA)과의 조율을 통하여 승인을 받아 운영하는 개념을 기본

233 으로 하고 있다. 즉, ICAO가 모든 회원국에 대해 지정한 국가공역(NAS)을(그림 43 참조) 군용무인기가 비행하기 위해서는 해당 국가공역을 관할하는 국가 민항당국의 허가를 받아 야만 하는 것이다. < 그림 43 > 인천비행정보구역(Incheon Flight Information Region) 국제민간항공조약 및 동 조약 부속서에 따라 국토교통부장관이 지정 공고한 우리나라가 관할하는 공역으로서 면적은 우리나라 국토면적의 약 3.5배에 달하는 43만 km 2 이며 북한(평양), 일본(후쿠오카), 중국(상하이) 비행정보구역과 접하고 있음. 이는 방위사업청 뿐만 아니라 수요군에도 적용되는 사안으로, 빠른 시일 내에 우리 나라 민항당국인 국토교통부, 방위사업청, 국방부(수요군)가 군용무인기 비행운영에 관한 규정(각자의 규정 개정 또는 공동규정으로 제정) 조항을 만들어야 한다. 여기에는 군용무 인기의 등급 분류, 전용 운영 공역(Segregated Aerospace) 설정, 고도 제한, MUAV 및 군단급 무인기의 국가공역에서의 운영 절차, 등가의 안전수준 판단절차, 감항인증 절차 및 기술기준 그리고 필요시 EASA의 충돌에너지 산출 방법 및 적용 기술기준 선정 절차 채택 여부 등이 포함되어야 한다. 이러한 법규적인 장치를 마련하는 것 자체가 ICAO, EASA,

234 FAA 등에서 요구하고 있는 필수사항이며, 또한 상호 인정(Recog- nition)을 위한 필수 요건 중의 하나이다. 이러한 대외적인 조치와 병행하여 수요군 내적으로도 또한 무인항공기의 비행운영 안 전에 관한 규정 보완이 필요하다. 규정 보완에는 최소한 군용무인기 등급 분류, 등급별 운영제한사항들, 군 전용 운영구역(Segregated Aerospace)에 관한 정의 및 정보, 고도 제 한, 국가공역을 비행할 수 있는 중 고고도를 비행하는 무인기의 민간항로 통과를 위한 협 조 절차, 그리고 군 감항당국인 방위사업청과 운영 중 안전 관련 중대 사안 발생(무인기 사고 포함) 시의 협조절차 등이 포함되어야 한다. 현재 공군에서 제한적으로 적용하고 있 는 운영위험도관리(ORM) 절차는 미 공군 및 해군 항공분야에서 효과성를 인정하여 계속 발전시키고 있는 절차로 이를 도입하여 우리나라 군 운영환경에 맞도록 조정 적용하는 연구도 필요하다. 이 절차는 1990년대 중반부터 항공안전을 위해 미 공군 및 해군에서 연구해 온 결과를 절차화 한 것으로 2000년대 초반부터 정식 규정으로 채택하여 사용 하고 있다(예, 미 공군 ORM 규정 : AFI Operational Risk Management( ) - 별지 7 참조). 아래 그림 44 및 45는 각각 미 해군의 ORM 절차 흐름도 및 적용 하고 있는 위험도 등급에 따른 의사결정권한이다. < 그림 44 > 미 해군항공(NAVAIR)의 운영위험도관리(ORM) 과정 흐름도

235 < 그림 45 > 운영위험도관리(ORM) 절차 중 발생된 위험요인에 수반되는 위험도(Risk) 등급평가표 및 등급별 수용 여부 의사결정권한 참고로 이 운영위험도관리(ORM)의 핵심은 비행단 수준의 비행안전관리자(FSO, Flight Safety Officer)에게 있으며, 미국은 철저한 보직자격제를 운영함으로써 비행안전에 관한 지정된 전문교육을 받은 안전전문가만이 이 보직에 보임될 수 있도록 하고 있다. 미 국방부의 운영위험도관리(ORM) 제도를 받아들이기 위해서는 비행안전에 관한 상의 하달 식 지시 문화를 갖고 있는 우리나라 군의 비행안전 문화를 현장위주의 안전문화로 바꾸는 노력이 선행 또는 병행되어야 할 것이다. 5. 개발단계별 군용무인기 비행안전성 확보절차 종합 본 연구에서 비행안전성 확보를 위하여 구분한 개발 단계는 현 방위력개선사업관리 규정(방위사업청 훈령 제35호)의 무기체계 개발절차 및 군용항공기 비행안전성 인증에 관한 업무규정(방위사업청 훈령 214호) 에서 정하고 있는 일반감항인증 절차 를 기준 으로, 최초 안전비행(SOF) 및 비행시험평가, 기술수준분석(TRA) 절차 등을 대상으로 검토하였다

