2015. 07. 01 드론의공습 2 이슈브리핑 드론, 생활속으로날아오다 상업용드론, 본격개화를앞두다 Analyst 김지원 02) 3777-8513 jwkim@kbsec.co.kr 미최대유통업체인월마트의산하회원제도매유통체인인샘스클럽은올해연말인기상품은드론이될것이라며제품재고를늘릴계획이라고밝혔다. 올해초알리바바도드론배송시범운영을진행했으며텐센트는중국무인기제조사인주싱과기와함께무인기를제작한다고밝혔다. 국내에서도드론이자주보이기시작했다. 배달앱광고에서는드론이피자를배달하고, 최고시청률을자랑하는지상파예능프로그램에드론이지미짚카메라를대신하는것은익숙한일이되었다. 물론드론이용의부정적면도존재한다. 지난 4월, 일본총리관저옥상에서미량의방사성물질을함유한드론이발견되어문제가되었으며영국맨체스터공항에드론이나타나활주로가 20분동안차단되기도했다. 어찌되었든, 드론이우리들의관심사중하나가되어가고있고, 생각보다빨리삶속으로다가오고있다는점만은분명해보인다. 국내시장에열려있는기회들상업용드론시장은초기개화단계이다. 중국과미국이앞서있지만드론이적용될다양한분야들을고려해볼때국내기업들에게도기회는충분하다고판단된다. 하드웨어측면에서는스마트폰시장성장에따른경박단소화된센서와모터, 통신모듈, 근거리통신모듈 ( 블루투스등 ) 등을이용가능하다. 모터가달린스마트폰, 날아다니는로봇이라는관점으로접근할때국내기업들에게는기회가있어보인다. 또한알고리즘을이용한항법및 OS개발, 드론이만들어내는컨텐츠를활용하는분야에관심을가질필요가있다. 중저가상업용무인기라는확실한색깔을가지고밀어붙이는중국, 다양한분야에서높은기술력을축적해가고있는미국과같이한국도한국만의특색을살리는무인기생태계구축이필요하다. 앞서있는하드웨어적역량을보여주는동시에소프트웨어및플랫폼시장에서주도권을먼저쥐고가는것은어떨까? 드론으로촬영한해운대 2015 년 7 월 1 일현재당사는상기회사와특별한이해관계가없으며, 동자료의조사분석담당자는해당회사의유가증권을보유하고있지않습니다. 이자료에게재된내용들은본인의의견을정확하게반영하고있으며, 외부의부당한압력이나간섭없이작성되었음을확인합니다. 본자료는기관투자자에게사전배포된사실이없습니다. 본자료는과거의자료를기초로한투자참고자료로서향후주가움직임은과거의패턴과다를수있습니다. 본저작물은 KB 투자증권 가저작권을보유하고있으며, KB 투자증권 의고객에게만배포됩니다. 저작권자의허락없이는이를무단전재, 재배포또는판매할수없습니다. 자료 : 드론프레스, 연합뉴스, KB 투자증권
드론, 생활속으로날아오다 2013년아마존이드론배송시스템을발표한이후, 올해초알리바바도드론배송시범운영을진행했으며텐센트는중국무인기제조사인주싱과기와함께무인기를제작한다고밝혔다. 코트라조사자료에따르면미유통업체인샘스클럽 ( 월마트산하회원제도매유통체인, cf. 코스트코 ) 은올해연말인기상품으로드론을꼽으며제품재고를늘릴것이라고밝혔다. 신제품판매테스트에서 DJI사의 팬텀 이높은판매를기록, 연말쇼핑시즌에다양한가격대 (100~4000 달러 ) 의제품을온라인과오프라인을통해판매할계획을가지고있다. 드론은취미활동과비즈니스용 ( 촬영, 모니터링등 ) 으로수요가증가하고있어샘스클럽외에도다양한대형유통업체들이드론판매에적극적으로나설것으로전망되고있다. 국내에서도드론이자주보이기시작했다. 배달앱광고에서는드론이피자를배달하고, 최고시청률을자랑하는지상파예능프로그램에드론이지미짚카메라를대신하는것은익숙한일이되었다. 국내대형백화점의 남성들을위한오락기기 쇼핑기획전에서는드론이가장높은판매고를올린제품이되었다. 재난이발생했을때드론의진가는더욱크게부각되었다. 지난해경주마우나리조트붕괴사고때눈에쌓여접근이어려웠던현장의상황을드론이대신전달해주었다. 또한올해 4월대지진피해를입은네팔에국내드론솔루션업체드론프레스와국제구호개발 NGO 휴먼인러브가드론을급파, 재난지역복구를위한지리정보의제공, 문화재복원을위한입체영상촬영등에드론이활용되었다. 물론드론이용의부정적면도존재한다. 지난 4월, 일본총리관저옥상에서미량의방사성물질을함유한드론이발견되어문제가되었으며영국맨체스터공항에드론이나타나활주로가 20분동안차단되기도했다. 미국에서는드론으로자신의딸을감시하는부모가등장해사생활침해문제도제기되었다. 어찌되었든, 드론이우리들의관심사중하나가되어가고있고, 생각보다빨리삶속으로다가오고있다는점만은분명해보인다. 그림 1. 구글트렌드 Drone 자료 : 구글트렌드, KB 투자증권주 : 검색어 - drone, 기간 - 2008 년이후 ~ 현재 2
