특허기반무인항공기기술경쟁력분석 김병정한국과학기술정보연구원부산울산경남지원
특허기반무인항공기기술경쟁력분석 2013년 7월 30일인쇄 2013년 8월 1일발행 발행인 박영서지은이 김병정펴낸곳 한국과학기술정보연구원정보분석연구소주소 ( 분원 ) 서울특별시동대문구회기로 66 주소 ( 본원 ) 대전광역시유성구대학로 245 전화 051-831-0760 팩스 051-831-0762 ISBN 978-89-294-0304-1 93550 이책은저작권법에따라보호받는저작물이므로무단전재와무단복제를금지하며, 이책내용의전부또는일부를이용하려면반드시저작권자와한국과학기술정보연구원의서면동의를받아야합니다. 이글의내용은필자의견해이며, 한국과학기술정보연구원의공식적인의견이아님을밝힙니다.
차례 무인항공기의등장배경 05 무인항공기의이해 17 무인항공기특허기술트렌드 25 무인항공기연관산업및기술경쟁력분석 33 무인항공기기술경쟁력분석 43 무인항공기핵심경쟁자분석 53 시사점 71 참고문헌 76
무인항공기의등장배경
무인항공기의등장배경 사회안전에대한대외환경변화 지구온난화로인한자연환경변화 06 2013 정보분석보고서 지구온난화와급변하는자연변화로대규모의산불, 태풍, 호우등자연재해가자주발생하고사회가다변화되면서각종범죄가증가되고있다. 이를해결하기위해정부에서는재난관리에대한관심과지원정책이강화되고있다. 소방방재청에따르면호우, 태풍등자연재난으로인한피해로 2009년도인명피해 13명, 재산피해 2,988억원에서 2011년도에인명피해 78명, 재산피해 7,942억원이고화재로인한피해로는 2010년도 41,318건의화재에서인명피해 1,892명, 재산피해 2,667억원에서 2012년도에 43,249건의화재로인명피해 2,222건, 재산피해 2,890억원으로자연재해및화재로인한피해가급증하고있다.
자연재난관리무인화기술수요증가 자연재해의범위가넓거나사람이접근하기가어려운환경에서긴급상황에대한정보를신속하고효율적으로입수할수있는중요성이높아지면서인명피해가적고안전하게자연재난관리를할수있는무인항공기의필요성이증가되고있다. 무인항공기는항공산업과연관성이매우높은제품으로무인항공기의핵심기술과관련이매우높은우리나라항공산업은자동차, 반도체, 휴대폰, 조선, 철강등에비해기술및산업경쟁력이낮은사업이다. 2010 년지식경제부에서발표한 항공산업발전기본계획 에따르면항공산업은 2020년도에생산 200억달러, 수출 100억달러, 고용 70,000명으로생산, 수출, 고용등전분야에걸쳐매년 20% 이상의고성장이예상되고있는유망산업이다. 따라서, 자연재난을관리하거나특정목적을위한정보수집과국토방위를위해중요한제품으로부각되고있는무인항공기는항공산업의발전과관련성이높고자연재난관리를위해중요한기술로부각되고있다. 자연재난에의한피해사례를살펴보면첫째, 동남아시아지진 해일피해로 2004년 12 월에인도네시아바다에서발생한규모 9.1의지진으로쓰나미가발생하여스리랑카 4만명, 인도네시아 1.2만명등사망자수가약 25 만명이었다. 지진의충격으로지구 그림 1 인도네시아지진발생피해범위 의축이기울고자전이하루에 0.03초씩빨라지고, 바다에서지각이변동하면서땅이서로충돌하고그충격으로인한해일이발생하여진앙지로부터 2,000km 떨어진스리랑카섬까지약 2시간만에해일이도착하여피해규모가매우컸다. 둘째소방방재청국가재난정보센터의자료에의하면우리나라자연재난피해로는 2009년인명피해 13명, 재산피해 2,988억원에서 2011년 07 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
인명피해 78명, 재산피해 7,942억원으로급증하였으며, 화재로인한피해는 2010년에화재가 41,318건이발생하여인명피해 1,892명, 재산피해 2,667억원에서 2012년에 43,249건의화재가발행하여인명피해 2,222명, 재산피해 2,890억원으로매년일정수준이상으로증가하고있다. 표 1 I 자연재난피해현황 구분 2009 2010 2011 인명피해 ( 명 ) 13 14 78 재산피해 ( 억원 ) 2,988 4,268 7,942 < 강릉시비닐하우스피해 (2011)> < 밀양시지방하천피해 (2011)> 출처 : 소방방재청 표 2 I 화재에의한피해 구분 2010 2011 2012 합계 41,318 43,875 43,249 화재건수 임야산불 2.209 3.003 2.691 산업시설 5,354 5,683 5,574 기타 ( 야외 ) 6,469 7,801 7,952 인명피해 ( 명 ) 1,892 1,862 2,222 재산피해 ( 억원 ) 2,667 2,565 2,890 출처 : 소방방재청 08 2013 정보분석보고서
무인항공기수요증가무인항공기수요세계적으로무인항공기의생산수요로는 2012년부터향후 10년간 87,557대를생산할것으로전망되고시장규모로생산추정수량을기준으로 551억달러가예상된다. 미국은무인전투기를개발하여실용화단계에이르고있으며, 민간용으로도연구가활발하다. 그림 3 무인항공기시장전망 (2012~2021) 출처 : 2012 세계방산시장연감, 국방기술품질원, 2012. 11 무인항공기의시장규모는 2012년도에 43억달러에서 2014년도에 51 억달러, 2015년도에 60억달러로성장이예상되며, 2016년이후에는성장세가크게변화없이지속될것으로예상된다. 무인항공기의세계시장에서향후 10년간미국업체가 66% 를차지할것으로예상되며, 현재진행하고있거나계획중에있는무인항공기생산규모는 29.4억달러이다. 우리나라의경우에는한국항공우주연구원에서개발한틸트로터형비행체 (TR-6X) 가세계에서처음으로상용화된다면연간 3조원대의수요가창출될것으로기대된다. 09 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
무인항공기경쟁구도 2013년부터 2017년까지전세계무인항공기기종별생산전망을살펴보면, 총 4,131대가생산이예상되며, 미국은 MQ-9 Reaper, JSSSM BLOCK 2 등 13 개기종, 프랑스는 MU-90, 독일이 DB2A4, 영국이 Spearfish 등을생산하고구매국은미국에서 9개기종, 중국이 3개기종, 영국이 1개기종을구매국으로예상된다. 표 3 I 주요무인항공기기종별향후생산전망 생산전망 기종 제조업체 2013 2014 2015 2016 2017 계 China UAV Payload MFR Varies 30 50 70 100 100 350 MQ-9 Reaper General Atomics 48 24 24 24 24 144 Reaper Payload General Atomics 48 24 24 24 24 144 JASSM BLOCK 1 Lockheed Martin 112 117 103 104 76 512 JASSM BLOCK 2 Lockheed Martin 33 47 55 117 214 466 MQ-4C Northrop Grumman 0 0 1 2 3 6 Tactical Tomahawk Raytheon 200 218 215 214 192 1,039 China UAV GCS MFR Varies 3 5 7 10 10 35 MQ-4B Northrop Grumman 3 0 3 3 0 9 MU-90 Eurotorp 110 117 103 105 100 535 MK 54 LHT Raytheon 110 123 180 178 190 781 MQ-8 Northrop Grumman 9 9 7 7 6 38 Spearfish BAE Systems 0 0 0 0 24 24 MQ-9 Predator B General Atomics 5 5 8 9 5 32 BAMS Payload Northrop Grumman 0 0 1 2 3 6 Global Hawk GCS Northrop Grumman 0 0 5 5 0 10 계 711 739 806 904 971 4,131 출처 : 2012 세계방산시장연감, 국방기술품질원, 2012.11 010 2013 정보분석보고서 2012년도무인항공기세계경쟁구도는미국이 68.9%, 유럽이 5.0%, 이스라엘이 2.9% 순이다. 유럽업체들은현재전체시장의 5% 미만을차지하고있으나, 향후그비율이증가할것으로예상되며, 프랑스는휴대가가능하면서도장시간전술임무를수행할수있는미니무
인항공기와수직이착륙이가능한고고도장거리장기체공형무인항공기의도입등유럽최대의무인항공기기단을계획하고있다. 영국은무인항공기기단을확대하기위하여탈레스 (Thales) 사의 Watchkeeper를채택하였다. 이외에도독일, 스페인, 네덜란드, 이탈리아, 그리스등도새로운구매계획이있어탈레스 (Thales) 사와 EADS 사는유럽무인항공기획득사업의최대수혜자가될것으로예상되며, 이스라엘의 IAI 와 Elbit 는무인항공기시장선점을위해해외업체와의제휴하는전략으로공격적인마케팅을벌이고있다. 일본은고고도장기체공형타입의글로벌호크 (Global Hawk) 를도입할계획을가지고있으며, 인도, 말레이시아, 파키스탄, 싱가포르, 대만, 인도네시아등이무인항공기획득을계획하고있다. 무인항공기운용이예상되는국가는 2012년부터 2021년까지미국이약 37% 을운용하고있으며, 중국이 19%, 일본이 4%, 인도와한국이 3% 이다. 미국의무인항공기수요 미국은무인항공기를최초로군사용으로개발하여아프가니스탄, 예멘에서대테러작전에서적용한사례가있으며, 경찰업무등비군사분야에서사용하기위해 2012년미국연방항공국 (Federal Aviation Administration, FAA) 의항공시스템에무인항공기를포함시켜활용할수있도록시험하고허가하는규정을도입, 2015년부터 2020년까지상업용무인항공기가 1만대이상운영될것으로예상된다. 특히, 국제무인시스템협회 (Association of Unmanned Vehicle System International, AUVSI) 는무인항공기의상업화이용에따라경제적효과로는 2025년까지 821억달러, 2018년까지신규일자리창출이 7만명으로추정하고있다. 미국의소형무인정찰기는 Northrop Grumman, General Atomics Aeronautical Systems, AAI Corporation, Boeing Integrated Systems 등에서생산하고있으며, 전세계소형무인정찰기생산의 66% 를차지하고있으며, 전체생산의 90% 가군수용로사용되고있다. 2010년이후 10 년동안 16,000여대에 360억달러의무인정찰기구 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 011
입이예상되며, 무인항공기개발비 290억달러로전세계무인항공기 R&D 투자비의 76% 가미국을통해이뤄질것으로예상된다. 표 4 I 미국의무인항공기투자계획 년도 구매대수 R&D규모 ( 달러 ) 년도 구매대수 R&D규모 ( 달러 ) 2011 2,270 19.9 2014 3,480 22 2012 3,695 21.5 2015 4,120 17 2013 3,340 22 2016 4,230 31 출처 : World UAV Systems, 2011 Market Profile and Forecast, Teal Group. 012 2013 정보분석보고서 미국은노스롭그루먼 (Northrop Grumman) 사와미해군 (Navy) 과합작하여개발중에있는 X-47B를 2013년도에시험비행예정이며, 향후무인전투기편대를보완할것을추정된다. 민간무인항공기은 NAS(National Airspace System) 와 FAA(Federal Aviation Association) 는무인항공기운행과관련하여민간영공관련협력관계를제휴하고있으며, 이를통해 2015년 9월이전에모든종류의무인항공기가특별규정의적용을받아전용영공을부여받게될것으로예상된다. 무인항공기주요생산업체인노스롭그루먼 (Northrop Grumman) 는미국로스앤젤레스에본사를두고있으며, 항공우주, 전자, 정보시스템사업등광범위한사업영역을가지고무인시스템, C4ISR 시스템, 보안관련장비및병참서비스는물론항공모함, 잠수함, 우주선시스템에이르기까지전세계 25 개국가를대상으로사업을펼치고있다. 또한, 유럽, 중동, 및아시아태평양지역에 30개가넘는지역사무소를두어현지사업네트워크를강화하고있다. 제널렐아토믹사 (General Atomics) 는 911테러로인해회사가급성장하였으며미공군은 60시스템을운용하는 15개의정찰대대중 3개의정찰대대에 170대의 MQ-1 Predator와 60 대의 MQ-9가있다. 향후최대 230대소요가예상된다. 미육군의주력무인항공기인 AAI사의 Pioneer는이라크에서 100,000시간비행시간과활용성이매우뛰어나미국방부는 44대의