236 우선, 제IV장에서 독일, 이태리 및 영국의 논문들에서 살펴 본 바와 같이 무인기 개발 단계에서 적용하는 각국의 절차는 무인기의 중량 분류에서부터 충돌에너지 판단 기준과 절차 등에서 다양한 차이를 보이며, 국제적인 추세를 종합하면 아래와 같다. 감항인증 대상 중량 기준별 재난급 사고 발생확률은 이태리의 경우 15kg 중량 기준으로 그 이하는 10-4 로 일정하고, 나머지는 그림 31과 같은 등급별 Chart에 따른 차등 적용을, 영국의 경우는 20kg 이하는 대상에서 제외 및 나머지는 유인기와 등가 의 고정 재난 확률, 독일의 경우는 66J의 충돌에너지를 기준으로 하는 STANAG 4703 의 기준을 적용할 것으로 판단된다. 한편, 현행 우리나라 민항당국인 국토교통부는 12kg 이하의 무인기를 감항인증 대상에서 제외시키고 있다. 이렇듯 현재 재난급 사고 발생확률에 관한 기준은 표준으로 정해진 바가 없으며, 우리나라 군용 무인항공기의 경우, 일단은 제III장의 기술기준 적용에 관한 연구결과에서 추천한 STANAG 4703(고 정익무인기) 및 CS-LURS(회전익무인기)에서 정하고 있는 절차와 기준을 따를 것을 추 천한다. 무인항공기 등가안전수준(ELOS) 확보방안은 세계 각국에서 인구밀집 지역 상공을 비행하기 위한 요건으로 유인기의 추락확률과 등가의 방안에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 여기에는 인구밀도에 따른 무인기의 추락확률을 고려한 비행 경로와 임무 요소 별로 분석한 결과 값을 더하는 방법과 최대 속도 및 중량을 기준으로 충돌에너지를 계산 하는 방법 등 다양한 연구들이 포함된다. 그러나, 아직은 무인기의 추락 확률이 유인기 보다 훨씬 높고, 근본적인 See-And-Avoid, C-2 Communication, 고도분리, 비상 시 자율 능력의 신뢰도 등의 기술적 요건들이 과제로 남아 있는 상태에서 근본적으로 어떤 몇 가지 연구결과를 기준으로 안전성 확보에 적용하는 것을 비현실적이다. 따라서, 본 연구에서는 유인기와 동등한 등가안전수준(ELOS)을 확보하여 민간공역 통합을 위한 것 보다는 격리된 공간에서의 안전한 운영을 위한 기준과 절차 선정에 우선순위를 두고, 민 간 공역 통합을 위한 ELOS 문제는 향후 민항당국과의 협력을 통하여 국제적인 추세와 일 치되는 방향으로 발전시킬 것을 추천한다. 이러한 국제적인 추세를 고려하여 우리나라 군 용 무인항공기 개발 단계에서 개선할 절차를 종합하면 다음과 같다. 가. 개발단계별 비행안전성 확보절차 : 본 연구에서 방위사업청 방위력개선사업관리규정 및 감항인증 업무규정을 기준으로 군용항공기 개발절차를 분석한 결과, 다음과 같은 분야의 개선이 필요한 것으로 판단된다