드론의개념과분류 무인기 ( 드론, Drone, UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 란, 조종사없이무선전파로유도하거나지상에서원격으로조정하는항공기로벌이웅웅대며날아다니는소리와비슷하다고하여드론으로불리게되었다. 최근에는 UAV 와함께 UAS(Unmanned Aircraft System) 도드론을의미하는용어로사용되는데이는항공체와지상조종사, 지상체, 데이터링크를포괄하는개념이다. 국제민간항공기구 (ICAO, International Civil Aviation Organization) 의공식용어는 RPA(Remotely Piloted Aircraft) 로 사람의통제하에원격으로조작되는항공기 라는의미를갖는다. 무인기는항공기로항공법의규제를받지만소형상업용무인기에이를그대로적용하기에는무리가있다. 항공가능지역, 용도, 등록절차등에서상업용소형무인기에대한개념정립과규제점검이필요하며각국정부에서는빠르게규정을만들어가고있는상황이다. 국내항공법에의하면무인항공기란 항공기에사람이탑승하지아니하고원격, 자동으로비행할수있는항공기 로자체중량 150kg 이상인항공기급과초경량비행장치급 ( 무인비행장치 ) 으로구분하고있다. 이중우리가소비자용으로생각하는소형드론은 12kg(FAA 는 25kg 기준 ) 미만의제품이다. 이외에도종류, 무게, 길이, 고도, 활용목적등에따라다양하게분류된다. 표 1. 국내항공법에따른무인기의구분 * 항공법제2조제1호 정의 : " 항공기 " 란, 비행기, 비행선, 활공기, 회전익항공기, 그밖에대통령령으로정하는것으로서항공에사용할수있는기기 * 항공법적용조항의식별 항공법에서는항공기를항공기, 경량항공기, 초경량비행장치, 무인비행장치등으로구분 경량항공기, 초경량비행장치, 무인비행장치등에대해서는별도로명시하거나별도조항을두어규정함. 즉, 별도로언급되지않는항공법의다른조항들은이들에는적용되지않음 * 구분하기 항공기구분 무인항공기의구분 무인항공기의규제 항공기 무인항공기 ( 자중 150kg 이상 ) * 현재까지유인기와같은항공법의적용을받음 경량항공기초경량비행장치 무인비행장치 ( 자중 150kg 이하 ) * 대부분의소비자용드론이여기에속함 자료 : 항공법, KB투자증권 3
무인기시장, 빠른성장중 틸그룹에따르면세계드론시장은지난 14년 64억달러 ( 약 7조원 ) 에서오는 24년 115억달러 ( 약 12조5,800 억원 ) 로증대될것으로전망된다. 특히민간용무인기의비중은 13년 1.77% 에서 13~22년기간동안에는생산량기준 6.08% 까지증가할것으로전망했다. 글로벌인포메이션은상업용민간드론시장이연평균 35% 이상성장할것으로전망하기도했다. 드론업체헬셀에따르면한국드론시장은 14년기준 1천억원규모의시장으로추정되는데, 150kg 이하무인기의국내등록대수가지난해 4월대비현재두배가까이증가해시장규모는작지만성장은빠르게진행되고있음을알수있다. 국가적으로보면군사용을포함한전체무인기의경우미국이가장큰시장이나최근상업용시장에서중국이빠르게성장하고있어향후에는전체무인기시장에서중국을중심으로한아시아시장의비중이큰폭으로증가할것으로전망되고있다. 그림 2. 글로벌무인기시장성장전망 ( 금액기준 ) 그림 3. 글로벌무인기시장성장전망 ( 대수기준 ) 자료 : 한국항공우주연구원자료재인용, KB 투자증권주 : Forecast Internation 2013, Teal Group 2013 자료 : 한국항공우주연구원자료재인용, KB 투자증권주 : Forecast Internation 2013, Teal Group 2013 그림 4. 무인기주요시장의점유율변화전망그림 5. 국내초경량비행장치등록현황 자료 : Teal Group, KB 투자증권 자료 : 국토부, KB 투자증권 4
왜 상업용 무인기인가? 무인기는최초에군사용목적에의해만들어졌다. 정찰과공격작전에서인력피해를최소화하는방법을모색하는가운데탄생했으며, 따라서현재시장의 90% 이상이군사용시장이다. 그러나 GPS, 인터넷, 전자레인지등군의기술들이경제 사회적가치를인정받으며민간에서널리사용되었던것처럼무인기의상업적이용이주목받고있다. 드론이본격사용되면첫 3 년동안 7만개의일자리와 136억달러 ( 약 15조2 천억원 ) 의경제효과가창출될것이라는드론업계의전망이있다. 상업용드론은어떠한이유로이러한경제효과를창출할수있을까? 먼저드론은 1) 비용을절감시킬수있다. 농업용농약살포용헬기는 1.5~2 억원수준이나농약살포용드론은 3~7천만원수준이다. 호주나중국처럼넓은지역에서는배송이 1주일정도걸리고, 편지하나를전달하기위해우체부가비행기를타고가서전달해야한다. 이를배송용드론이대체한다면상당한비용이절감될것이다. 2) 드론은이동성이뛰어나다. 드론은공중을날수있기때문에교통체증이나험한지형에서도신속한이동이가능하다. 용암이분출하는영상을촬영한다거나눈사태가난길을날아가는등사람이접근하기어려운지역으로도띄울수있다. 유통업체들은물류서비스에드론을이용함으로써배송의효율과소비자의만족도를높일수있다. 3) 다양한센서들을이용하여다양한산업에적용이가능하다. 조난자수색, 국경및우범지역감시등의공공목적에서부터구글, 페이스북등이전개하는인터넷망구축, 허리케인중심부근에접근하여데이터를수집하는등인간의접근이어려웠던분야에적용하여다양한성과를올리고있으며향후이러한적용분야가더욱확대될것으로보인다. 그림 6. 드론촬영 : 해운대북극곰수영대회그림 7. 드론촬영 : 하늘에서바라본유채꽃물결 자료 : 드론프레스, 연합뉴스, KB 투자증권 자료 : 드론프레스, 연합뉴스, KB 투자증권 5