무인항공기구매를계획하고있다. AeroVironment 사는 man-portable 이라는소형무인항공기를개발하여 1,000대의 Raven 을미육군의 2005년에납품하였고, SOCOM 이추가구매할가능성이있다. 유럽의무인항공기수요미국다음으로무인항공기수요가많은유럽은 5% 정도의점유율로잠재적수요는 2015년까지 13억달러에 50대정도이다. 독일은 AGS (Alliance Ground Surveillance) 프로그램이진행중이고, 프랑스와네덜란드가공동개발중에있는 EuroMALE은다양한수요에맞추고있다. 영국은 Qinetiq 가 HALE 을개발하고있으며, 미국과영국이 Northrop Grumman 의 Global Hawk 보다체공시간이오래가는무인항공기를연구중에있다. 또한, 태양열로구동하며 60,000ft 상공에서동작하고몇주동안비행할수있는무인항공기프로그램개발을 Qinetiq 이주도하고있다. 표 5 I 유럽의무인항공기수요 국가 타입 생산년도 Naval VTOL 2010 프랑스 HALE 2012-2014 Tactical 2009-2014 독일 Man-Protable 2008 Naval VTOL 2010 이탈리아 Medium 2008-2009 Tactical 2008 스웨덴 Tactical 2009 스위스 Medium 2009-2010 출처 : 2012 세계방산시장연감, 국방기술품질원, 2012 이스라엘의무인항공기수요세계적으로유명한무인항공기제작회사인 IAI 는 Pioneer, Searcher, Ranger, Hunter 등을생산하고있으며, 2016년까지약 1,000억달러 013 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
의이익창출을예상되고 BirdEye 를생산하여파리에어쇼에서선보였다. 무인항공기관련정부지원정책국방기술선진화및사회안전관련정책강화 2011년 9월국가과학기술위원회에서발표한국방과학기술진흥실행계획에의하면국방산업을신성장동력산업으로육성하고방산수출을 2020년에 100억달러수출을목표를하고있다. 특히경남지역은방위산업체가전국대비 60% 이상소재하고있으며, 자연재해나화재감사에적용이가능한무인항공기의관련산업인항공산업은우리나라선두기업인한국항공우주산업, 대한항공이부산경남에소재하고있다. 2012년 8월에발표한제1차산업융합발전기본계획 ( 안 ) 에의하면산업융합시대의미래의모습으로재해, 재난, 범죄, 환경오염, 에너지부족등이없는안심사회를추구하고있어무인화기술에대한지원정책이높아지고있다. 무인항공기기술정부지원강화 014 2013 정보분석보고서 한국항공우주연구원에서 2002년부터 2012년까지총 970억원의예산을투입하여개발한틸트로터형비행체 (TR-6X) 는헬리콥터처럼수직이륙가능한드론 (drone ㆍ윙윙거리는수벌 ) 으로테크항공, 퍼스텍등 10 개기업과 19개대학을포함해총 36 개기관이참여했다. 틸트로터형비행체 (TR-6X) 는 길이 5m, 폭 7m 로, 3km고도에서헬리콥터의 2배속도인시속 500km로 3시간동안비행할수있다. 헬리콥터처럼활주로없이수직이륙한뒤수평비행하며, 주야간감시카메라로찍은영상을실시간으로전송하며, 조이스틱모양의컨트롤러로원격조종 그림 4 틸트로터형비행체 (TR-6X)
하는기존소형무인항공기에서목표를설정한뒤몇개의중간경로지점을찍어주면스스로이지점들을통과하는자동비행기능도갖췄다. 주요임무로는활주로를건설하기힘든산악지역과군용은물론도로와해역감시, 해상수색및구조, 산불감시, 방사능탐지등민수용으로도폭넓게활용이예상된다. 이밖의몇몇업체들이군사용소형무인항공기시장을겨냥하여개발을하고있으며, 또한, 항공학과를둔국내여러대학들이무인항공기연구에많은관심을집중시키면서기술인재양성에기여하고있음은무척고무적인현상이라할수있다. 현재국방전력증강사업의일환으로서전술급무인항공기를국내연구개발로전력화하는계획과함께중고도무인항공기나무인전투기등의고성능ㆍ고기술무인항공기개발까지도계획되고있어미국등선진국들이그러하듯이국내무인항공기기술도군이선도해갈것으로보인다. 015 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
016 2013 정보분석보고서
무인항공기의이해
무인항공기의이해 무인항공기정의 018 2013 정보분석보고서 무인항공기는이스라엘에서처음개발한이래미국, 프랑스, 독일, 이탈리아등극소수국가에서만만들었을정도로고도의기술이요구된다. 무인항공기 (UAV) 는조종사가탑승하지않고지상에서원격으로조종하거나사전에입력된임무프로그램으로비행체가주위환경을인식하고판단하여스스로비행하는비행체를말한다. 사용용도로는광역영상및신호정보수집, 감시및정찰, 통신중계, 사람이접근하기가어려운오염지역이나넓은지역의화재나자연재난에대한정보를수집하는데사용된다. 운용목적에따라정찰용, 기만용, 공격용, 전투용, 표적용등으로분류할수있고, 특정임무를수행할수있도록적외선카메라, GPS, 열? 움직임감지센서등을통해지형, 지물, 사람등의동향을실시간으로감시, 정찰, 정밀공격등에활용하는무인항공기는통합체계라는의미로 UAS(Unmanned Aircraft System) 라고도불린다. 현재는주요군사용으로주로사용되고있으나, 사회안전망확보에필
요한민간용으로도시장이확대되고있는추세이며, 2010년기준무인항공기를개발한국가는 51개국에서 158종의무인항공기를운용중에있는것으로알려져있다. 무인항공기구성무인항공기는크게항공부문과지상시스템으로나누어지며, 항공부문의주된임무는카메라, 각종센서등을통하여정보를수집하여지상부문으로실시간전송하는것이며, 항공플랫폼센서부, 데이터의저장및전송등을수행한다. 우리나라에서개발한틸트로터형비행체 (TR-6X) 는회전익의호버링 (hovering, 공중에떠있는상태로정지해있는운용방식 ) 과고정익의순항 (cruise) 비행성능을가지는고정익의장점들을결합한형태이며, 비행체에장착된영상시스템으로주야간으로영상정보를수집하고제어시스템을통하여비행제어시스템자율비행을제어하는하는것을말한다. 지상부문은주로차량에의한시스템으로통제차량, 지상통신장비, 조종기, 도킹장비등이포함되며, 통제차량에는비행통제및감시장비, 임무장비통제및감시장비, 임무계획및통제장비가장착되어운용되고있다. 주된임무는항공부문으로부터정보를실시간으로수신하고영상정보를고속으로생성하는것으로플랫폼수신부와처리부로구성된다. 무인항공기분류 군사적목적에따른분류 무인항공기를군사적운용목적으로분류하면, 정찰용, 전자전용, 기만용, 공격용등으로분류하여운용목적은영상정보수집, 신호정보수집등으로나눈다. 표 6 I 군사적운용목적에따른분류 분류 운용목적 비고 정찰용 영상정보수집 EO, IR, SAR 장비탑재 기만용 대공기만, 방공화력소모유도 전자증폭기탑제 공격용 자폭형공격 미사일과같은소모성 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 019
분류 운용목적 비고 전투용 공대공, 공대지전투 미사일등으로무장하여전투수행후귀환 전자전용 신호정보수집, 전자공격 SIGINT, COMINT, DF 장비탑재 표적용 공대 / 지대공훈련용표적 회수형 ( 표적견인 ), 소모성 ( 무인항공기자체가표적 ) 통신중계용 통신중계 통신중계기탑제 원격측정용 기상관측, 화생방탐지 기상관측, 화학및생물학작용제탐지 탄도탄요격용 전구탄도탄요격 무인항공기에유도탄타배부스트 020 2013 정보분석보고서 정찰용무인항공기는대상지역의감시, 표적획득, 피해평가등을수행하기위해주야간영상정보를실시간으로수집이가능한무인항공기로구성하는장비들은운용목적및방식, 비행체의크기와수행하는임무에따라다르게구성되어진다. 일반적으로사용되는장비는비행체, 지상통제소, 이착륙통제소, 통신체계, 탑재임무장비 (Payload), 이착륙장비등의주장비와발전기, 수송차량등의지원장비로구성된다. 초소형정찰용무인항공기는일정규모이하의정찰을목적으로사용하는무인항공기로휴대가가능하고크기가작아잘눈에띄지않는장점으로적지상공에침투하여영상정보를수집한다. 기만용무인항공기는적레이더와같은방공망을기만하여교란시키는역할을수행하는것으로저가이면서소형이지만레이더상에는유인전투기, 전폭기, 대형전술기가기동하는것으로표시된다. 기만용무인항공기가적레이더와대공화기를유인하는동안, 유인전투기및전폭기, 무인공격기및전투기등의아군항공기는적레이더, 대공화기, 지상표적을공격한다. 이처럼상대적으로저가인기만용무인항공기를사용하여아군의인명및시설피해를최소화하고임무를성공적으로수행하는것이특징이다. 공격용무인항공기는레이더, 지상표적, 탄도미사일등의전술적목표물을파괴하는역할을하는무인항공기로적대공방어망을제압하고작전을수행하기위해적레이더망을파괴하는것은전술적으로중요한일이다. 한편, 적의대공방어망의핵심인레이더를파괴하기위해주로대레이더미사일이사용되었으나, 미사일은운용중에적의레이더작동을중지하게하여정확성이감소하게되는단점이있는반면에공격용무인
항공기는상공을선회하면서레이더의재가동을기다릴수있으므로적방공망을파괴하거나무력화하는데유리하다. 무인전투기 (UCAV : Unmanned Combat Aerial Vehicle) 는조종사가탑승하지않고지상원격조종또는자동조종비행하며, 유도폭탄, 미사일등이무장하고공대지또는공대공전투임무수행을목적으로운용되며, 스텔스기능을갖도록개발되고있는무인항공기로시스템구성은기체및탑재시스템을중심으로각종운용지원시스템등이포함된다. 유도탄과레이저유도폭탄을탑재한무인전투기는현재의유인전투기를대체또는보완하기위해개발되고있다. 유인전투기에비하여무인전투기는조종사가탑승하지않기때문에조종사의인간의생리적한계를초월한장시간의원거리임무수행은물론, 높은중력을견딜수있기때문에일반전투기보다훨씬뛰어난기동력을발휘할수있으며, 조종사피해를대폭줄일수있다는장점이있다. 성능에따른분류성능에따른무인항공기는출처리부터장거리에까지다양하며출처리, 저공침투등에사용되는전술무인항공기와고고도장치체공등전략무인항공기, 기만교란, 파괴살상등으로사용되는특수임무기로구분된다. 표 7 I 성능에따른무인항공기분류 구분 분류 순항거리 (km) 비행고도 (m) 시간 (hr) 마이크로 (250g이하) 10 250 1 미니 (25g이하) 10 150-300 10 출처리 10-30 3,000 2-4 전술무인항공기전략무인항공기 단거리 30-70 3,000 3-6 중거리 70-200 3-5,000 6-10 중거리체공 500 5,000-8,000 10-18 저공침투 250 50-9,000 0.5-1 저고도체공 500 3,000 24 중고도장기체공 500 5,000-8,000 24-48 고고도장기체공 2,000 5,000-15,000 24-48 성층권 2,000 20,000 48 021 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
구분분류순항거리 (km) 비행고도 (m) 시간 (hr) 무인전투기 1,500 10,000 2 특수임무기 파괴살상 300 3-4,000 3-4 기만교란용 500 50-5,000 4 출처 : 국가별국방과학기술수준조사서, 국방기술품질원, 2012 무인항공기특징및활용사례인명손실없이어려운조건에서다양한임무수행무인항공기는사람이접근하기가어려운오염지역이나오랜시간동안사람이탑승하지않아지상에서편리하고안전하게임무를수행할수있다는이점때문에매우빠르게발전하고있다. 무인항공기는유인항공기의발전이그러하였듯이현재의군사용위주에서다양한민간용으로운영이확산되고있으며, 세계각국은무인항공기의미래시장확보를위한기술경쟁이본격화되고있다. 최근에무인항공기의무게가 25g 이하의나노급초소형으로부터무게 12,000kg에 40시간이상의체공성능을가진대형에이르기까지수행하는임무에따라다양한형태와크기및성능으로개발ㆍ운용되고있다. 군사용으로활용 022 2013 정보분석보고서 무인항공기활용사례로는아프간과이라크전장에서미국의글로벌호크 (RQ-4 Global Hawk) 와프레데터를필두로한무인항공기들이 24시간쉴새없이최신정보를수집하여연합군의작전승리에기여하면서무인항공기의역할과위력이세상에널리알려지게되었다. 즉, 실시간으로적의움직임과목표에대한타격상황을생생하게전달해주는무인항공기의유용성이매스컴을통해전해지면서세계각국은무인항공기의가치와필요성에대한인식을새롭게하게되었고, 이제는안보를염려하는세계의거의모든나라들이무인항공기를운용하기위한준비를서두르고있다. 이러한군사용무인항공기는정찰감시, 작전통제, 무장공격, 통신중계, 전자전, 침투부대안내및재공급, 지뢰및화생방탐지, 요인암