237 1) 군용항공기(무인기 포함) 개발단계별 기술확보수준에 관한 규정 중 감항인증업무규정 상으로는 문제가 없으나 방위사업청 예규 제217호( ) 기술성숙도평가 (TRA) 업무지침 의 경우는 방위사업청 수준에서 기술성숙도수준(TRL)의 정의와 적용에 대한 개정이 필요하다( 제 IV 장, 3, 나 항 참조). 2) 항공무기체계 개발에 관한 절차 중 미 국방부 절차에 비해 양산대표형상으로 수행 하는 전용 운영시험 단계가 빠져있음으로 인한 무기체계의 완성도 미흡문제를 해 결할 필요성과 제도개선을 위한 역시 방위사업청 수준의 개선 소요를 제 IV 장, 3, 가 항에 제안하였다. 3) 감항인증 수행 간의 최초 안전비행(SOF) 및 안전검토위원회(SRB) 절차에 대한 개선사항으로는 1 SOF 검토과정에서 유인기 조종사를 대체하는 장치 즉, 데이터 링크 고장이나 일시적인 링크 상실 시 이에 대처할 수 있는 Back-up 기능의 보유 및 작동에 대한 검토를 강화/보강할 것과, 2 무인기 조종사에 관한 자격으로, 개발 단계 무인기 조종사는 유사 무인기 운영 경험이 풍부하거나 해당 무인기를 운영해 본 경험이 있는 조종사가 아닌 경우, 현행의 조종사 자격부여 절차에 따라 자격을 획득한 조종사가 수행하는 것을 최선의 방안으로 추천하였다. 4) 기타 개발단계별 비행안전성 확보를 위한 절차로는 항공기 사업부서의 시스템 엔지 니어링 단계에서 주요설계검토(CDR), 시험준비태세준비검토(FFRR), 및 시스템 입증검토(SVR)에 감항인증 부서가 적극적으로 참여할 것과 기타의 시스템 엔지니 어링 단계에도 적극적으로 참여함으로써, 해당 시스템의 개발 단계 문제점들을 파 악하고 영향성을 분석할 것을 추천하였다. 또한, 감항인증 기준에 대한 감항부서의 무리한 요구나 사업부서의 의도적인 축소 등으로 인한 안전관리의 공백을 최소화하기 위하여, 시스템 엔지니어링 공통 의사소통 도구로서 미 국방부의 MIL-STD-881C Work Breakdown Structures For Defense Material Items )를 활용 할 것을 추천하였으며, MIL-STD-881C APPENDIX H(UNMANNED AIR VEHICLE SYSTEMS) 업무분할구조 및 정의(WORK BREAKDOWN STRUCTURE AND DEF- INITIONS) Template를 번역 제안하였다. 나. 운영단계 비행안전성 보강 : 운영 단계에서의 비행안전성을 보강하기 위한 제안으로 는 1 각 군 비행안전에 관한 규정에서 빠져 있는 무인항공기 운영에 관한 부분을 보

238 완하고, 2 운영 간 비행안전에 관련된 각종 문제점들(사고조사 과정을 포함한) 해결 방안 검토에 감항당국의 참여, 3 군용항공기의 국가공역 이용에 관한 민항당국인 국 토교통부와의 조율을 통하여 ICAO가 요구하고 있는 조약국의 절차상 요건 충족, 그 리고, 4 미 국방부 운영단계 안전성을 위한 절차인 운영위험도관리(ORM) 절차의 도 입을 고려할 필요가 있다

239 제 V 장 군용 무인항공기 안전관리제도 개선 방향 본 연구의 과제 목적인 군용 무인항공기 안전관리제도 제도 개선 을 위해, 제 II 장에 서 민간 분야를 포함한 무인기의 역사부터 체계 구성, 분류 및 운영 개념 및 군용 무인항 공기 안전에 관한 해외사례를 검토 및 분석하였고, 제 III 장에서는 군용 무인항공기 기술 발전 추세 및 중량별 기술기준 개발 동향, 그리고 STANAG 4703(NATO) 및 CS-LURS (EASA) 등, 현재 가용한 감항인증 기술기준 초안 버전의 적용 가능성에 대하여 분석하였 으며, 제 VI 장을 통해 무인항공기 안전성 확보에 관한 국제적 동향 및 해외 군용 무인항 공기 안전관리제도를 살펴보았고, 또한 우리나라의 개발단계 및 운영단계에서의 군용 무 인항공기 비행안전성 확보를 위한 현 규정 및 절차에 대한 분석과 개선 방향을 도출하였 다. 특히, 개발 부분에서는 검토 대상을 감항인증 분야로 국한하지 않고, 항공무기체계 획득절차 전체를 대상으로 보다 더 향상된 비행안전성 확보를 위한 제도개선이 필요한 분야를 식별 제시하였다. 본 연구결과로 제시하는 군용 무인항공기 안전관리제도 개선 방향을 종합하면 다음과 같다. 1. 군용 무인항공기 분야별 안전관리제도 개선 필요 분야 본 연구 결과로 식별된 우리나라 군용 무인항공기 안전관리제도 중 개선이 필요한 분야를 아래와 같이 3가지 분야로 정리하였다. 가. 감항인증 기술기준 분야 : 표준감항인증기준 적용이 어렵거나 STANAG 4671 대상을 벗어나는 군용무인기에 적용할 기술기준이 없어 이에 대한 대책이 필요함. 나. 군용무인기 개발단계별 비행안전성 확보 : 현행 감항인증 업무지침에 의한 비행안전 성 확보절차는 유인기를 기준으로 하고 있어 무인기와 차별화 된 부분에 대한 보완이 필요함. 특히, 개발단계 최초비행을 위한 비행안전성을 확보하기 위한 무인기 고유의 절차들이 보강되어야 함. 다. 군용무인기 운영단계 비행안전성 보강 : 육 해 공군의 현 안전관리규정 상 군용 무인기 비행안전 관련내용이 부재하며, 감항인증된 무인기의 대민 사고 발생 시 법적 논란 및 책임 소재에 관한 문제 발생을 예방할 수 있는 조치가 있어야 함