즉, 무인기는생명의위협을느끼거나유인기로수행이어려운 3D(Dangerous, Dirty, Difficult) 분 야의업무를신속하고정확하게해결할수있는대안이며, 비용과시간의효과적인절감이가 능하며, 적용분야의확대로빠르게성장하고있는산업이다. 실제로, 중국환경부는무인기를이용한항공측정, 촬영, 적외선감시등을통해위법행위 12 건적발 (15.05.19) 하였으며향후무인기를이용한감시활동에주력할것이라고발표했다. 일본에서는농약자동살포, 농작물관찰에이용되는드론이 2500대 (13년 ) 를넘어섰으며 2015년기준전체상업용무인기중 70% 가농업분야에서이용중이다. 국내에서는주로공공기관을중심으로한관제, 시설물관리등에사용되고있다. 표 2. 국내다양한드론활용사례및계획 구분 CJ대한통운 ADT캡스롯데백화점 KT 쌍용건설 SK건설우미건설지방자치단체 ( 전북 ) 부산항만공사지방자치단체 ( 부산시 ) 지방자치단체 ( 수원시 ) 자료 : 언론자료, KB투자증권 내용 - 국민안전처와 CJ 그룹은 국민안전안심동행 업무협약을체결. CJ 대한통운은자체개발한드론을이용하여긴급구호품전달에사용하기로함. CJ 가개발한드론은무게 3kg 의물품을반경 20km 이내지역에배송가능 - 2018 년까지매출 1 조원을목표로드론감시시스템등차세대시장준비계획발표 - 올해말수선상품배송에드론을활용하는서비스실시예정 - 15 년 4 월드론을통해햄버거를배송하는시범비행실시 - 6 월 드론재난구호경진대회및드론창의아이디어공모전 개최 - 건설현장에서근로자들의안전모착용여부를드론으로확인중 - 건설현장에드론을투입해현장안전정보를수집중 - 건설현장의공정확인에드론활용중 - 드론의영상정보, 지적도등의정보를공유지무단점유실태조사에활용중 - 항로를침범하는선박단속에드론을투입할계획 - 16 년 1 월, 국제드론박람회 2016 드론쇼코리아 개최예정 - 드론산업특구조성예정 6
짚고넘어가야할점 무인항공기인드론은유인항공기에비해높은사고율과운용단가, 비행공역에서의충돌문제, 추락등의위험을가지고있으며프라이버시침해, 해킹등으로악용될수있다는문제점이존재한다. 사고의위험도자체로만본다면자동차가항공기보다훨씬높지만항공기사고는사회적으로큰이슈가된다. 이유는한번에대량의인명피해가발생하기때문이다. 따라서항공기는기본적으로높은안전도가요구된다. 무인기의경우에는조종사, 탑승객이타지않는다는점은유인항공기와다른점이지만무인기용 도로 가없기때문에사고발생시공포도가높아질수있고, 추락으로지상에서 2차, 3차사고로이어질수있다. 따라서 TCAS(Traffic Collision Avoidance System) 과같은충돌감지및회피시스템을꼭갖춰야하며소형드론용시스템의개발도요구된다. 표 3. 무인기와유인기의사고유형비교 구분유인기무인기 사고유형추락 / 하드랜딩, 공중충돌추락, 유인기와의공중충돌 인명피해승객과지상인명피해지상인명피해, 유인기와의충돌시승객도피해 인구밀집지역사고가능성 공중충돌및 2 차사고가능성 고고도 / 항로비행으로공중충돌이나인구밀집지역추락확률이낮음 시계비행을하는소형기간공중충돌확률은비교적높음 자료 : 한국항공우주연구원 ( 박종혁, 2015), KB 투자증권 저고도비행으로인구밀집지역추락확률이높음 소형의경우지상인접비행으로추락시지상교통수단과의 2 차사고가능성 - 형태 : 충돌에너지는자동차에비해작으나두부손상확률이높음. 도로와같은 길 이없다는점은리스크요인 7
주요제도의변화 무인기는항공기에속하므로항공법의규제를받는다. 그러나현재는유인기기준으로인증제도및각종규제가만들어져있어, 각국은무인기용법안을마련중이다. 국제민간항공기구 (ICAO) 는무인항공기안전성, 운항, 자격및통신등에대한국제표준개발을 14년말부터착수하여 18~20년적용을목표로추진중에있으며현재는미미국연방항공국 (FAA, Federal Aviation Administration) 의규제가사실상의표준으로이용되고있다. 기존 FAA 는드론시장의개방에보수적인입장을취해왔다. 올해 2월, 상업용드론을조정하는사람이육안으로확인할수있어야하고, 낮에운영할경우비행고도를 500피트 ( 약 150미터 ) 이내에서만사용할수있도록제한했다. 사실상배달목적의드론비행이금지된상태였다. 그러나최근조종사시야밖에서도안전하게드론을조종하는것에대한규제완화를검토하고있다고밝히며규제완화움직임을보이고있음을시사했다. 한국은국토부와미래부, 해수부가관련법 / 제도와실용화기술개발계획을담당하고있다. 국토부는 17년까지무인기의상용화대비 안전관리체계 를선제적으로확립하기위해규격 성능 용도에따라맞춤관리를위한항공법개정 (15~16년) 을진행하며, 조종자격 기체인증 운항규칙등을신설 (17년) 할계획이다. 향후드론시장의성장을위해서는드론관련규제가완성되는것이시급하다. 이는드론에대한개념정리와관련분야에대한규정자체가모호하여빠른산업화를가로막는요인이되고있기때문이다. 지난 6월17일, 미 FAA 는늦어도 1년안에상업용드론규정을확정짓겠다고발표했다. 따라서늦어도내년 6월17일이전에는미국을시작으로본격적인상업용드론시장의개화가나타날것으로기대된다. Q. 한국에서드론을날린다면? - 간단하게한국에서드론의이용규정을살펴보면, 드론을이용하기위해서는지방항공청에기체 (12kg 초과 ~150kg 이하 ) 를신고해야한다. 또한무인항공기조종자격을갖춰야하고고도 150m 이내에서조종사와드론간시야가확보될때만운항이가능하다. 현재의규정에의하면 12kg 이하의개인적인레저용, 연구개발용드론은신고가없이운행이가능하며비행제한공역의비행승인에서도농업용과긴급소독방역용의경우면제된다. 즉, 12kg 이하의드론은항공법의규제를받지않아별도의규제가필요한상황이다. 드론은무선주파수를이용하므로미연방통신위원회 (FCC, Federal Communication Commission) 의인증을받아야하며, 국내에서는전파연구소지정시험기관의시험을거쳐취득할수있다. 8