살등현재에도그용도가매우다양하지만또다른임무를위한운용개념들이지속적으로발전하고있다. 범죄자추적용으로활용무인항공기산업은항공기산업의한부분으로써항공기술수준과산업역량을종합적으로구현하는지식기반산업이다. 제품개발주기가길고기술측면에서진입장벽이높으나진입성공시장기간의안정적수익을창출할수있는산업이다. 특히, 탑승하는조종사의생리나심리상태에제약을받지않고위험한지역의상황을한눈에탐지할수있으며가혹한비행조건에서운용이가능하며, 기체를대폭적으로소량및소형화하여임무에맞는크기로제작할수있어가격이유인항공기에비해저가이면서경제적이다. 무인항공기의활용범위로는범죄자나도난차량을뒤쫓고산악지대에서실종자수색작업, 소방관에게화재현장의고온위치등전달, 밭의물부족정보를수시로수집, 밭을망치는멧돼지격퇴, 동물사냥안내, 음식이나선물을배달도가능하다. 그림 5 무인항공기도난차량추적활용사례 재난용으로활용무인항공기의민간용으로의활용으로는안전운용을위한연구와법적ㆍ제도적준비가유럽과미국등선진국들을중심으로진행되고있으며, 우리나라도 2009년도부터국토해양부주관으로안전관리기술및운용 023 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
기준을만들고있다. 무인항공기활용으로는기상연구및환경파수꾼드론 ( 무인항공기 ) 은허리케인, 영하 40도극지탐사, 재난현장의료품전달임무도가능한드론은야생동물을관찰하고밀렵을감시부터허리케인과화산활동정보를수집하거나재난현장에서생존자를찾고의료품을전달하는역할도한다. 또한, 영국동물보호단체의불법여우사냥을감시하는드론은 NOAA 가개발하여소음이적은펭귄이나물개, 고래에게별영향을주지않고사진을찍을수있으며, 내부에는위성항법장치 (GPS) 와 3차원공간에서회전상태를파악하는자이로스코프, 이동상태를알려주는가속도센서를장착하여바다동물들의이동경로나생활상을연구하기도하고미항공우주국 (NASA) 은드론을과학연구에이용해왔다. 그림 6 무인항공기이용현황 미해양대기청 (NOAA) 극지바다사자, 펭귄, 고래추적 미항공우주국 (NASA) 성층권대기, 태풍, 화산, 산불연구 세계야생동물보고기금 (WWF) 인도, 네팔에서코뿔소불법사냥감시 미하버드대 -MIT 재난현장에백신, 의료품전달연구 024 2013 정보분석보고서 재해재난방지및피해조사, 원격탐사, 기상관측, 통신중계, 환경감시, 산불감시및진화, 밀입국감시, 지리정보수집, 화산관측, 토목및건축물구조안전검사등공공목적에서부터점차적으로확대가예상된다.
무인항공기특허기술트렌드
무인항공기특허기술트렌드 무인항공기에대한기술경쟁력분석을위해 KISTI에서보유하고있는정보분석툴인 OASIS( 정보분석연구소통합정보자원서비스, COMPAS) 시스템을이용하여 2001년부터 2012년까지무인항공기관련특허정보를검색하여정량분석을실시하였다. 이를기반으로하여항공시장, 국방과학기술수준, 무인항기기술수준등을비교하여상관관계를분석하였다. 특허기반무인항공기특허추이 026 2013 정보분석보고서 무인항공기특허트렌드분석을위해무인항공기관련핵심키워드를도출하여특허명칭 (simulat* or control* or navigation or monitor* or operat* or system or information or recover* or landing or image or sensor or track* or brak* or photo* or automat* or camera or network* or remote or communication or UAS or UAV or pacbots or ((Unmanned or pilotless or robot) and (Aircraft or aerial or flight or plane))) 과청구범위 (UAS or UAV or pacbots or ((Unmanned
or pilotless or robot) and (Aircraft or aerial or flight or plane))) 를조합하여검색한결과 529건이조사되었다. 연도별특허추이분석대상기간의연평균증가율은특허수기준 15.86%, 누적특허수기준 34.68% 인것으로조사되었다. 전체적으로살펴보면 2001년에특허출원건수가 20건에서 2004년까지증가하다가 2005년부터 2009년까지 27건에서 37건까지출원건수가증가및감소를하다가 2010년부터 2012년까지특허출원건수가급증하는것을알수있다. 한국특허수는 2006년 2건, 2008년부터 2010년까지 1건씩, 2011 년에 3건으로출원하였다. 표 8 I 성능에따른무인항공기종류 연도 특허수누적특허수 한국특허수 특허출원추이 2001 20 20 0 2002 24 44 0 2003 34 78 0 2004 36 114 0 2005 27 141 0 2006 43 184 2 2007 46 230 0 2008 34 264 1 2009 37 301 1 2010 59 360 1 2011 68 428 3 2012 101 529 1 출원인국가및연도별특허출원추이특허출원인국가를살펴보면전체 529건중미국이 58.41%(309 건 ), 일본 10.96%(58건 ), 독일 7.18%(38건 ), 한국은 9건 (1.7%) 으로 6위를차지하고있다. 한국의경우 2006년도특허출원건수가 2건에서 2008년부터 2012년까지특허출원건수가 7건으로증가하면서무인항공기에대한관심이높아지고있음을알수있다. 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 027
표 9 I 출원인국가별특허출원추이 순위 출원인국적 특허수 비중 (%) 국가별특허수 1 미국 309 58.41 2 일본 58 10.96 3 독일 38 7.18 4 스웨덴 13 2.46 5 이스라엘 12 2.27 6 한국 9 1.70 7 캐나다 7 1.32 8 대만 4 0.76 9 스위스 3 0.57 9 스페인 3 0.57 9 영국 3 0.57 9 핀란드 3 0.57 9 이탈리아 3 0.57 10 중국 2 0.38 미국의경우 2001년부터 2006년까지 9건에서 27건의특허출원에서 2008년을기점으로하여 2012년도에 63건의특허출원이급증하고있음을알수있다. 일본의경우에는 2001년도부터 2013년까지매년 3 건에서 8건까지특허출원하였다. 한국의경우에는 2006년, 2007년도에 2건씩출원하였으며, 2008년부터 2010년까지 1건씩출원하였고, 2011년도에 3건등총9건의특허를출원하였다. 표 10 I 출원인국가및연도별특허출원추이 028 2013 정보분석보고서 연도 2001-2006 2007-2012 2001 2002 2003 2004 2005 2006 계 2007 2008 2009 2010 2011 2012 계 합계 미국 9 9 15 22 13 27 95 30 15 23 38 45 63 214 309 일본 3 5 3 7 8 4 30 4 5 5 3 6 5 28 58 독일 2 2 5 2 1 0 12 3 2 4 6 5 6 26 38 스웨덴 0 2 2 0 0 3 7 3 1 1 0 0 1 6 13 이스라엘 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 9 12 12 한국 0 0 0 0 0 2 2 0 1 1 1 3 1 7 9 캐나다 0 2 0 0 1 1 4 0 0 0 0 1 2 3 7 대만 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 2 0 0 4 4 스위스 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 2 3 스페인 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 3 3
연도 2001-2006 2007-2012 2001 2002 2003 2004 2005 2006 계 2007 2008 2009 2010 2011 2012 계 합계 영국 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 2 3 핀란드 2 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0 0 0 0 3 이탈리아 0 0 2 1 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 3 중국 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 출원인별국가별무인항공기특허추이 출원인국적별특허수준분석 출원인국적별특허수준은특정기술분야전체특허의평균피인용수에대한특정국가발표특허의평균피인용수의비로서피인용수에기반을둔문헌의질적수준을평가하는지표이다. 특정국가의수준지수가 1.0인경우해당국가가발표한특허의평균피인용수가해당분야전체특허의평균피인용수와같음을의미하며, 1.0을초과하는경우는해당분야평균피인용수에비해높음을의미한다. 국가별특허의수준지수분석결과캐나다가가장높은값 (1.314) 을보여특허의피인용관점에서질적수준이가장우수한것으로나타났고분야별평균이상의수준을보이는국가는캐나다 (1.314), 스웨덴 (1.027) 이다. 한국의수준지수는 0.1를기록하였으며, 이는한국의질적수준이세계평균이하임을알수있다. 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 029
표 11 I 출원인국적별특허수준지수 국가특허수특허당수준지수출원인국적별특허수준지수피인용수 캐나다 7 7.286 1.314 스웨덴 13 5.692 1.027 독일 38 5.237 0.945 미국 309 4.851 0.875 스페인 3 4.667 0.842 일본 58 4.345 0.784 이탈리아 3 2.333 0.421 영국 3 1.667 0.301 핀란드 3 1.667 0.301 대만 4 1.25 0.225 스위스 3 0.667 0.12 이스라엘 12 0.667 0.12 한국 9 0.556 0.1 중국 2 0 0 030 2013 정보분석보고서 출원인국적별평균패밀리크기출원인국적별평균패밀리크기는동일한내용의특허를복수의국가에출원된경우의특허를패밀리 ( 대응 ) 특허라고하며, 패밀리특허가출원된국가의수를패밀리크기라한다. 이는다수의국가에서보호받을
가치가있는특허의경우패밀리크기가커지게된다. 특허의평균패밀리크기를분석한결과스위스가가장높은값 (18.3) 을보여특허의패밀리크기관점에서질적수준이가장우수한것으로나타내고있고, 분야평균이상의수준을보이는국가로는스위스 (2.92), 대만 (2.21), 스웨덴 (2.21), 이탈리아 (2.13), 한국 (1.58), 핀란드 (1.49), 독일 (1.175) 순이다. 한국의분야평균대비평균패밀리크기는 1.58을기록하였으며, 이는한국의질적수준이세계평균이상임을알수있다. 표 12 I 출원인국적별평균패밀리크기 국가 특허평균패밀리 분야평균대비 특허수대비평균패밀리크기 수 크기 평균패밀리크기 스위스 3 18.333 2.934 대만 4 17 2.721 스웨덴 13 13.846 2.216 이탈리아 3 13.333 2.134 한국 9 9.889 1.583 핀란드 3 9.333 1.494 독일 38 7.342 1.175 일본 58 7.121 1.14 미국 309 5.738 0.918 영국 3 4.667 0.747 캐나다 7 4.143 0.663 이스라엘 12 0.333 0.053 스페인 3 0.333 0.053 중국 2 0 0 031 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
무인항공기연관산업및기술경쟁력분석
무인항공기연관산업및기술경쟁력분석 특허기반항공산업경쟁력분석무인항공기는항공기관련핵심기술인비행체, 자동제어, 관제기술등이포함되어있어항공관련기술이축소판이라할수있다. 이에따라무인항공기의핵심기술을포함하고있는항공산업에대한산업경쟁력을살펴보면, 미국이전세계시장의 46.8%(2,012억달러 ), 프랑스가 12.3%(531억달러 ), 영국이 10.0%(431억달러 ) 이며, 한국은 0.2%(20억달러 ) 로 16위이다. 표 13 I 항공산업산업경쟁력 034 2013 정보분석보고서 순위 국가명 매출액 ( 억달러 ) 비중 고용 ( 만명 ) GDP대비매출액 주력분야 1 미국 2,012 46.8% 64.3 1.41 완제기, 엔진 2 프랑스 531 12.3% 16.0 1.86 완제기, 엔진 3 영국 431 10.0% 15.5 1.63 엔진, 부품 4 독일 320 7.4% 10.6 0.87 부품 5 캐나다 236 4.5% 8.3 1.69 중형항공기