240 2. 군용 무인항공기 분야별 안전관리제도 개선 방향 본 연구 결과로 제시하는 분야별 안전관리제도 개선 방향은 다음과 같다. 가. 감항인증 기술기준 분야 : 표준감항인증기준 적용이 어렵거나 STANAG 4671 대상을 벗어나는 150kg 이하의 고정익무인기 및 750kg 이하의 회전익무인기에 적용할 기준과 이와 함께 적용할 충돌에너지 계산 방법, 그리고 무인기 필수 안전장비에 대한 검토 결과는 다음과 같다. 단, 현재 초안형태로라도 가용한 기술기준을 대상으로 하였다. 1) 150kg 이하의 고정익무인기 : 기술기준의 적합성, 안전성 확보의 용이성, 적용절 차의 복잡성 등을 고려하여 검토 결과, STANAG 4703이 적용 절차 측면, 특히 MTOW와 연계되어 있는 ANNEX G의 위험기준체계를 적용하는 절차가 조금 복잡 하기는 하지만 일단, 사례와 절차가 확보되고 나면, 이 등급의 무인기에 적용하는 데 가장 적합한 것으로 판단되었다. 적용 감항인증 절차는 제III장, 2, 사, 2) 항을 참조하여 감항인증 업무규정을 개정할 것을 추천한다. 2) 750kg 이하의 회전익무인기 : 고정익무인기와 동일한 기술기준의 적합성, 안전성 확보의 용이성, 적용 절차의 복잡성 등을 고려하여 검토 결과, EASA의 CS- LURS가 적합한 것으로 판단되었다. 이 기준에도 충돌에너지 계산 절차가 포함되 어야 하며, 이러한 절차들의 적용은 국제적인 추세로서 향후에는 감항인증 시 필수 절차가 될 것이며, 또한, 유럽 중심으로 활성화 되고 있는 상호 인정(Recognition) 제도를 위해서도 추가적인 연구가 필요하다. 본 연구결과 추천되는 항공기 형태별 및 중량별 적용 기술기준을 요약하면 아래 표 28과 같다. 군용무인기 중량별 구분 적용 기술기준 주요 특성 중/대형급 고정익무인기 (> 150kg < 20,000kg) STANAG 4671 FAR/CS-23 기반 및 유인기와 등가의 안전성

241 소형 고정익무인기 ( 150kg) STANAG 4703 중량에 따른 충돌에너지 기준 (66J) 적용 및 MTOW 에 따른 가변형 위험기준체계 (Hazard Reference System) 적용 소형 회전익무인기 ( 750kg) CS-LURS 충돌에너지 기준 (66J)에 따른 감항인증 기준 조정 여부 판단. 대형 회전익무인기 (> 750kg) MIL-HDBK-516B 유인, 무인, 고정익, 회전익기 모두에 적용되는 기준 전 세계적으로 대형 무인헬기에 대해 적용한 사례 없음 < 표 28 > 군용무인기 중량별 적용 기준 및 주요 특성 3) 충돌에너지 계산 절차의 도입 : EASA 정책서인 Doc E.Y013-1은 현존하는 28종의 무인기들을 중량별, 형태별로(Micro, 회전익, 고정익, 엔진형태 등) 비계획 강하 추락 (통제된 추락) 및 통제불능 추락 시나리오 별로 구분하여 5가지 그룹으로 분류한 후, 이에 대한 적용기준을 선정하는 방법을 제시하고 있다. 이는 ICAO가 규정하고 있는 등가안전수준 의 안전도를 갖는 기준을 선택함으로써 국가공역에 해당 무인기를 통합운영하기 위한 미래를 대비한 절차이기는 하나, See-And-Avoid 등과 같은 유인기와 등가의 안전성을 확보하기 위한 기술적인 문제로 인해 여전히 무인기의 민간공역 통합운항을 금지하고 있는 상황이다. 단, 유럽방위청(EDA)의 군용항공기 (군용무인기 포함) 감항인증 상호 인정(Recognition) 제도에 적응하고, STANAG 4703 및 CS-LURS를 적용하기 위해서는 Doc E.Y013-1에 제시된 시나리오 기준에 따른 충돌 에너지 계산 절차를 도입할 필요성은 있다. 그러나, 군용 무인항공기 기 술기준의 확정, 군용 무인항공기에 특화된 장비를 포함한 적용성에 대한 민항당국 과의 협조 등, 우선순위가 높은 개선사항이 있는 현 상황을 감안하면, 유럽방위청 (EDA)의 MAWA 포럼 참석 등을 통하여 추가적인 추세를 판단한 후 결정할 것을 추천 한다. 4) 무인기 안전장비 : 상기 기술기준을 충족하기 위한 안전장비로는 STANAG 4671급 의 경우는 1 비상전력, 2 결빙방지 및 제거장비, 3 낙하산과 같은 비상 회수장