표 4. 주요국의무인기규제현황 구분 미국 미국연방항공국 (FAA, Federal Aviation Administration) 내용 - 무인항공기안전성, 운항, 자격및통신등에대한국제표준개발을 14년말부터착국제민간항공기구 (ICAO) 수하여 18~20년적용을목표로추진중 25kg 이하무인비행장치에대한제도입법예고 (15.02.15) - 상업용드론을조정하는사람을육안으로확인할수있어야하고, 낮에운영할경우비행고도를 500피트 ( 약 150미터 ) 이내에서만사용할수있도록제한 - 운영에관여하지않는어떠한사람위로도비행해서는안됨 - 주간에만운영할것 ( 지역시간기준공식일출부터공식일몰까지 ) - 최대대기속도는 100mph(87knots)/ 최대고도는지상고도 500피트 / 최소기상시정은관제탑으로부터 3 마일 - A등급 (18,000 피트이상공역 ) 에서의운항은불가 / B, C, D, E등급공역에서의운항은규정된 ATC 허가로서허락됨 - G등급공역에서운항은 ATC 허가없이가능 - 동시에하나이상의무인항공기운항또는 VO로서업무수행불가 - 부주의하거나무모한운항불가 -운영자에의한비행전검사필요 항공법개정안발표 (14.12.26~15.06.11) 항공기운영자의면허와책임 - FAA 승인지식시험센터에서초기항공공학지식시험을통과할것 - 운송안전청에등록될것 - 무인항공기운영자면허중소형 UAS 한정 ( 현재조종사면허와같이유효기간이없는 ) 을취득할것 - 매 24 개월마다반복적으로항공공학적인지식시험을통과할것 - 최소 17 세이상일것 15.3 월, 무인항공기규정마련에속도를내며, 취미, 스포츠용조종자격증명갱신절차를간편하게하며, 비용도저렴하게한다또한 3 종신체검사자격증대신운전면허증신체검사요구도충족수준으로변경가능하다고밝힘 15.05 월, 조종사시야밖에서도안전하게드론을조종하는것에대한규제완화를검토하고있다고밝힘 - ' 무인항공기 ' 로써 ' 구조상사람이탈수없는것중에서원격조정이나또는자동조정드론의개념으로비행시킬수있는것 ' - 현행법에서는 " 비행에영향을미칠우려가있는행위 " 를제외하고는무인항공기를자유롭게날릴수있음 - 개정안을통해서는주요한시설주변상공, 공항주변상공, 사람과가옥이밀집해비행지역제한있는지역의상공에서비행금지 - 그이외의지역에서도폭발물수송과야간비행을금지하는항공법개정안은검토중 - 위반할경우 50만엔 ( 약 450만원 ) 이하의벌금부과일본 - 가능한일출에서일몰까지 - 주변상황을눈으로항상감시한다준수사항 - 사람과의거리를충분히유지한다 - 폭발물등인적물적피해를끼치는물건을수송하지않는다 - 성령 ( 省令 ) 으로정해진물건이외는투하하지않는다 - 사고가났을때경찰이수사와구조에사용하는사례비행인정 - 민간업자등이안전확보대책을취하고국토교통상이하가했을경우예외규정 - 초경량어린이완구등성령 ( 省令 ) 으로정해진경우 - 무인항공기기체에번호를할당해소유자판별하는시스템, 조종사기술향상대책기타등을검토중 - 무인기운영규정채택 (14.08.18) - 7kg 이상의무인비행장치운용을위해서는반드시자격증이필요중국 - 116kg 이상의무인기를유인항공기가비행하는공역에서통합운영하기위해서는조종사면허및무인비행장치자격증을동시에갖춰야함자료 : 언론자료, KB투자증권 9
드론의구성 드론, UAS는하드웨어적요소인비행체와소프트웨어적요소인 1) 지상통제장치, 2) 임무탑재체, 3) 데이터링크, 4) 이착륙장치, 5) 지상지원등으로구성된다. 크게나누면지상국, 통신구조, 비행체의 3가지로구분이가능하다. * 비행체 먼저비행체의경우, 소형드론기준으로 180여종의부품으로구성된다. 항공체의외형은프로펠러, 프레임, 조립용브래킷등으로구성되며내부부품에는모터 ( 엔진 ), 배터리, 제어기판, 각종센서, 통신모듈, 광학장치들이포함된다. 고성능카메라모듈이나수평제어용짐벌, 조명, 운반체등드론의기능에따라추가부품의탑재가가능하다. 특히, 하드웨어부문은스마트폰시장발전의수혜를함께보고있다. 대부분의전자부품및모터가소형화되고시장에서쉽게구할수있게됐다. 가격적인면에서도, 과거고성능무인기에장착되었던각종센서들을이용하여자율비행장치를구성하려면수백만원대의비용이들었으나현재는초소형관성센서, 임베디드 CPU 등을이용해제작비용이수만원대로낮아졌다. 이는과거의무인기는 항공기 에초점이맞춰졌으나최근의상업용무인기는 센서와항법 SW를이용한스마트디바이스 라는점을의미하기도하다. 그림 8. 드론의비행체의구성 자료 : 구글, KB 투자증권 * 날개, 프로펠러 전체항공기시장에서 90% 이상은일반비행기와같은고정익이다. 그러나드론은쿼드콥터, 옥터콥터등과같은헬리콥터모양의회전익비중이더높다. 이는회전익의경우수직이착륙이가능해발사체와활주로가필요없기때문이다. 현재상업용무인기에서흔히볼수있는쿼드콥터는 1920년대에만들어졌다. 그러나항공기 10