순위 국가명 매출액 ( 억달러 ) 비중 고용 ( 만명 ) GDP대비매출액 주력분야 6 이태리 133 3.1% 5.1 0.58 부품 7 러시아 120 2.8% - 0.75 군용기, 중형기 8 일본 116 2.7% 3.1 0.24 부품 9 중국 80 1.9% - 0.18 군용기, 중형기 10 브라질 80 1.9% 2.5 0.50 중소형항공기 11 이스라엘 50 1.2% - 2.50 무인항공기, 부품 12 싱가폴 43 1.0% - 2.36 MRO 13 스웨덴 40 0.9% 2.2 0.83 군용기, 부품 14 스페인 38 0.9% 3.8 0.24 부품 15 스위스 30 0.7% 0.9 0.61 소형항공기 16 한국 20 0.5% 1.1 0.21 훈련기, 부품 세계시장매출액중차지하는비중 (2008 년 ) 출처 : 지식경제부 항공산업발전기본계획 2010~2019(2010. 1 월 ) 세계주요항공기제조업체현황을살펴보면유럽의 EADS 가 2008년기준항공매출이 633.0억달러이고다음으로미국의보잉사가 609.0 억달러, 미국의록히드마틴사가 427.3억달러순이다. 항공매출 10위이내에미국업체가 6개업체가분포되어있어미국업체의항공관련제조기술이세계최고로판단된다. 우리나라는 KAI 가항공매출이 7.6억달러로세계 67위이다. 표 14 I 세계 10 대항공업체현황 순위 주요완제기업체 ( 국가 ) 항공매출인당매출종업원수 ( 명 ) ( 억달러 ) ( 억달러 ) 1 EADS( 유럽 ) 633.0 118,349 5.3 2 Boeing( 미국 ) 609.0 162,200 3.7 3 Lockheed Martin( 미국 ) 427.3 146,000 2.9 4 Northrop Grumman ( 미국 ) 338.8 123,600 2.7 5 BAE Systems ( 영국 ) 309.2 94,000 3.2 6 General Dynamics( 미국 ) 290.0 92,300 3.1 7 United Technologies ( 미국 ) 245.4 223,100 2.6 8 Raytheon( 미국 ) 231.7 73,000 3.1 9 Finmeccanica ( 이태리 ) 230.3 73,398 3.1 10 Thales( 프랑스 ) 185.3 63,248 2.9 67 KAI ( 한국 ) 7.6 2,848 2.6 주 : EADS, Lockheed Martin, BAE, Northrop Grumman, Raytheon, Thales 의항공부문매출은일부방산부문포함 출처 : 2009 Aerospace Top100 (Flight Int l, PriceWaterhouseCoopers) 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 035
우리나라항공업체의 2008년도기준매출기준으로 KAI 가 9,101억원, 삼성테크윈이 4,682억원, 대한항공 3,580억원이다. 표 15 I 국내주요항공업체현황 순위 업체명 항공매출 ( 억원 ) 종업원수 ( 항공부문, 명 ) 비고 1 KAI 9,101 2,950(2,950) 완제기, MRO 2 삼성테크윈 4,682 4,188(969) 엔진 3 대한항공 3,580 15,158(2,533) MRO, 기체구조 4 LIG넥스원 2.097 2,344(168) 항공전자 5 ( 주 ) 한화 479 3,031(234) 유압부품 6 삼성탈레스 384 1,600(200) 항공전자 7 현대위아 356 1,967(30) 착륙장치 8 쎄트렉아이 208 108 소형위성 9 위다스 201 101(28) 안전진단장비 10 제일정공 193 58(20) 금형부품 11 현항공산업 162 100 구조부품 12 아스트 152 196(188) 구조부품 13 한벨헬리콥터 126 123 회전익기 14 수성기체 104 95(89) 구조부품 15 다윈프릭션 99 40 항공소재 출처 : 항공산업발전기본계획 2010~2019, 지식경제부 (2010.1월 ) 특허건수대비항공산업경쟁력비교 036 2013 정보분석보고서 항공시장은미국이전세계의시장에서 46.8%(2008년기준 ) 차지하고있고기술수준도세계최고로항공산업의기준이되는미국특허를기반으로하여특허건수와항공시장을비교하였다. 항공시장은지식경제부에서발표한항공산업발전기본계획 (2010-2019) 을출처로하여 2012년도시장을추정하였다. 특허출원건수와항공시장을비교해보면미국이특허건수가 309건에항공시장이 2,372억달러로세계최고수준이고영국의경우특허건수가 3건인데비해항공시장은 508억달러로분석되었고한국은특허건수가 9건인데비해항공시장은 24억달러로낮은편이다.
표 16 I 특허출원건수대비항공산업경쟁력비교 ( 단위 : 건, 억달러 ) 구분미국이스독일영국이탈중국스웨덴한국일본캐나다스페인라엘리아 특허출원건수 (2001-2012) 항공시장 (2012) 309 12 38 3 3 2 13 9 58 7 3 2,372 59 377 508 157 94 45 24 137 278 45 출처 : 항공산업발전기본계획 2010~2019, 지식경제부 (2010.1 월 ), KISTI 재조정 특허기반국방과학기술경쟁력분석 국방과학기술수준은선진국방기술을보유하고있는국가를대상으로 8 대전략분야 24개무기체계분야의기술수준을조사한것이다. 조사방법은산학연군전문가를대상으로델파이조사를수행하여최고기술보유국의기술수준을 100% 으로하고조사대상국가의기술수준을상대적인숫자로지수한것이다. 주요조사대상은감시정찰, 지휘통제통신, 기동, 함정, 항공우주, 화력, 방호, 기타로구분되며무인항공기는항공우주분야에포함되어있다. 주요국가별 2010년대비 2012년도의국방기술수준을살펴보면미국의경우최고선진국을유지하고있으며, 감시정찰, 지휘통제, 항공 우 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 037
038 2013 정보분석보고서 주, 함정, 화력분야등전 ( 全 ) 분야에걸쳐최고수준의기술기반, 자체계발능력, 생산역량을확보및신개념기술을개발하고있으며, 특히감시정찰, 지휘통제, 정밀타격체계간합동성및상호운용성을극대화하는 C4ISR-PGM 개념을선도하고있다. 프랑스는기술수준이 91% 에서 92% 로상승하였으며, 감시정찰및항공 우주분야의상승견인 ( 탈레스사의방공레이더및육상용다기능레이더 (MFR) 분야에서미국과경쟁이가능한레이더개발능력보유, 회전익체계는 X-3 에이은 X-4 를개발중에있다. 러시아의기술수준은 2010년과동일하게 90% 를유지하고있으며, 무기체계별로일부등락이있으나전체적으로는과년도수준을유지이며, 고속로켓추진을이용한대어뢰용어뢰에대한연구를추진중이며, 초공동탄환개발등초공동현상을이용한수중무기체계와관련기술개발을활발히수행중에있다. 영국은 2010년과동일하게 90% 를유지하고있으며, 무기체계별로일부등락이있으나전체적으로는과년도수준을유지 ( DII(F) 프로그램을통해 2005년부터 2015년까지국방부의개별정보시스템을하나의효율적인정보기반체계로대체중에있고, 최신이지스함정인 Daring급 (Type 45) 을 2016년까지총 6척을취역시킬예정이며차기항공모함인 Queen Elizabeth 호도 2016년취역을목표로자체건조중에있다. 독일은 2010년과동일하게 90% 를유지하고있으며, 무기체계별로일부등락이있으나전체적으로는과년도수준을유지 (TerraSAR-X 후속프로그램이진행중으로, 2016년개발목표인 TerraSAR-X2는해상도를 25~50cm로향상시킬계획으로, 광대역고해상도영상획득이가능한 HRWS(High Resolution Wide Swath) 개념이적용, 로켓엔진을사용한요격어뢰인 SEASPIDER 개발중에있다. 일본은 2010년과동일하게 90% 를유지하고있으며, 무기체계별로일부등락이있으나전체적으로는과년도수준을유지 ( 사거리 350km이상, 램제트엔진을이용한초음속공대함유도무기 (XASM-3) 및초음속함대함유도무기 (XSSM-2) 등첨단유도무기개발진행, 2014년까지광학군사위성 레이더군사위성각 2기운용으로주 야간정보수집능력
확대예정예정이다. 이스라엘은 2010년 83% 에서 2012년 84% 으로상승하였고, 감시정찰, 항공 우주, 방공분야의상승견인 (ELTA 사의레이더개발역량증대, EO/IR 센서개발선도, 무인항공기수출증대, 탄도탄방어체계인 Arrow 시리즈를개량중에있다. 중국은 2010년 81% 에서 2012년 82% 으로상승하였고, 항공 우주, 함정, 방공분야의상승견인 ( 항법위성인북두체계운용시작및우주정거장도킹성공, 항공모함인 Varyag( 쉬랑 ( 施琅 )) 함시험운항, 지대공유도무기개량체계를이용한탄도탄요격을성공하였다. 이탈리아는 2010년 80% 에서 2012년 82% 으로상승하였고, 감시정찰, 함정, 항공 우주분야상승견인 ( 고해상 SAR 체계를탑재한감시정찰위성인 Cosmos-Skymed 1~4 호기자체개발, 항모운용국으로차세대방공구축함 Andrea Doria(Horizon) 급건조, 공격 / 기동회전익체계를개발중에있다. 스웨덴은 2010년 79% 에서 2012년 80% 으로상승하였고, 감시정찰및함정분야상승견인 ( 항공기탐재사격통제레이더인 PS-05/A 개랑및능동위상배열구조의공중조기경보레이더 Erieye 개발, 함정스텔스분야의세계최고기술을보유하고있다. 한국은 2010년 78% 에서 2012년 80% 으로상승하였고, 감시정찰, 지휘통제통신, 기동, 함정, 항공 우주분야인능동선형위상배열레이더개발, 사령부급인전략및육해공전술C4I 의지속개량및대대급이하 C2 체계인 B2CS 구축중, 전차의능동방호체계와한국형기동헬기및틸트로터무인항공기개발, 209 급개량형잠수함의인도네시아수출등으로기술수준상승에기여하였다. 캐나다는 2010년 73% 에서 2012년 74% 으로상승하였고, 감시정찰및함정분야상승견인 (MDA 사의위성 SAR 체계개발운용및 Wireless SAR 시제개발, CPF(Canadian Patrol Frigate) 프로그램추진과수중방사소음과같은함정특수성능분야에서기술를보유하고있다. 인도는 2010년 71% 에서 2012년 73% 으로상승하였고, 함정, 기동, 화력분야상승견인 ( 항모운용국으로서프랑스와러시아로부터의기술도입 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 039
을통한 Indigenous Aircraft Carrier급항모건조중및 Arihant 급핵추진잠수함시험운항중, 차세대주력전차 (FMBT: Future Main Battle Tank) 에대한요구사항을 2010년확정발표했으며, 인도국방연구개발기관인 DRDO 가 2020년까지개발예정이다. 스페인은 2010년 71% 에서 2012년 72% 으로상승하였고, 감시정찰및지휘통제통신분야인수동위상배열방식의지상용중 / 장거리 3차원방공레이더분야에서자체레이더개발능력을보유, 군단부터플랫폼수준까지지휘통제및감시정찰기능을제공하는 ne.on 기반의육군및해군지휘통제체계를구축및아랍에미레이트에수출등으로기술수준상승에기여하였다. 미국은 2008년이후부터최고의기술을확보하고있으며, 군사기술분야에서최고선진국지위를확고부동하게유지하고있다. 다음으로는프랑스, 러시아, 영국, 독일이거의비슷한기술수준을보유하고있지만프랑스가미국대비 92% 수준으로감시정찰, 항공, 우주분야에기술우위를유지하고있다. 일본과이스라엘이 84%, 중국과이탈리아가 82%, 스웨덴과한국이 80% 수준으로공동 10위이다. 표 17 I 국가별국방과학기술수준 구분미국이스독일영국이탈중국스웨덴한국일본캐나다스페인라엘리아 2010 100 83 90 90 80 81 79 78 84 73 71 2012 100 84 90 90 82 82 80 80 84 74 72 출처 : 국방과학기술수준조사서, 2012. 9, 국방기술품질원 040 2013 정보분석보고서 특허대비국방과학기술수준을비교해보면미국이 309건특허건수에국방과학기술수준은 100% 이고, 독일의경우에는특허출원 38건에국방과학기술수준이 90% 으로우위를확보하고있고, 일본의경우에는특허건수가 58건인데비해국방과학기술수준은 84% 으로상대적으로낮다. 한국의경우에는특허건수 9건에국방과학기술수준은 2010년대비 2% 가상승하여 80% 로향후기술수준이상승할것으로예상된다. 프랑스와러시아는특허건수가조사되지않아국방과학기술수준비교에서제외하였다.