242 비, STANAG 4703급의 고정익 무인기와 CS-LURS급의 회전익 무인기의 경우는 1 비상전력과 2 비상 회수장비가 요구된다. 단, 기능적으로는 모두 비상귀환을 위한 자율비행 기능이 있어야 한다. 마찬가지로 우리나라 무인기 감항인증 기준에 서도 해당 형식과 등급에 맞는 안전장비에 대한 명시가 필요할 것으로 판단된다. 나. 군용무인기 개발단계별 비행안전성 확보 : 개발단계별 비행안전성 확보를 위한 개선 방안은 다음과 같다. 1) 개발 획득 절차 보완 : 우리나라 군용항공기(무인기 포함) 뿐만 아니라 군용 무기 체계 획득절차에서 양산형상을 이용한 운용시험평가(미국의 DOT&E, Dedicated OT&E) 절차가 없음으로 인해 양산된 무기체계의 완성도(특히, 안전성 및 정비성)가 상 대적으로 낮다. 우리나라 국방획득 절차가 단기적으로는 개발기간 단축과 비용 절감 의 효과는 있을 수 있으나, 운영단계에서 개조 보완 등의 비용을 포함하면 전체적인 수명주기 운영 및 비용효과 측면에서는 고비용-저효율의 무기체계가 될 가능성도 있 다. 이는, 본 군용무인기 비행안전성 제고 과제를 통해, 보다 안전한 항공무기체 계를 완성하여 수요군에 인도함으로써 운영 간의 비행안전성을 제고하기 위한 연구 결과의 일부로 식별된 내용이며, 방위사업청 차원에서 추가적인 연구를 통해 보완 하여야 할 방위력개선사업관리규정 상의 무기체계 개발 획득 절차 개선 소요이다. 다만, 전반적인 국방획득 제도가 개선되기 전에는 현재의 규정을 유지하되, STANAG 4703 및 CS-LURS를 적용하기 위한 절차를 보완하여 적용할 필요가 있다. 2) 개발단계별 기술기준 적용 절차 보완 : 감항인증 규정에 명시되어 있는 안전비행 (SOF) 절차상으로는 큰 문제는 없으나, 본 연구를 통해 검토한 방위사업청의 기술 성숙도평가(TRA) 업무지침(방위사업청 예규 제217호)과 신개념기술시범(ACTD) 사 업 업무관리 지침(방위사업청 예규 제233호) 내의 무기체계 개발 단계별 기술확보수준 (TRL, Technology Readiness Level)의 정의와 판단 절차상의 차이점을 발견하였다. 즉, 초도비행 진입 기술수준인 TRL Level 7을 양산단계 전환 가능 기술수준으로 규 정하고 있는 점과 더불어, 상기 (1)항의 전용운용시험평가(DOT&E)가 누락되어 있는 우리나라 획득 절차에 미 국방부에서 정하고 있는 TRL 기준을 적용하는 오류는 방위 사업청 차원에서 보완하여야 할 개선 소요이다. 이는 개발단계에서 미흡한 기술기준 을 양산기준으로 적용함으로써 양산된 무기체계의 안전성에 영향을 줄 수 있다