시장에서는효율이낮아잘이용되지않았다. 모터가 4개가필요하기때문에대형항공기에서는헬리콥터 ( 모터 1개 ) 의기술을발전시키는것에집중했다. 그러나항공학적으로쿼드롭터는헬리콥터보다 고유진동수 ( 개념적기 ) 가높아기체가덜흔들린다. 따라서쿼드롭터무인기를통해촬영을한영상이헬리콥터를이용한것보다더좋은결과물이나올수있는것이다. 또한쿼드롭터는같은사이즈의드론중리프트기능도가장우수한장점을가진다. 현재까지도군사용무인기시장에서는고정익비중이높다 (11~12 년개발기종기준약 70%). 그러나수직이착륙 (VTOL) 에대한필요로회전익기종의개발이지속되고있다 (11~12 년개발기종기준약 24.5%). 수직이착륙무인기중가장높은기술력을인정받는기종이바로틸트로터 (TR, Tilt Rotor) 이다. 틸트로터는회전익과고정익을오가는기종인데, 헬리콥터처럼날개를수직으로했다가, 공중에서트랜스퍼해서날때는비행기처럼날리고, 다시프로펠러를공중에서트랜스퍼해서수직이착륙을할수있다. 한국은세계에서 2번째로틸트로터비행시험에성공했다. 틸트로터는헬리콥터가갖는소음과고도, 속도의문제를해결한항공기로국내에서는 16년부터상용화작업이시작될예정이다. Q. 고유진동수 : 고체는형태, 치수, 탄성, 밀도등에의하여, 액체는고체로둘러싸인형태, 치수, 탄성, 밀도등에 의해일정한진동수를가지는데이를고유진동수라고함. 그림 9. 고정익 VS 회전익그림 10. 수직이착륙무인기개발현황 고정익 마하의속도로비행가능 비행고도의제한없음 양력발생이자유로움 정지비행불가능 활주로가반드시필요, 이착률속도제한, 수직이착륙불가 후진불가능 조종사의시야가좁음기체구조가헬리콥터에비해간단, 대량생산가능한쪽날개를잃을경우추락 회전익 속도가마하를넘지못함 비행고도의제한존재 양력발생이비효율적으로대형항공기제작이어려움 정지비행가능 활주로가필요없으며수직이착륙가능 전후측진좌우모든비행이가능 조종사의시야가넓음 자료 : 한국항공전문대학, KB 투자증권 자료 : 국방기술품질원, KB 투자증권 * 배터리 하드웨어적으로해결해야할난제중하나는전원공급문제이다. 현재 3D로보틱스의신형드론 솔로 의경우 1시간충전으로 20분정도비행이가능하다. 배터리를추가로탑재한다면비행시간을연장시킬수있겠지만원활한비행을위해기체는가벼워야하기때문에배터리밀도의증가, 지속적인전원공급기술의발달이요구된다. 최근에는태양광과같은재생에너지혹은수소연료전지같은재생연료전지를함께탑재하는방법이개발중에있다. 11
* 데이터링크 데이터링크는무인항공기와지상의운용자, 즉비행체와지상통제장비를연결하는시스템으로마치뱃속아이의탯줄처럼매우중요한요소이다. 드론은조종사가탑승하지않기때문에유인항공기에비해통신량이많을수밖에없고, 따라서독립적이고안전한통신체계가요구된다. 무인기의통신은, 지상통제시스템 (GCS) 와무인비행체를직접연결하는가시선 (LOS: Line of Sight) 통신과장애물에도통신이가능한비가시선 (BLOS:Beyond LOS) 통신으로구성된다. 이는또상향 하향링크로나뉘는데, 상향링크 ( 지상 비행체 ) 를통해무인비행체를이륙, 상승, 제어, 통제하는명령을내리고하향링크 ( 비행체 지상 ) 를통해위치, 자세등비행체의상태를제공하고임무수행을통해획득한정보를전달한다. 운용주파수는 UHF, L-band,S-band, C-band, X- band, Ku-band 등여러주파수대역을사용하며다른장비들과의혼선을막고많은양의데이터를전송하기에효과적인높은주파수대역을사용하는방향으로개발이진행되고있다. 데이터링크는드론의목적에따라다르게설계된다. 통신범위, 송신출력, 거리에따른전파손실, 전송환경등이역할에따라다르기때문이다. 또한비행을하면서동시에무선통신이이루어지기때문에도플러주파수가발생할수있고, 주어진대역폭내에서가능한한많은데이터를전송할수있는지, 기체의하중및동력에맞는통신장비선택등이고려되어야한다. Q. 도플러주파수 : 도플러효과란관측자의속도에따라주파수편이가발생한다는이론. 드론은이동하면서 ( 속도가 변화 ) 통신을지속하기때문에도플러효과가발생가능하며이를고려한설계가필요 그림 11. 무인항공기통신시스템구성도 자료 : KARI, KB 투자증권 12
* 드론 OS 현재 DJI의팬텀과 3D로보틱스의솔로를동시에조정할경우각기다른조정방식을터득해야한다. 기존드론들은통합된 OS가존재하지않아제작사가자체개발한임베디드 SW가탑재되어있기때문이다. 이에드론시장에서도스마트폰이나 PC 처럼통합된자체 OS의개발움직임이나타나고있다. Airware, Dronecode, OpenPilot 등이주요기업들인데, 이들은표준화된자동항법을포함한 OS를개발중으로스마트폰이나태블릿, 조이스틱등다양한기계와연동도가능해져소비자들의효용을증가시킬것으로판단한다. 개방형플랫폼을통해각도인식, 모터제어, 맵핑시스템, 항공촬영기술, 충돌방지기술등드론에필요한다양한기술들의개발속도가빨라질수있어보인다. 표 5. 드론 OS 개발업체 구분 - 리눅스재단이 3D로보틱스, 유닉 (Yuneec), 인텔, 퀄컴, 드론디플로이등을회원사로하여추진중인 UAV Dronecode OS 프로젝트 - 각회원사들의약 1200명이상의개발자가직접 OS 개발참여중, OS 및관련기술개발 - 개발자중심의 UAV OS 프로젝트, 전세계 6000여명의개발자를중심으로운영, 커뮤니티적성격이강함 Openpilot - OS 외에도드론관련개방형하드웨어함께개발 - 산업용 UAV OS와 SW 연구 - GE, 구글벤쳐스, 인텔캐피탈등으로부터로부터 4억달러 ( 약 4335억원 ) 투자받음. GE는전기및수도, 가 Airware 스등의공공기업체가드론을이용해전력선지지구조물조사하는서비스를개발중 - " 항공정보플랫폼 (Aerial Information Platform, AIP)" 출시 (15.04.16) : 하드웨어, 소프트웨어, 클라우드까지통합관리할수있는산업용드론 OS로 PC, 태플릿, 스마트폰등다양한기계와연동가능자료 : 언론자료, KB투자증권 내용 13