표 18 I 특허출원건수대비국방과학기술수준비교 구분미국이스독일영국이탈중국스웨덴한국일본캐나다스페인라엘리아 특허출원건수 (2001-2012) 309 12 38 3 3 2 13 9 58 7 3 국방과학기술수준 100 84 90 90 82 82 80 80 84 74 72 (2012) 출처 : 국방과학기술수준 (2012 국방과학기술수준조사서, 국방기술품질원 ) 041 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
무인항공기기술경쟁력분석
무인항공기기술경쟁력분석 무인항공기기술트렌드 무인항공기개발국가 044 2013 정보분석보고서 세계적으로무인항공기는 2010년현재 51 개국 158종을개발하여운용중에있으며, 군사용에서민수용으로확산되고있다. 미국은세계에서가장많은예산을투입하여가장다양한무인항공기를개발하고있고 MAV 와같은아주작은소형무인항공기로부터글로벌호크와같은대형고성능무인항공기, 정찰과공격임무를동시에수행하는프레데터와리퍼, 이착륙편의성과연료효율의향상으로비행속도와체공시간을연장한 A160 허밍버드, 전투기처럼지상폭격과공중전이가능한 UCAV, 수소연료를사용하여고고도에서일주일이상의장기체공이가능한글로벌옵서버와팬텀아이, 태양에너지를이용하여수주이상체공을목표로개발중인패스파인더등상당히많은무인항공기를개발하고운용하면서이분야기술을선도하고있다.
이스라엘은우수한항공전자기술력을바탕으로전술무인항공기분야에서세계최고의기술력을인정받고있다. 특히실전장에서의전투경험을잘반영하여콤팩트하면서도운용이간편한실전형이라는장점으로인해세계여러나라들에기술및제품을수출하고있다. 프랑스, 독일, 영국, 이탈리아등의유럽국가들과중국, 싱가포르등의아시아여러나라들도안보상의목적으로국가적지원하에자국수요의무인항공기개발을우선하면서장차확대가예상되는세계시장으로의진출도준비하고있다. 특히중국은최근들어전술급무인항공기로부터고고도무인항공기및무인전투기까지자체개발하면서무인항공기수출에있어서도영향력을넓혀가고있어주변국가들은물론이고미국을긴장시키고있다. 우리나라는 2000년대초, 군단정찰용무인항공기 ( 송골매 ) 를운용하기시작하면서세계적인개발붐에편승하여본격적으로개발을시작하였다. 현재도국책연구기관과대학및업체등에서다양한성능의무인항공기개발이활발히진행되고있어조만간선진국기술을따라잡을수있을것이란기대를가지고있다. 무인항공기개발전망 2020 년대중반, 완전자율화된무인항공기등장예상 오늘날세계각국은보다나은성능을가진다양한용도의무인항공기개발을위해많은예산과노력을투자하고있어우리의상상을넘어서는초고성능을가진무인항공기도개발될수있을것이다. 이러한기술발전은군사용과더불어민수용으로의활용가능분야도증가할것으로예상한다. 군사용무인항공기가전장에투입된초기에는기체의규모가작고행동반경, 센서능력, 통신능력등에대한기술적제한으로그운용또한국지적이었으나, 오늘날에는기체규모면에서초소형부터대형까지체계성능면에서더빠르고더높게, 탑재장비면에서는다기능고성능으로네트워크면에서도실시간운용효과를기대할수있을정도로의기술발전이가능하게되었다. 이에따라사용자의요구도점점늘어나는임무반경과여러종류의임무장비를하나의기체에탑재하여대량의정보처리와전송이가능한기술발전이가속도를내고있다. 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 045
민수용무인항공기개발의진전을보이기위해서는공역및주파수등의제도적기반조성과함께정확하고안전한운용을위한높은신뢰성과생존성, 자동화및자율화율의향상이요구되고있으며, 극소형전자기계부품및배터리기술의발전에따른소형화기술의향상, 그리고작은공간에서도안전한이착륙이가능하고적은인원으로도손쉽게운용할수있도록비행및운용체계의단순화가요구되고있다. 무인항공기운용에필요한동력원으로태양열, 연료전지, 고성능배터리등친환경적에너지를사용하여장기간주어진임무를수행하는장기체공형무인항공기개발이주목을받고있다. 향후, 무인항공기는 2020년대중반에는지상조종사가필요없이자율형무인항공기가등장할것으로예상된다. 2030년대에는무인항공기스스로주위환경을인식하고형태를변화시킬수도있을것이며, 2040년대가되면아마도집파리보다도더작은무인항공기가오랜시간주어진임무를수행할수도있을것으로기대하고있다. 인공위성을통해미사일장착한프레데터원격조정 046 2013 정보분석보고서 무인전투기는스텔스기술을적용한차세대무인전투기와무인정찰기에무기를장착하는개념으로나누어지며, 현재미군이운영하고있는프레데터무장형 (Predator MQ-1) 이나리퍼 (Reaper, MQ-9) 가있다. 무인항공기에사용되는명칭의 Q는무인항공기와이를운용하는데필요한여러지상장비를포함하는개념인기체무인항공기체계 (UAS) 를총칭하며, RQ 는정찰용무인항공기, MQ 는다목적무인항공기, 즉무장형무인항공기를의미한다. RQ-1 정찰용프레데터는 1996년부터배치되어미공군과중앙정보국에서운용하고있으며, 아프가니스탄에서 2002년 2월무장형프레데터 MQ-1 으로알카에다의지도자가탄자동차를미사일로요격하여사살함으로써무인공격기의유용성을입증한바가있다. 이후로무장형프레데터는아프가니스탄, 파키스탄, 예멘등에서정찰및공격임무를수행하였으며, 특히 2002년 12 월이라크에서는스팅거미사일을장착한프레데터가이라크군의 Mig-25와교전하였으나격추되어무인항공기
최초의공중전으로기록되기도했다. 프레데터의확장형개념으로개발된 MQ-9 은 2003년에초도비행을한시제기를실전에배치하여운용하였으며, 2006년리퍼로명명되었다. 리퍼는무장운용능력을우선하여개발되었기때문에 100lb 급의헬파이어미사일을 16발까지장착할수있으며, 2발의 500lb 급레이저유도폭탄과 500lb 급의합동직격탄의장착및운용도가능하다. 표 19 I 프레데터무장형과리퍼제원 구분 프레데터무장형 (Predator MQ-1) 리퍼제원 (Reaper MQ-9) 길이 (m) 8.23 10.97 날개폭 (m) 16.7 20.12 엔진 105hp Rolax 914 4행정터보엔진 940shp 허니웰사터보프롭엔진 최대이륙중량 (kg) 1,020 4,762 연료중량 (kg) 249.4 1,361 외부장착중량 (kg) 135kg 1,360 최대수평속도 (km/h) 222(138mph) 444(276mph) 운용속도 (km/h) 135(84mph) 333(207mph) 최대운용고도 (m) 7,620 15,240 운용비행시간 최대 40( 보통 24) 32 사진 출처 : 2012 국방과학기술수준조사서, 국방기술품질원 항공모함에서자동이착륙무인전투기도개발중 차세대무인항공기는 MQ-1 이나 MQ-9 같은무인공격기와병행하여스텔스기술을적용한개념의무인전투기로 2005년까지 J-UCAS 프로젝트를통해미공군과미해군용무인전투기시범기를개발하였다. 현재항공모함에서운용할수있는무인전투기 (UCAS-Navy) 는 12시간이상의지속적인감시가가능하고종심타격및적방공망제압임무수행이가능한무인전투기개발을목표로하고있다. 2007년부터는노스롭-그루만사의 X-47B를기반으로기술시범기 047 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
(UCAS-D) 사업을 2013년까지진행하고, 이후전력화개발을할예정으로알려져있다. X-47B는스텔스를고려한전익기형태로 4,500lb 의내부무장을하고 6,482km을비행하는것을목표로하고있다. 그림 7 스텔스무인전투기 048 2013 정보분석보고서 러시아는자세한내용은알려지지않았으나, 미그사에서개발중인무인전투기스캣을 2007년모스크바에어쇼에서공개하였으며, 주요제원으로는날개길이 11.5m, 동체길이 10.25m에최대이륙중량 10톤으로작전반경2천km, 내부무장능력2톤을목표로하고있다. 유럽은스텔스기술을적용한차세대개념의무인전투기에대한군의소요는없지만프랑스를중심으로스웨덴, 스페인, 이탈리아, 그리스, 스위스등이함께뉴런 (neuron) 이라는기술시범기를개발하고있다. 뉴런시범기개발사업에서프랑스의다소사가총조립및비행제어시스템개발을담당하고, 스페인 EADS 사는주익및지상장비, 데이터링크통합, 스위스 RUAG 사는풍동시험및무장통합, 스웨덴 SAAB사는기체설계, 감항인증, 노즐, 항공전자, 연료계통및비행시험일부, 그리스는후방동체및배기구, 이탈리아알레니아사는내부무장, 전기계통, 에어데이터시스템과지상및비행시험일부를담당하고있다. 레이더와적외선에대한저피탐스텔스기술과네트워크환경하에서의내부무장을이용한공대지임무수행능력을확보하고, 비행시험을통해시범을보이는것을목표로하고있다. 우리나라는 KT-1, T-50 훈련기국내개발과한국형기동헬기개발사업을통해상당수준의관련기술을확보하고있으며최근, 한국형전투기 (KF-X) 개발을진행중에있다.