243 3) 안전비행(SOF) 및 안전검토심의회(SRB) 절차 적용 : 현 규정에서 적용하고 있는 절차 는 유인기를 중심으로 한 절차이며, 군용무인기에 적용하기 위해서는 일부 변경이 필요할 것으로 판단된다. 그 대상으로 첫째, FFRR 또는 SOF 검토과정에서 유인기 조종사를 대체하는 장치 즉, 데이터 링크 고장이나 일시적인 링크 상실 시 이에 대처 할 수 있는 Back-up 기능의 보유 및 작동에 대한 논리적인 검토가 가장 중요할 것으 로 판단되며, 이를 확인 및 검증하는 절차 보완이 필요하다. 둘째로는 무인기 조종사의 자격 및 기량 확보에(Qualification) 관한 사항으로, 세계 선진 기관들의 규정을 검토한 결과, 개발단계 무인기 조종사는 유사 무인기 운영 경험이 풍부하거나 해당 무인기를 운 영 해 본 경험이 있는 조종사가 아닌 경우, 현재의 유인 조종사 자격부여 절차에 따 라 자격을 획득한 조종사가 수행하는 것이 안전을 보장하기 위한 최선의 방책으로 판단 된다. 4) 감항인증 업무 전반에 시스템 엔지니어링 절차의 적용 및 MIL-STD-881C Work Breakdown Structures For Defense Material Items 활용 : 감항인증 대상사업에 관련된 모든 부서들의 공통의 의사소통 도구로서 전체적인 사업관리 구조를 잘 이해 하지 못하는 감항분야와 사업부서 간 표준화 된 WBS를 활용하여 명확하고 투명한 사업에 대한 공통의 이해기반을 갖추어야 할 필요성이 있다. 이는 사업부서와 감항인증 부서 및 개발자를 포함한 이해관계가 있는 부서들 간의 갈등요인 해소와 누락될 수도 있는 비행안전에 관련된 기준들을 상호간 확인 및 관리는 물론 비행안전에 기여할 수 있다. 이 역시 방위사업청 차원에서의 방위력개선사업관리규정 개정 (시스템 엔지니어 링 표준화 및 WBS 사업관리체계 규정화 등)이 선행되어야 한다. 다. 군용무인기 운영단계 비행안전성 보강 1) 무인기 운영안전 관련 규정 보완 : 현재 각군의 안전관리 규정상 무인기 비행안전 관리에 관한 내용은 없으며, 각 무인기 운영부대 내규 수준에서 관리되고 있다. 그러나, 공식적인 감항인증을 받은 군용무인기 사고가 발생하게 되면 문제가 달라질 것이다. 예를 들어, 대민 사고가 발생할 경우, 해당 사고가 발생한 지역과 비행고도에 대한 법적 논쟁부터, 운영자가 형식인증데이터요약지(TCDS) 제한사항을 준수했는지 여부, 주요안전품목(CSI) 관리 기록상태 등에 대한 상세 조사는 물론, 가용한 법적인 처벌까지 논하게 될 것이 분명하다. 각 군의 안전규정에 이에 대비하는 차원이 아닌 무인기 비행운영 안전관리를 강화하기 위한 규정보완이 필요하다

244 2) 민항당국과의 군용무인기 비행운영에 대한 절차 조율 : 유럽이나 미국의 경우 운영 단계 군용무인기 비행안전 관리를 위한 다양한 제도들을 갖고 있으며, 그 바탕에는 국제민간항공기구(ICAO)가 인정한 해당 국가의 민항당국(CAA)과의 조율을 통하여 승인 을 받아 운영하는 개념을 기본으로 하고 있다. 즉, 군용무인기가 비행하기 위해서는 해당 국가공역을 관할하는 국가 민항당국의 허가를 받아야만 하는 것이다. 이는 방위 사업청(개발단계) 뿐만 아니라 수요군(운영단계)에도 적용되는 사안으로, 가능한 조기에 우리나라 민항당국인 국토교통부, 방위사업청, 국방부(각군)가 군용무인기 비행운영에 관한 규정(각자의 규정 개정 또는 공동규정으로 제정) 조항을 제정해야 한다. 여기에는 군용무인기의 등급 분류, 전용 운영 공역(Segregated Airspace) 설정, 고도 제한, MUAV 및 군단급 무인기의 국가공역에서의 운영 절차, 등가의 안전수준 판단절차, 감항인증 절차 및 기술기준 그리고 필요시 EASA의 충돌에너지 산출 방법 및 적용 기술기준 선정 절차 채택 여부 등이 포함되어야 한다. 이러한 법규적인 장치를 마련 하는 것 자체가 ICAO, EASA, FAA 등에서 요구하고 있는 필수사항이며, 또한 상호 인정(Recognition)을 위한 필수요건 중의 하나이다. 라. 군용무인기 개발 획득 단계 감항인증을 위한 국가차원의 기반시설 보강 : 현재 우 리나라가 갖추고 있는 감항인증 및 시험평가를 위한 기반시설 중 가장 문제가 되고 있는 분야는 STANAG 4703 및 CS-LURS 등의 무인기는 물론, 유인 항공기 기술기 준에서도 요구하고 있는 낙뢰보호 요구도 를 입증 및 검증하기 위한 시설이다. 이 요구도는 특히 국가공역에 통합하기 위해서는 필수적인 사항이나, 현재 국내 시설에는 비행분야에서 요구하고 있는 낙뢰시험을 위한 시설투자가 되어 있지 않은 상황이다. 이는 현재 진행 중인 국토교통부(항공안전기술센터 주관)의 민간 무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연구 과제와 협력하여 소요제기를 통한 민 군 감항인증 분야의 시너지 효과를 창출할 것을 추천한다. 3. 안전관리체계 개선을 위한 제언 가. 민 군 무인기 개발 공동노력을 위한 제도 정착 : 금년(2014) 서울 군용항공기 감항 인증 국제회의에서 발표된 주제들 중 상당부분이 군용항공기 업무에서의 상호 인정 (Recognition) 을 위한 제도에 관한 내용이었다. 본 연구 결과로 식별한 무인기 비행 안전성 확보를 위한 보완사항들이 더 큰 효과를 거두기 위해서는 MAWA 포럼과 같은 군용항공기 감항인증에 관련된 국제적인 공동체(Community) 활동에 적극적으로 참가 하여 주제발표를 하는 등 국제적인 분위기와 추세에 부응함으로써 항공 선진국들과 조율

