과학기술 및 연구개발사업 동향브리프 2012-10 비상하는 항공산업의 초석, 항공안전기술 이일환 2012. 10. Korea Institute of S&T Evaluation and Planning
과학기술및연구개발사업동향브리프 2012-10 과학기술및연구개발사업 동향브리프 는연구개발분야에서최근에주요이슈로대두되는기술분야별추진현황과정책동향을분석하여매년수행되는정부연구개발투자를효율적으로지원하고자발간되고있습니다. 비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 1. 개요 2. 국내외항공기사고동향 3. 항공안전분야 R&D 추진현황 4. 주요이슈및시사점 1 4 20 26
1. 개요 항공산업은첨단기술이융합된시스템산업으로생산유발효과및부가가치가높은선진국형지식기반산업임 - 최신항공기는경량소재, 전자제어, 무선통신기술과항공기술의융합체이며, 타분야보다부가가치가높은산업임 2007년미국평균임금 : 8만불 ( 항공 ), 5.3만불 ( 일반제조업 ) - 항공산업은제품개발주기가길고, 자본및기술측면에서진입장벽이높으나, 진입이성공하는경우장기간안정된수익을창출 보잉사 B-747기종은 1970년이후 40년간생산을유지하고있으며, 대형민항기는평균 30년간생산을유지 그러나국내항공산업수준은선진국대비매우열약한수준이며, 주력분야도항공기일부부품에집중 - 항공산업은미국, 프랑스, 영국등항공선진국이주도하고있으며, 매출액기준으로한국의항공산업은 16위에불과 국가별순위 ( 매출, 세계점유율 ): 미국 (2,012억불, 46.8%), 프랑스 (531억불, 12.3%), 영국 (431억불, 10.0%), 한국 (20억불, 0.5%) 한국항공우주주식회사 (KAI) 의매출순위는 67위에불과 (2009 Aerospace Top 100) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 1
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 국내에서는 항공산업발전기본계획 을수립하는등항공산업발전을위해다양한시도를하고있으며, 개발항공기및부품의수출을위해미국과상호항공안전협정 (BASA) 을체결중 - 최근정부는중형항공기개발을위한국가연구개발사업을추진하기시작하였으며, 항공기인증을위해미국과상호항공안전협정을체결을추진 - 민간항공기수출을위해서는해당항공기가운항에적합한지국가가인증을하여야하며, 미국과의협정체결이전세계적으로통용되므로협정체결여부가항공기수출의관건임 상호항공안전협정에서안전도담보는필수적인요소이며, 항공안전도향상을위해항공안전기술의중요성이부각됨 - 민항기가특정국가의공역을비행하기위해서는해당국의감항인증보유가필수적이며미국의 BASA 협정이전세계적으로통용 감항인증 (Airworthiness certification): 항공기의비행안전성에문제가없다는것을입증하는인증 - 인증은해당항공기가운항에적합한안전성과신뢰성을갖고있는지에대한것이므로항공안전기술은협정체결및항공기신뢰성향상에필수적인요소 항공산업발전을위해서항공안전기술개발이병행추진되어야하며, 이를위해효과적인연구개발추진방향모색필요 - 항공안전기술은항공산업발전의초석이기도하지만안전이라는측면에서공익적인목적도가지고있으므로정부의역할이중요 - 이를위해항공안전기술에대한정부의투자현황을분석하여적절한투자가이루어지는지점검필요 2 동향브리프 2012-10 호
한미상호항공안전협정 (Bilateral Aviation Safety Agreement) 민간항공제품의수출입시, 상대국에서수행한안전성인증결과를수용하기위한국가간협정을의미하며, 미국의인증을통해해당부품혹은동체의안정성에문제가없다는것으로인정 - 상호항공안전협정의범위에는항공기제작기술이외에법규, 절차, 인력, 조직, 인증체계등이모두포함 - 대부분의국가는자국에항공기및부품을수출할시 BASA체결을요구하므로이협정이체결되지않은경우민항기의수출은불가능 - 협정은항공기의기종에따라독립적으로추진되어야하며, 한국은현재일부항공기부품 ( 타이어 ) 등에대한 BASA가체결되어있는상황 상호항공안전협정체결과정에는항공기설계부터제작단계까지모두포함 - 협정체결을위해서는설계, 생산, 인증등모든단계에미국의인증과정이포함되기때문에인증을받기위한항공기개발 / 제작필요 - 국내에서는이를위한인증용중소형항공기 4대를제작하여인증수행중 비행시험용 (2 대 ), 지상시험용 (2 대 ) [ 그림 1] 한미상호항공안전협정체결프로세스 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 3