무인항공기기술경쟁력분석 2010년무인항공기분야의기술수준은미국, 이스라엘, 프랑스, 독일이최고의기술을보유하고있으며, 영국, 중국, 이탈리아, 스웨덴, 러시아, 한국, 일본순이다. 우리나라의무인항공기의기술수준은미국을기준으로 84% 수준으로미국, 이스라엘, 프랑스, 독일, 영국, 러시아에이어 7위로항공기술에있어선진국으로평가받는캐나다, 스페인등에비해높은기술수준으로분석된것은고무적이다. 무인항공기는비행체, 정보통신등고도의기술로 2012년도무인항공기기술수준을살펴보면, 미국이 100%, 이스라엘이 95%, 프랑스 93%, 한국은 2008년 11 위에서 2012년 10 위권으로상승하였다. 표 20 I 무인항공기체계국가별기술수준 국가명 기술수준 (%) 주요내용 2010 2012 - 대형무인항공기, 스텔스형상무인항공기실전배치등세계최고기술보유 미국 100 100 - 글로벌호크, 프레데터, 리퍼, 이글아이등우수한무인항공기개발 - 무인전투기 2015년전력화목표로 UCAS-D 프로그램을진행중임 이스라엘 95 95 프랑스 88 93 - 무인항공기분야에서최고의기술경쟁력보유국 - 하피와같은레이더공격용무인항공기, Heron1/Searcher 등수출 - 세계적인비행체기술보유, 이스라엘과 Eagle-I 공동개발경험보유 - 유럽과공동으로무인전투기 Neuron 개발주도 독일 87 92 - 미국의 Global Hawk 를기반으로 Euro Hawk 개발중 영국 81 91 - 세계적인비행체기술보유 러시아 79 87 이태리 78 84 중국 78 84 - 군용항공기술미국과대등한기술보유국 - 비행체기술은세계적인수준 - HALE, 무인전투기, Neuron 개발에참여하고있음. - 유럽국가들에비해항공기술이뒤쳐지고있음. - 항공전자, 통신, 항법시스템 (GPS) 이기술수준낮음 - 전술급무인항공기개발중 스웨덴 77 80 - 헬기형무인항공기 Skeldar 시제기를개발중, Neuron 개발참여 한국 76 84 일본 74 84 - 근접감시무인항공기, 중고도무인항공기, 스마트무인항공기등을개발중 - IT 산업관련무인항공기분야기술수준높음. - 로봇산업분야최고기술보유국, 무인항공기기술성장가능 - 고고도무인항공기개발진행중 캐나다 67 71 - 무인항공기산업이발전할자연조건이나기술력은낮음 스페인 66 75 - Neron 개발에참여하고있는것으로알려져있음. 출처 : 2012 년국방과학기술조사서, 국방기술품질원 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 049
현재항공기개발은무인화에맞춰진행되고있으며, 무인화에서요구하는핵심기술은 IT 기술로, 50% 이상이적용되고있어, 국내 IT 기술은선진국대비기술격차가상대적으로적어가시적인성과가다른분야에비해상대적으로빠르게나타날가능성이높다. 2010년도무인항공기는군단급용으로개발하여실전운용중이며, 무선정보통신및정보서비스, 인공지능, 운항시스템등스마트기술분야와관련된 IT 산업무인항공기분야의기술수준은높은편이나, 엔진, 임무장비, 센서등은전량수입에의존하고있다. IT 기술은무인항공기의에적용가능성이매우크다. 향후, 스마트무인항공기를개발한다면연간약 3조원의직접수요가있을것으로예측된다. 주요부품별기술수준을종합해보면기술수준이 76% 이고체계종합기술, 기체기술, 추진기술, 비행조종기술, 항공전자기술, 임무운용기술등 6개의부품으로구성되며, 항공전자기술과임무운용기술이 77-78% 수준이나추진기술은 68% 수준이다. 프랑스와러시아는특허건수가조사되지않아국방과학기술수준비교에서제외하였다. 표 21 I 특허출원건수대비무인항공기기술수준비교 구분미국이스독일영국이탈중국스웨덴한국일본캐나다스페인라엘리아 특허출원건수 (2001-2012) 무인항공기기술수준 (2012) 309 12 38 3 3 2 13 9 58 7 3 100 95 92 91 84 84 80 84 84 71 75 050 2013 정보분석보고서
출처 : 무인항공기기술수준 (2012 국방과학기술수준조사서, 국방기술품질원 ) 051 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
무인항공기핵심경쟁자분석
무인항공기핵심경쟁자분석 출원인별특허추이특허의출원인을분석한결과하니웰인터내셔널이전체 529건의특허중 0.12%(30건 ) 로가장많은특허를출원하였으며, 보잉사가 0.11%(27건 ), 록히드마틴사가 0.10%(25건 ) 순으로나타내고있다. 표 22 I 출원인별특허출원수 순위 출원인 특허수 비중 (%) 1 하니웰인터내셔널 (Honeywell International Inc. US) 30 0.12 2 보잉사 (The Boeing Company, US) 27 0.11 3 록히드마틴사 (Lockheed Martin Corporation, US) 25 0.1 054 2013 정보분석보고서 4 인시튜그룹사 (The Insitu Group, Inc. US) 11 0.04 4 아이비엠 (International Business Machines Corporation, US) 11 0.04 6 어플라이드머티리얼즈사 (Applied Materials, Inc. US) 10 0.04 7 소니 (Sony Corporation, JP) 9 0.04 8 인시튜사 (Insitu, Inc. US) 8 0.03 8 지멘스악티엔게젤샤프트 (Siemens Aktiengesellschaft, DE) 8 0.03
순위 출원인 특허수 비중 (%) 8 레이시언사 (Raytheon Company, US) 8 0.03 8 미해군 (The United States of America as represented by the Secretary of the Navy, US) 8 0.03 출원인별연도별특허수무인항공기출원인별특허추이를살펴보면 2001년부터 2004년까지최대 2건이하의특허건수에서 2005년을기점으로보잉사가 3건, 2006년에인시튜그룹사가 9건, 2007년부터 2009년까지는 2-4건, 2010년도에록히드마틴사가 5건, 하이웰인터내셔널가 2011년도에 10건에서 2012년에 16건으로다른출원인들도특허출원건수가증가함을알수있다. 표 23 I 출원인별연도별특허수 구분 2001-2006 2007-2012 2001 2002 2003 2004 2005 2006 계 2007 2008 2009 2010 2011 2012 계 합계 하니웰인터내셔널 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 10 16 30 30 보잉사 0 0 1 1 3 2 7 2 4 0 4 6 4 20 27 록히드마틴사 1 1 1 1 1 0 5 2 2 1 5 5 5 20 25 인시튜그룹사 0 0 0 0 0 9 9 2 0 0 0 0 0 2 11 아이비엠 0 0 0 0 1 3 4 3 1 2 0 1 0 7 11 055 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
구분 2001-2006 2007-2012 2001 2002 2003 2004 2005 2006 계 2007 2008 2009 2010 2011 2012 계 합계 어플라이드머티리얼즈사 1 1 1 2 0 1 6 1 0 0 1 0 2 4 10 소니 0 1 1 1 2 2 7 0 0 0 0 1 1 2 9 인시튜사 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 4 0 1 8 8 지멘스악티엔게젤샤프트 1 0 1 0 0 0 2 0 1 2 1 2 0 6 8 레이시언사 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 1 2 3 6 8 미해군 0 0 0 1 1 1 3 0 0 1 1 1 2 5 8 출원인별특허수준분석 056 2013 정보분석보고서 출원인별특허수준분석은특정기술분야전체특허의평균피인용수에대한특정출원인발표특허의평균피인용수의비로서피인용수에기반을둔문헌의질적수준을평가하는지표로특정출원인의수준지수가 1.0인경우해당출원인이발표한특허의평균피인용수가해당분야전체특허의평균피인용수와같음을의미하며, 1.0을초과하는경우는해당분야평균피인용수에비해높음을의미한다.
표 24 I 출원인별특허수준지수 구분 특허수 특허당피인용수 수준지수 소니사 9 11.556 2.084 어플라이드머티리얼즈사 10 9.8 1.768 아이비엠 11 5.455 0.984 인시튜그룹사 11 5.091 0.918 미해군 8 4.25 0.767 보잉사 27 3.63 0.655 지멘스악티엔게젤샤프트 8 3.625 0.654 록히드마틴사 25 2.2 0.397 레이시언사 8 2.125 0.383 인시튜사 8 1 0.18 하니웰인터내셔널 30 0.433 0.078 해당기술의출원인별수준지수분석결과소니사가가장높은값 (2.084) 을보여특허의피인용관점에서질적수준이가장우수한것으로조사되었으며, 분야평균이상의수준을보이는출원인으로는시코르스키소니사 (2.084), 아이비엠 (1.303), 어플라이드머티리얼즈사 (1.768) 순이다. 057 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
그림 8 출원인별특허수대비수준지수 출원인별평균패밀리크기 058 2013 정보분석보고서 출원인별평균패밀리크기는동일한특허를복수의국가에출원된경우이들특허를패밀리 ( 대응 ) 특허라고하며, 패밀리특허가출원된국가의수를패밀리크기라말하며, 다수의국가에서보호받을가치가있는특허의경우패밀리크기가커지게되며, 특허의가치를나타내는지표로사용될수있다. 특허의평균패밀리크기분석결과인시튜사이 ( 가 ) 가장높은값 (11.75) 을보여특허의패밀리크기관점에서질적수준이가장우수한것으로조사되었으며, 분야평균이상의수준을보이는출원인으로는인시튜사 (1.881), Applied Materials, Inc.(1.745), Siemens Aktiengesellschaft(1.541), The Insitu Group, Inc.(1.295), 아이비엠 (1.135) 이 ( 가 ) 있음. 순이다.
표 25 I 출원인별평균패밀리크기 출원인 특허수 평균패밀리크기 분야평균대비평균패밀리크기 인시튜사 8 11.75 1.881 어플라이드머티리얼즈사 10 10.9 1.745 지멘스악티엔게젤샤프트 8 9.625 1.541 인시튜그룹사 11 8.091 1.295 아이비엠 11 7.091 1.135 록히드마틴사 25 5.12 0.82 소니사 9 5.111 0.818 미해군 8 4.5 0.72 레이시언사 8 4.125 0.66 보잉사 27 3.815 0.611 하니웰인터내셔널 30 1.433 0.229 국내경쟁자분석 한국특허의출원인을분석한결과삼성전자 ( 주 ) 가전체 529건의특허중 0.02%(5건 ) 를점유하고있다. 059 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
표 26 I 한국특허출원인별연도별특허수 구분 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 특허수계비중 (%) 삼성전자 ( 주 ) 0 0 0 1 0 1 0 1 2 1 5 0.02 전자통신연구원 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0.01 LG 전자 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 옹스트롬 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 진옥신 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 한국특허출원인별특허수준분석출원인별특허수준분석특정기술분야전체특허의평균피인용수에대한특정출원인발표특허의평균피인용수의비로서피인용수에기반을둔문헌의질적수준을평가하는지표로특정출원인의수준지수가 1.0인경우해당출원인이발표한논문의평균피인용수가해당분야전체논문의평균피인용수와같음을의미하며, 1.0을초과하는경우는해당분야평균피인용수에비해높음을의미한다. 표 27 I 출원인별특허수준지수 출원인 특허수 특허당피인용수 수준지수 전자통신연구원 1 3 0.541 옹스트롬 1 2 0.361 LG전자 ( 주 ) 1 0 0 진옥신 1 0 0 삼성전자 ( 주 ) 5 0 0 해당기술의한국출원인별수준지수분석결과전자통신연구원이가장높은값 (0.541) 을보여특허의피인용관점에서질적수준이가장우수하며, 분야평균이상의수준을보이는한국출원인은없다. 세계핵심경쟁자리스트 060 2013 정보분석보고서 핵심경쟁자리스트는특허수 (P) 기준으로상위 20위까지제시하였으며, 이중특허출원건수기준으로하니웰인터내셔널 (30 건 ), 보잉사 (27 건 ) 등상위 10 위까지핵심경쟁자로선정하여핵심경쟁자의수준지수 (Q), 분야평균대비평균패밀리크기값으로분석하였다.