245 된 국제 수준의 상호 인정을 위한 제도가 조기에 정착되도록 노력할 것을 추천한다. 또한, 국제적인 분위기는 2011년 신규로 제정된 무인기 관련 정책인 ICAO Circular 328-AN/190의 지침을 따르고 있고, 여기서는 무인항공기가 유인기와 거의 완전한 등가의 안전수준을 갖추는 미래의 어떤 시점까지는 군용 무인항공기라도 각국 민간 항공당국(CAA)과 협조를 통하여 합의된 조건에서 한시적으로 운영하도록 규정하고 있다. FAA, EASA, EDA, 영국, 독일, 프랑스, 이태리 등 대부분의 항공 선진국들이 이미 적극 적으로 이를 받아들여 적용하고 있다. 우리나라도 민 군 감항당국 간 무인기에 관한 개 발 공동노력을 포함하여 포괄적인 규정 및 절차에 대하여 논의할 것을 추천한다(그림 46). < 그림 46 > 민 군 무인기 개발노력 통합을 통한 감항인증 분야의 시너지 효과 창출 나. 군용무인기 상호운용성 운영 기반에 관한 연구 확대 : 미 국방부 무인시스템 로드맵 및 NATO의 상호운용성에 관한 규정인 STANAG 4586이 추구하는 바와 같이, 우리나라도 무인기 자원 개발의 효율성 및 운영 시의 활용성을 향상시키기 위 한 무인기 상호운용성 운영 기반에 관한 연구를 확대해야 할 것이다. 현재와 같은 무인 플랫폼마다의 독자적인 주파수 대역 할당문제 해결은 물론, 각 무인기 사업마다 개발해야 하는 데이터링크를 포함한 무인기 조종의 핵심인 VSM(Vehicle Specific Module) 및 GSM(Ground Specific Module) 모듈을 표준화함으로써 각 사업별로 이 분야에

246 소요되는 개발 비용을 대폭 절감하는 효과도 있다. 이 상호운용성 기반기술의 확대를 위한 연구는 개별 무인기 사업에 포함시키기는 것 보다는 방위사업청 차원의 핵심기 술 연구과제로 수행하는 것이 적절할 것으로 판단된다. 4. 군용 무인항공기 안전관리제도 발전 로드맵 군용 무인항공기 감항인증 제도 발전을 위해서는 본 과제를 통해 연구된 상기 발전 방향들에 대한 로드맵을 설정하여 추진할 필요가 있다. 본 연구의 결과로 제안하는 군 용 무인항공기 안전관리제도 발전을 위한 로드맵은 그림 47과 같다. < 그림 47 > 군용 무인항공기 안전관리 제도 발전을 위한 로드맵 이 로드맵에서 제시된 항목 이외에도, 본 과제 연구수행 기간 중 검토된 미 국방 부나 EASA 로드맵 등에서 제시하고 있는 유인기과 등가의 안전성을 갖추기 위한 기 술들에 대한 꾸준한 연구개발 투자가 이루어져야 하나, 여기서는 비행안전성을 확보하기 위해 개선해야 할 우선순위가 높거나 규정 개정 등 시행이 비교적 용이한 분야로 제 한하였다