주요국가 & 기업별무인기시장현황 무인기시장에서두각을나타내고있는곳은바로중국이다. 1950 년대후반군사용드론의연구를시작으로드론시장에뛰어든중국은 1980년대이후무인기사용을크게늘려왔다. 중국이상업용무인기시장의글로벌점유율 70% 를차지할정도까지성장한것은 DJI의공이컸다. DJI는포브스가 무인기의애플 이라고평가했을만큼소형무인기의대중화를이끌었다. 13 년 1억3천만달러이던실적은올해 10억달러를넘어설것으로전망되고있으며, 기업가치는 7 조원수준으로평가된다. 소형무인기의대표제품인 DJI의 팬텀 은 4K UHD급초고화질동영상스트리밍촬영이가능한 100만원대의드론으로제품은각국가의통신규제등에맞게생산되며편리한작동법과세련된디자인으로높은인기를구가하고있다. 중국드론시장의특징은중저가소비자드론을타겟했으며 IT부품업체들이적극적으로시장에진입했다는점이다. 미국은군사강국으로서군사용드론시장을장악하고있으며상업용시장에서도전산업영역에걸쳐높은기술력의제품들이개발되고있다. 환경파괴감시등에활용되기위해장기비행용으로설계된타이탄에어로스페이스의 솔라라 시리즈나신흥국과오지에구호물품을전달하기위한매터넷의드론, 농업용으로특화된허니콤의애그드론, 건설이나태양광패널진단을위한드론등드론이진출한산업이상당히다양하다. 소비자용촬영용드론은 3D로보틱스를필두로한다. 3D로보틱스는미국최대소비자드론제조사로 15년 5천만달러의매출을달성할것으로전망되고있다. 유럽최대상업용무인기업체는프랑스의패럿이다. 패럿은 비밥드론 으로유명한데, 100~500 달러사이의저가용시장을공략했다. 오락쵤영용 패럿비밥드론 과전문가용 exom, ebee, 'AR드론' 등의라인업을보유하고있으며유럽시장역시중저가소비자용시장이주류를이루고있다. 이스라엘기업인어반에어로노틱스는응급환자수송용드론인에어뮬 (AirMule) 개발중이다. 이는무인기이면서동시에사람이탈수있는항공기로설계되었다는점이특징적이다. 14
표 6. 주요상업용드론기업현황 중국 미주 유럽 구분 DJI 이항 Rapoo AEE EKEN 3DRobotics Titan Aerospace ( 구글 ) Matternet Amazon Insitu AIRDOG AeroVironment Honeycomb Skycatch PARROT ( 프랑스 ) Squadrone ( 프랑스 ) Delta Drone ( 프랑스 ) Torquing Group ( 영국 ) Extreme Toys ( 영국 ) Cyberhawk Innovations ( 스코틀랜드 ) Urban Aeronautics ( 이스라엘 ) 자료 : 언론자료, KB투자증권 내용 - 드론계의 " 애플 " / 글로벌점유율 1위 / 창업자 : 왕타오 ( 汪滔 35) - 직원수 : 2800 명 (11년 90명, 30배증가 ) / 공장 3개 / 주요제품 : 팬텀, 인스파이어등 - 매출 : 13년 1억3 천만달러 /14년 5억달러 / 15년 10억달러전망 - 팬텀 : 쿼드콥터, 사진촬영과조정이용이, 4K UHD급초고화질동영상스트리밍촬영이가능, 무게 1.28kg, GPS 내장, 999달러 (108만원) - 14.04 월설립, 직원수 80여명 - 기업가치 1800억원으로추정 - MS의벤처인큐베이팅프로젝트에서입선 - 주요제품 : 고스트시리즈 - 드론계의 " 똑딱이드론 ", 쿼드콥터로조종이매우쉬운것이장점, 모바일기기로작동 - 키보드, 마우스생산기업 - 드론 " 자이로 (xiro)" 시리즈, 베이징링두즈쿵 ( 零度智控 ) 과공동개발 - 드론 "Toruk" 출시 -중국스마트폰제조사 ( 제2의샤오미 ), 초소형드론 ""DR-1"" 생산, 가격은 20$ 이며크기는 70mm" - 미국최대소비자드론제조사 ( 창업자 : 크리스앤더슨 ) - 직원수 : 300여명 (09년설립 ) / 매출 : 15년 5천만달러전망 - "IRIS" 제품, 오픈소스기반플랫폼 ' 아누이노 (Arduino)' 바탕으로개발 - 뉴멕시코위치, 태양광을에너지원으로하는자동형드론에초점, " 솔라라50" & " 솔라라60" - 외딴지역에서인터넷에접속하거나, 기름유출, 산림훼손과같은환경파괴감시등에활용 - 신흥국등오지에의약품및구호물품을전달하는드론 - 인도적차원의무인기활용, 국경업는의사단등과협력, 구글이지원 - 고객에게 30 분내에항공으로물건을배달하는 Prime Air 를개발 - 보잉의무인기제조계열사, 방위산업중심드론보유 - 어류와해양포유류, 극지부빙등의모니터링과파이프라인조사, 전력선검사용상업용드론개발 - "AirDog" : 공중에서사용자를자동으로추적할수있는드론 - 특정거리, 각도에서사용자의활동촬영가능 ( 최대 300m) - 펜타곤에소형무인기를공급 - 드론 PUMA, FAA로부터미국내영리활동을할수있는최초의무인기로승인받음 - BP의원유시추에이용, 야생동물보호, 부빙 (Ice Floe) 모니터링, 기름유출대응등에활용 - 오레곤주위치, 농업을위해설계, 임업, 측량, 야생모니터링등으로확대적용추진중 - 애그드론 (AgDrone), 농작물의상태와성장측정, 관개시스템모니터링등 - 드론과드론에대한카메라와센서, 데이터매핑과처리서비스함께제공 - 건설, 농업, 광업, 태양광산업에고해상도공중데이터솔루션제공 - 태양광분야에서는퍼스트솔라, 솔라시티등과협력 - 수백만평방마일대지에수백만개의태양광패널을드론을통해진단, 90% 시간절감가능 - 100~500 달러사이의가격으로판매되는카메라드론으로저가시장차지 - 오락쵤영용 패럿비밥드론 과전문가용 exom, ebee, 'AR드론' 출시 - 헥소플러스 (HEXO+), 자율비행소형무인기, 6개회전날개와고프로카메라탑재, 899 달러, 15년 5월출시예정 - 전력선과채광작업에대한점검및조사 - 초소형나노드론 " 자노 (Zano)", 성인여성의손바닥에올려놓을수있을정도의크기 - 항공촬영용으로개발, 셀카열풍과함께인기, 킥스타터에서 33억원투자금유치 - "Micro Drone" : 초소형저가드론, 카메라와짐벌포함, 초소형드론중유일하게구글카드보드를이용한 3D 가상현실동영상실시간스트리밍지원 - 유럽, 중동지역및기타지역에석유, 가스, 전기등에너지회사들을위해산업조사와토지측량을위한드론제공 - 전력성, 배전탑, 풍력발전소, 수력발전댐등높은곳에올라가서작업해야하는고위험노동자들을대신함 - 응급환자수송용드론에어뮬 (AirMule) 개발 15
그림 12. 주요상업용드론 DJI - 팬텀 3 이항 - Ghost Rapoo - xiro AEE - Toruk EKEN - FlyHwak 원플러스 - DR-1 3DRobotics - IRIS Titan Aerospace - Solara50 Matternet Insitu AIRDOG Honeycomb - AgDrone PARROT - AR Drone Squadrone - HEXO+ Torquing Group - Zano Extreme Toys - Micro Drone Cyberhawk Innovations Urban Aeronautics - AirMule 자료 : 각사, KB 투자증권 16
국내무인기시장은글로벌 7위수준으로평가받고있다 (12년국방과학기술수준조사서 ). 2000 년대초본격적인개발이시작되어세계에서 2번째로틸트로터개발을성공하는등방산용무인기시장에서높은기술력을인정받고있다. 그러나상업용시장에서는아직갈길이멀다. 국내상업용무인기기업으로는군사용드론을생산하며상업용제품도함께생산하고있는유콘시스템과성우엔지니어링, 그리고소비자용드론시장에서는드론프레스와바이로봇에주목해볼만하다. 유콘시스템은상장사퍼스텍의자회사로, 자체개발한무인기 리모아이 를중심으로다양한라인업을보유하고있으며 MAV 인소형무인기부문에서도 1.5m 급무인항공기를개발하여운용중이다. 아랍에미레이트 (UAE), 오스트리아, 헝가리등으로드론수출을진행하고있다. 최근에는무인기잡는무인기드론킬러 (Drone Killer), 재난안전감시정찰용드론리모콥터 (RemoCoptor) 등을추가로개발중이다. 드론프레스는드론종합솔루션업체로의모색을꿈꾸고있다. 하드웨어는글로벌기업들의드론을채용하지만이를통해다양한컨텐츠를생산해내고, 국내시장에서 드론저널리즘 을선도하고있다. 바이로봇의 드론파이터 는레져용으로특화된드론이다. 대부분의드론이촬영을주된역할로삼고있으나동사의제품은실제게임으로적용가능한엔터테인먼트용드론을표방하고있다는점이상당히독특하다. 그림 13. 국내주요무인기제품 송골매틸트로터유콘시스템 - 리모아이 바이로봇 - 드론파이터엑스드론 - XD-X8 유맥에어 UM-6 자료 : 각사, KB 투자증권 17
표 7. 국내주요드론기업현황 상업용 방산 구분 바이로봇 드론프레스 성우엔지니어링 엑스드론 유맥에어 LG 유플러스 두시텍 엠씨넥스 CJ 대한통운 한국항공우주연구원 대한항공 한화 LG CNS 유콘시스템 ( 퍼스텍 ) ETRI 네스앤텍 자료 : 각사및언론자료, KB 투자증권 내용 - 국내토종엔터테인먼트드론업체 - 한국생산기술연구원비행로봇연구팀개발자들이설립 - 쿼드콥터 & 게임용드론인 드론파이터 출시 - 엔씨소프트가 10 억원투자, 드론을이용해가상현실비행시뮬레이터게임개발 - 항공촬영전문기업, 드론저널리즘, 드론아카데미 - 항공기의제작및시험비행, 그리고정비및운용지원용역, 군사용, 산업용무인항공기의연구개발및제작, 농업용무인방제헬리콥터, 레져스포츠용무선조종항공기, 로터블레이드제품생산및복합소재활용풍력블레이드등을전문으로연구개발, 생산 - 무인기 Remo Eye 시리즈개발 & 농업용무인기 Remo H - 한국항공우주연구원반디호, 