표 28 I 핵심경쟁자특허수대비수준지수 순위 핵심경쟁자 ( 출원인 ) 특허수 (P) 수준지수 (Q) 분야별대비평균패밀리크기 1 하니웰인터내셔널 30 0.078 0.229 2 보잉사 27 0.655 0.611 3 록히드마틴사 25 0.397 0.82 4 인시튜그룹사 11 0.918 1.295 5 아이비엠 11 0.984 1.135 6 어플라이드머티리얼즈사 10 1.768 1.745 7 소니사 9 2.084 0.818 8 지멘스악티엔게젤샤프트 8 0.654 1.541 9 레이시언사 8 0.383 0.66 10 인시튜사 8 0.18 1.881 11 미해군 8 0.767 0.72 12 시콜스키항공사 7 3.942 0.549 13 삼성전자 ( 주 ) 5 0 0.896 14 노스러그루만 5 0.721 1.28 15 유나이티드테크놀로지스 4 0.225 0.64 16 e-포커스 4 3.788 1.08 17 액셀리스테크놀로지 4 0.721 1.641 18 L-3 무인시스템 3 0.18 1.014 19 샌디아사 3 1.924 2.401 20 BELL 헬리콥터 3 0.06 0.427 061 특허기반무인항공기기술경쟁력분석
경쟁자별핵심기술 (IPC) 현황핵심경쟁자 ( 특허수상위 10위 ) 를기준으로핵심경쟁자들의총특허수 ( 총합 ) 가높은순으로분석한결과핵심경쟁자들이보유한특허는 B64C( 비행기 ; 헬리콥터 ) 에해당하는특허수가 26건으로가장많았으며, G06F( 전기에의한디지털데이터처리 ) 에해당하는특허가 21건으로조사되었다. 핵심경쟁자중에서가장많은특허를보유하고있는하니웰인터내셔널이보유한특허는 43건이며, 하니웰인터내셔널은 B64C( 비행기, 헬리콥터 ) 에 5건, G06F( 전기에의한디지털데이터처리 ) 에 3건등을출원하고있다. 핵심경쟁자중에서두번째로많은특허를보유하고있는보잉사가보유한특허는 37건이며, 보잉사는 B64C( 비행기 ; 헬리콥터 ) 에 6건, G06F( 전기에의한디지털데이터처리 ) 에 3건등을출원하고있다. 표 29 I 경쟁자별기술분포 (IPC) 현황 062 2013 정보분석보고서 NO IPC 전체출원인의핵심경쟁자총핵심경쟁자 특허건수특허수 ( 총합 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 B64C 61 26 5 6 10 2 1 0 0 0 1 1 2 G06F 85 21 3 3 6 0 2 0 5 1 0 1 3 B64F 28 21 0 2 4 9 0 0 0 0 1 5 4 G05D 36 17 6 3 4 0 4 0 0 0 0 0 5 G01C 39 16 7 3 1 0 5 0 0 0 0 0 6 B64D 25 11 3 3 2 0 0 0 0 0 2 1 7 G01S 28 8 3 4 1 0 0 0 0 0 0 0 8 G01N 15 6 0 1 0 0 0 3 0 1 1 0 9 F41G 9 5 2 1 0 0 0 0 0 0 2 0 10 H05G 5 4 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 11 A61B 5 3 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 12 H04N 17 3 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 13 G08G 7 3 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 14 G06G 10 2 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 15 H01L 15 2 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 16 G01B 17 2 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 17 B25J 16 2 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 18 H04B 10 2 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 핵심경쟁자특허수대비상위 10 위
핵심경쟁자별특허출원건수가높은순으로는하니웰인터내셔널사는 G05D( 비전기적변량의제어또는조정계 ), G01C( 자이로스코프 ; 진동질량을가지는회전-감응장치 ; 운동질량이없는회전-감응장치 ; 자이로스코프효과를이용한각속도의측정 ) 분야에기술우위에있고, 보잉사는 B64D( 항공기의장비, 비행복, 낙하산, 동력장치 ), G01S( 무선에의한방위결정, 무선항행, 무선전파의사용에의한거리또는속도의결정, 무선전파의반사또는재방사의사용에의한위치또는유무의탐지 ) 분야의기술우위가있으며, 록히드마틴사는 B64C( 비행기, 헬리콥터 ) 에 10건, G06F( 전기에의한디지털데이터처리 ) 분야의기술우위에있는것으로판단된다. 세계경쟁자별연도별 IPC 현황경쟁자별다출 IPC 비중및연도별출원현황을통해각경쟁자의주력기술분야활동을파악할수있다. 표 30 I 경쟁자별연도별 IPC 현황 핵심경쟁자 NO ( 특허다각화지수 (PDI,%)) IPC 특허수 해당 IPC 비중 (%) 2001-2006 2007-2012 01 02 03 04 05 06 계 07 08 09 10 11 12 계 합계 합계 [43] 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 16 23 43 43 G01C[7] 16.28 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 1 7 7 하니웰인터 G05D[6] 13.95 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 4 6 6 1 내셔널 B64C[5] 11.63 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 4 5 5 (91.62) G01S[3] 6.98 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 3 3 G06F[3] 6.98 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 B64D[3] 6.98 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 3 합계 [37] 100 0 0 2 2 4 2 10 2 5 0 5 11 4 27 37 B64C[6] 16.22 0 0 0 0 0 1 1 2 2 0 0 1 0 5 6 2 G01S[4] 10.81 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 3 4 보잉사 G01C[3] 8.11 0 0 1 1 0 0 2 0 0 0 0 1 0 1 3 (92.33) G05D[3] 8.11 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 2 3 B64D[3] 8.11 0 0 1 0 0 0 1 0 2 0 0 0 0 2 3 G06F[3] 8.11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 1 3 3 합계 [41] 100 3 1 2 1 4 0 11 3 4 1 6 6 10 30 41 B64C[10] 24.39 0 1 1 0 1 0 3 0 0 0 2 3 2 7 10 록히드마틴 3 G06F[6] 14.63 1 0 0 1 1 0 3 0 1 0 1 0 1 3 6 사 (88.64) G05D[4] 9.76 1 0 0 0 1 0 2 0 2 0 0 0 0 2 4 B64F[4] 9.76 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 4 4 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 063
핵심경쟁자 NO ( 특허다각화지수 (PDI,%)) IPC 특허수 해당 IPC 비중 (%) 2001-2006 2007-2012 01 02 03 04 05 06 계 07 08 09 10 11 12 계 합계 4 인시튜그 합계 [11] 100 0 0 0 0 0 9 9 2 0 0 0 0 0 2 11 룹사 (29.75) B64F[9] 81.82 0 0 0 0 0 7 7 2 0 0 0 0 0 2 9 5 합계 [12] 100 0 0 0 0 1 3 4 3 1 3 0 1 0 8 12 아이비엠 G01C[5] 41.67 0 0 0 0 1 2 3 2 0 0 0 0 0 2 5 (68.06) G05D[4] 33.33 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 4 4 6 어플라이드 합계 [14] 100 1 2 1 3 0 1 8 3 0 0 1 0 2 6 14 머티리얼즈 G01N[3] 21.43 0 0 1 2 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 3 사 (87.76) G01R[2] 14.29 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 2 7 소니사 합계 [9] 100 0 1 1 1 2 2 7 0 0 0 0 1 1 2 9 (61.73) G06F[5] 55.56 0 1 1 1 0 1 4 0 0 0 0 1 0 1 5 8 지멘스악 합계 [10] 100 1 0 1 0 0 0 2 0 1 2 1 4 0 8 10 티엔게젤샤 H05G[4] 40 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 2 0 4 4 프트 (72) A61B[3] 30 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 2 3 9 합계 [12] 100 0 0 0 0 1 4 5 0 0 0 1 3 3 7 12 레이시언사 F41G[2] 16.67 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 0 0 0 2 (88.89) B64D[2] 16.67 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 2 2 10 인시튜사합계 [10] 100 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 5 0 1 10 10 (70) B64F[5] 50 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 3 0 0 5 5 * 특허다각화지수 (PDI_IPC) : 각경쟁자의연도별기술개발분야의다각화정도를측정, 일본 IPB 에서개발한지표로 Patent Diversification Index 라부름. [1- (IPC 서브클래스별출원건수가전체에서차지하는비율 )² ]x100 064 2013 정보분석보고서 하니웰인터내셔널의보유특허중에서 G01C 분야가차지하는비중은 16.28%, G05D 분야가차지하는비중은 13.95% 등이며, IPC 특허분류로분석해본특허다각화지수 (PDI) 값은 91.62이고, 보잉사의경우에는 B64C 분야가차지하는비중은 16.22%, G01S 분야가차지하는비중은 10.81% 등이며, IPC 특허분류로분석해본특허다각화지수 (PDI) 값은 92.33이다. 기간별 IPC 출원비중으로는하니웰인터내셔널가 2001년부터 2006년까지 G01C, G05D 분야에 0건이며, 2007년부터 2012년까지는 G01C 분야에 7건, G05D 분야에 6건출원하였으며, 보잉사는 2001년부터 2006년까지 G01C, G05D 분야에 1건이며, 2007년부터 2012년까지는 G01C 분야에 6건, G05D 분야에 4건출원하였다.