247 5. 기대효과 및 연구결과 활용방안 본 연구에서는 군용 무인항공기 기술 발전과 민수를 포함한 수요의 증대로 인하여 국 가공역에서 운영되는 무인항공기 증가가 예상되고, 다양한 형태의 소형 및 고성능 무인 항공기가 개발 출시되고 있는 시점에서, 무인항공기가 갖고 있는 근본적인 기술적 문 제점인 보고 피하는(See-And-Avoid) 능력의 부족을 극복하기 위한 항공 선진국들 제 도와 기술발전 추세들을 분석하여 개발단계 및 운영단계에서의 비행안전을 확보하기 위 한 방안을 제시하였으며, STANAG 4671 무인항공기 감항인증 기술기준 의 적용 대상 에서 제외되어 있는 150kg 이하의 군용 고정익 무인항공기 및 회전익 무인항공기에 대하 여 적용할 감항인증 절차와 기술기준을 제시하였다. 또한, 군용 무인항공기의 비행 안전성 제고를 위한 부수적으로 현재 유럽항공안전청(EASA) 및 유럽국가들을 중심으로 활발한 연구가 이루어지고 있는 감항인증 상호인정(Recognition) 제도를 활성화하기 위한 요건들 과 국제민간항공기구(ICAO)의 ICAO Circular 328-AN/190의 무인기 정책에 따른 우 리나라 항공당국인 국토교통부와의 협력 소요를 식별하여 로드맵으로 제시하였다. 본 연구결과의 기대효과로는 (1) 무인기 감항인증 기술기준인 STANAG 4671을 적용할 수 없는 현재 개발 중이거나 초안 상태인 군용 회적인무인기 및 150kg 이하의 고정익무인기에 적용할 감항인증 기술기준과 절차의 타당성을 제공함으로써 해당 기술 기준이 확정되기 전이라도 실무에 적용할 수 있는 근거를 마련하고, (2) 무인항공기의 개발 및 운영 시의 비행안전을 제고할 수 있는 긴급하게 보강할 절차를 제공함으로써 군용 무인기가 보다 안전한 비행을 할 수 있도록 지원 및 이에 관련된 방위사업청 및 각 군의 규정 개정 소요를 식별하여 세월호 참사와 같은 사고가 항공 분야에서는 발생하지 않도록 예방하는 효과와, (3) ICAO의 무인기 정책에 발맞추어 국제적인 협력 강화의 필요성과 국제 협력에 능동적으로 대체하기 위한 방향을 제시하였으며, (4) 민 군의 무인기 개발 노력을 통합하기 위한 협력방안에 대한 추가적인 연구의 방향을 제시함으로써 국내 민 군 간의 항공분야 기술협력을 강화, 그리고 (5) 부가적으로 군용무인기의 상호운용성 확보를 통한 연구 방향을 제시함으로써, 향후 이 분야에 대한 연구개발 방향을 제시함으로써, 세계적인 추세에 맞추는 것은 물론 세계시장 개척을 위한 발판을 마련하는 등의 효과를 기대한다

248 본 연구에서는 방위사업청 인증기획과의 실무에 활용은 물론, ICAO의 무인기에 관련된 정책 발표와 함께 빠르게 변모해 가는 세계적인 무인항공기 기술발전 추세 및 유인기와 등가 의 안전수준을 달성하기 위한 감항인증 절차의 변화 과정에 능동적으로 대처할 수 있도록 다양한 사례와 추세를 제공하였다. 또한, 군용 무인기의 개발단계 및 수요군 인도 후 비행운 영의 안전을 제고하는데 필요한 식별된 절차 보완 및 규정 개정 소요를 적용함으로써 운영 단계 비행안전을 향상시키는데 활용될 수 있으며, 국토교통부의 무인기 감항인증 기술기반 구축에 군용 감항인증 분야와의 협력을 위한 발판으로 활용될 수도 있다. 부수적으로 본 연구를 통해 식별된 우리나라 국방획득 과정에서의 실질적인 전용운영시험 평가(DOT&E) 부재, 불명확한 시스템 엔지니어링 제도, 일부 차이가 있는 기술성숙도(TRL) 판단 및 적용 절차의 개정 소요 식별, 그리고 국방획득 사업에 관련된 모든 부서들의 명확한 공통 의사소통 도구로써 미 국방부 MIL-STD-881C(WBS 제도) 도입 제안 등은 방위사업청 차원에서 활용함으로써 방위력개선사업 추진은 물론, 국민이 더 신뢰할 수 있는 국방획득과정과 제도로 발전시키는데 도움이 될 것을 기대한다