한국항공우주산업 KT-1 웅비기본훈련기, T-50 골든이글고등훈련기외다수의축소시제항공기의제작및시험비행용역등을수행 - 1999년질문닷컴으로설립, 2010 년소형무인항공기제조업시작으로 엑스드론 으로사명변경 - 군사, 공공, 항공촬영등다양한분야의무인항공기제작 - XD-X8, XD-i8, XD-l4, XD-P4, XD-MAV, XD-SKY 등을보유 - 2008년에설립된 UAV( 무인비행장치 ) 제작및운영전문회사 - 무인기 UM-6, UM-8, UM-D8, UM-D12, UM-D16 등을보유 - 가스관로순찰로드론보급 - 드론영상솔루션자체개발결정 (14.09) - 통신솔루션및자체브랜드제품판매담당 - 위성항법시스템 (GNSS), GPS, DGPS 등항법관련전자부품단말기및시스템제조업체 DGPF(Differential Global Positioning System) - 드론용카메라시장진출선언 - 드론을이용한택배서비스진출선언 - 항공기제작업체로 2001 년국내최초로정찰용무인기 송골매 를개발 - 전투형무인기, 연료전지무인기, 스마트무인기시스템등의개발을진행중 - 다양한기종에적용가능한무인기공통탑재소프트웨어및표준플랫폼개발과제진행 - 기존송골매보다반경이넓고기체가큰차기군단급무인정찰기를개발중 -최근개발을완료한 데블킬러 는자폭형고속무인기로 25kg 의무게에날개를접을수있는형태로육상과해상모두에서사용가능 - 2004년부터무인기부문에적극적인투자를시작, 특히틸트로터 (Tilt-Rotor) 에주력 - 13년 10월틸트로터시험비행에성공하였으며현재핵심기술의로터천이 ( 수직방향에서수평방향으로바꾸는기술 ) 기술의안정화를진행중으로 2020 년세계최초상용화를목표 - KUS-TR, 근접감시무인항공기 KUS-9, 사단급무인항공기 KUS-DUAS 등을개발 - 2017년까지프레데터와같은중고도급대형전략무인항공기 (KUS-15) 개발을진행중 - 2007년관성항법센터전문업체 센텍 을연구소에합병. 2010 년초소형무인항공시스템크로우 (Crow) 개발사 마이크로에어로봇 인수 - 삼성테크윈, 독자기술로 CCTV 를내장한 큐브콥터 개발성공, 중대형드론 2종개발 - 무인헬기제조업체 원산스카이텍 인수 ( 국내최초무인헬기수출기업 ) - 무인헬기내장비행제어알고리즘개발 - 상업용드론용, 실시간 LTE 영상송수신보드기술드론에응용목표 - 1999년자체기술로국산무인기개발을성공 - 2009년자체개발한무인기 리모아이 (REMO EYE) 를방위사업청에 400억규모로납품계약체결 - 2004년도 UAE에 480만달러규모무인기통제시스템을수출 - 무인기제작의 HW적부문과시스템부문, 통합감시정찰체계 보유 - 드론용항공표준 OS 큐플러스에어 (Qplus-Air) 개발 - 드론 HW 개발도진행중 - 감시정찰용소형무인항공기 'ARIS-BEETLE' 개발 - 계측기술전문업체로, 무인기관련독자알고리즘보유 18
밸류체인및국내기업들의전략 상업용드론시장은초기개화단계이다. 중국과미국이앞서있지만드론이적용될다양한분야들을고려해볼때국내기업들에게도기회는충분하다고판단된다. 하드웨어측면에서는스마트폰부품을직접활용가능하다. 경박단소화된센서와모터, 통신모듈, 근거리통신모듈 ( 블루투스등 ) 등이탑재된다. 모터가달린스마트폰, 날아다니는로봇이라는관점으로접근할때국내기업들에게는기회가있어보인다. 소프트웨어적기술에관심이필요하다. 3D로보틱스의공동창업자인호르디뮤뇨스가 RC헬리콥터와닌텐도 Wi의프로그램을결합해최초의개인용초소형드론을만들어낸일화에서도알수있듯이스마트폰기술로간단한항법조정기술을만들어내는것이관건이다. 알고리즘을이용한항법과이를포함한 OS 개발기업에관심이필요할것으로보인다. 또하나는드론이만들어내는컨텐츠의활용과플랫폼의개발이다. 드론을이용한촬영영상의경우이를이용해서실내위치정보 (3D/4D 맵핑 ) 를파악하고, 증강현실, VR등의컨텐츠로활용도가능하다. 날아다니는 CCTV인드론으로촬영된다양한영상들, 데이터들은향후빅데이터와연결되어새로운결과물을만들어낼것이다. 이를종합한플랫폼이나타난다면어떨까? 중저가상업용무인기라는확실한색깔을가지고밀어붙이는중국, 다양한분야에서높은기술력을축적해가고있는미국과같이한국도한국만의특색을살리는무인기생태계구축이필요하다. 앞서있는하드웨어적역량을보여주는동시에소프트웨어및플랫폼시장에서주도권을먼저쥐고가는것은어떨까? 표 8. 드론밸류체인별주요기업 구분 시스템 / 비행체설계 비행체제조 추진기관 자동비행기술 서브시스템 탑재임무장비 지상통제장비 데이터링크 내용 국방과학연구소, 한국항공우주연구원, 한국항공우주산업, 대한항공, 원신스카이텍, 엑스드론, 바이로봇 한국항공우주산업, 대한항공 삼성테크윈 한국항공우주산업, 대한항공, 한화, 유콘시스템 LIG 넥스원, 한화, 위아, 퍼스텍, 유콘시스템, LG CNS, ETRI 삼성탈레스, LIG 넥스원 한국항공우주산업, 대한항공, 유콘시스템, 솔탑엔지니어링등 LIG 넥스원, STX 엔진, 휴니드, 파인텔레콤등 부품엠씨넥스 ( 드론용카메라 ) 드론서비스 CJ 대한통운 ( 배송 ), 드론프레스 ( 드론저널리즘 ) 자료 : 테크 M, KB 투자증권 19