경쟁자별출원국가현황 ( 종합 ) 핵심경쟁자들의특허출원국가별으로출원건수가 10건이상으로하면핵심경쟁자들이보유한특허는출원국가기준으로미국에해당하는특허수가 92건으로가장많았으며, 그다음으로일본에해당하는특허수가 65건으로각각 1,2위를차지하였고있다. 핵심경쟁자중에서가장많은특허를보유하고있는하니웰인터내셔널이보유한특허는출원국가기준으로 36건이며, 하니웰인터내셔널은미국에 6건, 일본에 2건등을출원하였다. 다음으로는보잉사로총특허건수가 69건이며, 미국에 18건, 일본에 12건등을출원하고있다. 표 31 I 경쟁자별출원국가현황 출원국가 기술군내전체핵심경쟁자들의핵심경쟁자출원인의특허건수총특허수 ( 총합 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 합계 2,144 524 36 69 90 60 63 56 32 42 29 47 미국 360 92 6 18 15 11 11 8 7 7 3 6 일본 231 65 2 12 11 11 8 7 5 4 3 2 독일 167 42 3 5 7 5 4 4 2 7 3 2 유럽 127 31 4 5 3 2 3 7 3 1 1 2 영국 88 25 2 5 6 2 2 2 1 1 2 2 국제특허 110 22 2 4 2 1 4 3 2 1 1 2 네덜란드 78 21 1 2 6 2 2 2 2 1 1 2 오스트리아 72 21 1 2 5 3 2 2 1 2 2 1 이탈리아 62 18 2 4 5 0 1 0 1 2 1 2 캐나다 74 16 1 3 2 3 2 2 0 1 0 2 프랑스 73 16 1 2 4 2 1 0 1 1 2 2 오스트레일리아 97 15 2 1 2 2 4 1 0 1 0 2 벨기에 54 14 0 0 6 2 1 1 1 1 1 1 스위스 42 12 1 1 4 1 1 0 1 1 1 1 브라질 47 12 1 1 0 2 2 2 1 1 1 1 스페인 68 11 1 1 0 2 2 1 1 1 0 2 스웨덴 53 10 1 1 3 0 0 0 1 1 1 2 경쟁자별연도별출원국가현황 경쟁자별다출출원국가비중및연도별출원현황을통해각경쟁자의주력권리확보지역현황을파악하고특허출원 3건이상으로한정하여정리해보면다음과같다. 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 065
표 32 I 경쟁자별연도별출원국가현황 핵심경쟁자 ( 시장다각화지수,%) 출원국가 [ 해당출원국가특허수 ] 해당국가비중 (%) 2001-2006 2007-2012 01 02 03 04 05 06 계 07 08 09 10 11 12 계 합계 066 2013 정보분석보고서 하니웰인터내셔널 (92.59) 보잉사 (87.33) 록히드마틴사 (92.17) 인시튜그룹사 (90.83) 아이비엠 (92.82) 합계 [36] 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 23 0 36 36 US[6] 16.67 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 0 6 6 EP[4] 11.11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 4 4 DE[3] 8.33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 3 3 합계 [69] 100 0 0 1 3 3 9 16 8 19 0 14 12 0 53 69 US8] 26.09 0 0 1 1 3 2 7 2 4 0 4 1 0 11 18 JP2] 17.39 0 0 0 0 0 2 2 2 2 0 2 4 0 10 12 GB[5] 7.25 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 1 1 0 5 5 EP[5] 7.25 0 0 0 1 0 1 2 0 1 0 2 0 0 3 5 DE[5] 7.25 0 0 0 1 0 1 2 0 1 0 1 1 0 3 5 WO[4] 5.8 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 2 0 0 3 4 IT[4] 5.8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 2 0 4 4 CA[3] 4.35 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 3 3 합계 [90] 100 2 7 1 7 1 0 18 5 14 15 18 20 0 72 90 US[15] 16.67 1 1 1 1 1 0 5 2 2 1 3 2 0 10 15 JP[11] 12.22 1 0 0 1 0 0 2 2 1 1 1 4 0 9 11 DE[7] 7.78 0 1 0 1 0 0 2 0 1 1 2 1 0 5 7 BE[6] 6.67 0 1 0 1 0 0 2 0 1 1 1 1 0 4 6 NL[6] 6.67 0 1 0 1 0 0 2 0 1 1 1 1 0 4 6 GB[6] 6.67 0 1 0 1 0 0 2 0 1 1 1 1 0 4 6 IT[5] 5.56 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 2 0 5 5 AL[5] 5.56 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 4 5 SZ[4] 4.44 0 1 0 1 0 0 2 0 1 1 0 0 0 2 4 FR[4] 4.44 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 4 4 EP[3] 3.33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 3 3 SE[3] 3.33 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 3 3 DK[3] 3.33 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 3 3 합계 [60] 100 0 0 0 0 0 45 45 15 0 0 0 0 0 15 60 US[11] 18.33 0 0 0 0 0 9 9 2 0 0 0 0 0 2 11 JP[11] 18.33 0 0 0 0 0 9 9 2 0 0 0 0 0 2 11 DE[5] 8.33 0 0 0 0 0 4 4 1 0 0 0 0 0 1 5 CA[3] 5 0 0 0 0 0 2 2 1 0 0 0 0 0 1 3 AL[3] 5 0 0 0 0 0 2 2 1 0 0 0 0 0 1 3 합계 [63] 100 0 0 0 0 3 9 12 10 1 31 0 9 0 51 63 US[11] 17.46 0 0 0 0 1 3 4 3 1 2 0 1 0 7 11 JP[8] 12.7 0 0 0 0 0 2 2 3 0 2 0 1 0 6 8 AL[4] 6.35 0 0 0 0 1 0 1 1 0 2 0 0 0 3 4 DE[4] 6.35 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 3 4 WO[4] 6.35 0 0 0 0 1 0 1 1 0 2 0 0 0 3 4 EP[3] 4.76 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 1 0 3 3
핵심경쟁자 ( 시장다각화지수,%) 출원국가 [ 해당출원국가특허수 ] 해당국가비중 (%) 2001-2006 2007-2012 01 02 03 04 05 06 계 07 08 09 10 11 12 계 합계 어플라이드머티리얼즈사 (92.16) 소니사 (89.65) 지멘스악티엔게젤샤프트 (91.84) 레이시언사 (93.7) 인시튜사 (95.25) 합계 [56] 100 6 16 4 12 0 7 45 9 0 0 2 0 0 11 56 US[8] 14.29 1 1 1 2 0 1 6 1 0 0 1 0 0 2 8 EP[7] 12.5 1 1 1 2 0 1 6 1 0 0 0 0 0 1 7 JP[7] 12.5 1 1 1 2 0 1 6 1 0 0 0 0 0 1 7 KR[5] 8.93 1 0 1 2 0 0 4 1 0 0 0 0 0 1 5 DE[4] 7.14 1 1 0 1 0 1 4 0 0 0 0 0 0 0 4 WO[3] 5.36 0 1 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 1 3 합계 [32] 100 0 2 3 1 15 7 28 0 0 0 0 4 0 4 32 US[7] 21.88 0 1 1 1 2 2 7 0 0 0 0 0 0 0 7 JP[5] 15.62 0 1 1 0 1 2 5 0 0 0 0 0 0 0 5 EP[3] 9.38 0 0 1 0 1 1 3 0 0 0 0 0 0 0 3 NL[2] 6.25 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 2 DE[2] 6.25 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 2 WO[2] 6.25 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 0 0 0 2 합계 [42] 100 3 0 6 0 0 0 9 0 2 5 22 4 0 33 42 US[7] 16.67 1 0 1 0 0 0 2 0 1 2 1 1 0 5 7 DE[7] 16.67 1 0 1 0 0 0 2 0 1 2 1 1 0 5 7 JP[4] 9.52 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 3 4 합계 [29] 100 0 0 0 0 16 3 19 0 0 0 0 10 0 10 29 JP[3] 10.34 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 2 0 2 3 DE[3] 10.34 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 1 0 1 3 US[3] 10.34 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 1 0 1 3 합계 [47] 100 0 0 0 0 0 0 0 0 1 8 38 0 0 47 47 US[6] 12.77 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 0 0 6 6 * 시장다각화지수 : 각경쟁자의연도별발명자의다각화정도를측정 [1- ( 출원국가별출원건수가전체에서차지하는비율 )² ]x100 하니웰인터내셔널이출원한출원건수중에서미국 (US) 에출원한특허가차지하는비중은 16.67%, 유럽 (EP) 에출원한특허가차지하는비중은 11.11% 등이며, 출원국가를기반으로분석해본특허시장다각화지수값은 92.59이다. 다음으로보잉사가보유특허중에서미국 (US) 에출원한특허가차지하는비중은 26.09%, 일본 (JP) 에출원한특허가차지하는비중은 17.39% 등이며, 출원국가를기반으로분석해본특허시장다각화지수값은 87.33D이다. 연도별특허건수로는하니웰인터내셔널이 2001년부터 2006년까지미국 (US) 에 0건, 유럽 (EP) 에 0건출원하였으며, 2007년부터 2012년 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 067
까지는미국 (US) 에 6건, 유럽 (EP) 에 4건이고, 보잉사는 2001년부터 2006년까지미국 (US) 에 7건, 일본 (JP) 에 2건출원하였으며, 2007년부터 2012년까지는미국 (US) 에 11건, 일본 (JP) 에 10건을출원하였다. 068 2013 정보분석보고서
시사점
시사점 무인항공기수요급증지구온난화와급변하는자연변화로인해전세계적으로불특정하게발생하는지진, 태풍, 홍수, 해일등으로인한피해규모가날로증가하고있으나, 이를사전에예측하여대비하기로는현재의과학으로는어려움이있다. 이러한피해를최소화하기위해선진국에서는인명피해가적으면서안전하게재난을관리할수있는방안으로 2012년부터향후 10년간무인항공기를약 9만대를생산할계획으로있다. 우리나라의경우에는 970억원을투입하여 2012년도에한국항공우주연구원에서틸트로터형비행체 (TR-6X) 를개발하였고민간기업에서도무인항공기연구개발이활발하다. 070 2013 정보분석보고서 무인항공기특허출원증가 무인항공기시장을주도하면서세계최고의무인항공기기술을보유하
고있는미국의특허출원추이를살펴보면 2001년 9건, 2006년 27 건, 2012년 63 건으로증가하고있으며, 미국, 일본, 독일등전세계무인항공기연도별특허출원추이를살펴보면 2001년 20 건, 2006년 43건, 2012년 101건으로연평균증가율이 15% 이상으로무인항공기에대한특허출원이급증하고있음을알수있다. 특허기반무인항공기국가별기술경쟁력 무인항공기는항공산업과국방기술과의관계가있어, 특허건수를기반으로하여항공시장과국방기술을비교해보면미국은전체특허건수대비 58.4%(309건 ) 보다항공시장이 46.8%(2,372억달러 ) 로낮음을알수있고영국과캐나다는특허건수는낮은데비해항공시장은매우높은것을알수있다. 특허건수대비국방기술수준으로는미국의경우특허건수와국방기술은세계최고를유지하고있으며, 이스라엘은특허건수가 12건인데비해기술수준은높은편이며, 한국은특허건수가 9건이나기술수준은 84로세계 10 위이다. 특허건수대비무인항공기기술수준은미국이세계최고의기술을보유하고있으며, 이스라엘은특허건수가 12건인데비해기술수준은 2위로높은편이며, 한국은특허건수가 9건이나기술수준은 84로세계 7위로높은편이다. 특이사항으로이스라엘의경우에는특허건수는적지만무인항공기기술수준은 95로미국에이어두번째로높다. 일본은특허건수가미국다음으로 58건이나국방기술과무인항공기기술수준은낮은편이다. 한국은특허건수와항공시장은낮은편이나국방과학기술수준 10위, 무인항공기기술수준 7위로기술경쟁력은우위에있다고판단된다. 무인항공기발전방향무인항공기는인명피해가없고안전하게자연재난이나특수목적으로정보를수집하거나임무를수행하는중요한제품으로부상되고있고, 국 특허기반무인항공기기술경쟁력분석 071
가별무인항공기에대한특허건수는적지만항공기술을기반으로하여제품을생산하거나기술적노하우를축적해가는것으로판단된다. 무인항공기의발전방향으로는무인항공기성능의핵심내용으로예상되는비행고도가저고도에서 15km이상의고고도로비행거리가수천km 이상의장거리로비행이가능한제품을개발할것으로예상된다. 또한비행시간도수일동안비행이가능할것으로예상된다. 따라서, 우리나라의무인항공기의기술수준이세계 7위이나국방과학기술수준과항공산업은 10위, 16위로세계평균이하이다. 그러나특허출원건수가 6위이면서무인항공기기술수준이세계 7위로경쟁력은있다고판단된다. 특히, 정부차원에서사회안전망에관한관심이높고, 무인항공기연관산업인항공우주산업과국방산업에대한투자가정부차원에서지속적으로확대된다면기술경쟁력은있다고판단된다. 072 2013 정보분석보고서
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