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 2. 국내외항공기사고동향 2.1 분석필요성및항공사고의정의 구조, 전자장비등항공안전도향상을위한기술및제품은매우다양하지만, 효과적인항공안전도향상을위해서는항공사고를예방할수있는기술을우선적으로개발하는것이타당 - 항공사고저감기술개발을위해서는기술적중요도관점 (Technology importance) 보다는문제해결 (Problem-solving) 관점에서접근하는것이중요 항공사고는사고의심각성에따라사고와준사고로구분 - 항공사고는국제민간항공기구 (ICAO) 에서정의하고있으며국내에서는국제민간항공기구의정의를준용 - 사고 (Accident) 는사람이사망하거나중상을입은경우, 항공기에구조적인결함이발생한경우, 항공기가행방불명이된경우와같이인명사고발생혹은항공기에큰손상이발생한경우가해당 - 준사고 (Incident) 는항공기의운용및안전에직접적으로영양을주는사고를제외한나머지사고를의미하는데엔진고장, 화재, 활주로침범등이해당 4 동향브리프 2012-10 호
[ 표 1] 항공사고의정의 분류범주해당내용 사고 사람이사망하거나중상을당한경우 항공기손상이나구조상결함발생 항공기행방불명또는접근곤란 항공기부품과직접적접촉 제트분출에직접적인노출 비행특성, 성능, 구조적강도에악영향 통상적으로손상된부품교체혹은수리필요 기체를찾을수없거나, 기체의위치를알고있으나접근이불가능한경우 준사고 항공기운항안전에영향을준사고그외사건 엔진고장 화재 지형과장애물안전거리준사고 조종계통및안전성문제 이륙과착륙준사고 비행승무원무능력 감압 근거리충돌위험, 기타 항공사고는사고원인, 사고형태, 사고가발생한비행단계관점에서구분하여분석가능 - 사고원인은항공사고를유발시킨직접적인원인을의미하며, 사고형태는원인에의해서발생한사고발생형태를의미 사고원인 : 기상요인, 인적요인, 정비불량등사고를유발시킨근본적인원인 사고형태 : 지상과추락, 공중충돌, 활주로이탈등특정요인으로인해발생한결과 - 사고비행단계 (Phase of flight) 는비행사고가발생한순간에비행기의운항상태를의미하며이륙, 순항, 착륙등이이에해당 - 항공사고는다양한요인에의해서발생되므로사고예방기술을개발하기위해서는 3가지관점을종합적으로살펴보아야함 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 5
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 2.2 세계항공사고현황 항공기는국내운송보다국제여객운송이더많이이루어지므로항공사고현황분석을위해국내및국외의사고현황분석필요 - 다양한항공사고보고서및 D/B 분석을통해전세계, 미국, 유럽, 국내로구분하여항공사고현황을분석 항공사고발생률은 1960년대급격히감소하다가 1970년이후정체되는양상을보이나사상자는지속적으로높은수준 - 백만편운항당사고 (All accident rate) 는약 50건 (1960년) 에서 5건 (1970년) 으로사고율이 1/10로감소하였으나그이후는비슷한수준으로유지 - 사상자수 (Onboard fatalities) 는편차가있으나매년약 500~600명수준이며사고발생비율과는달리큰감소없이 1960년대와비슷한수준 - 이는항공사고비율은감소하였으나항공운송의존비율이증가하고및항공기운항횟수가증가함에따른것으로절대적인항공사고발생수는과거에비해크게감소하지않은데기인 [ 그림 2] 전세계항공사고동향 (2001-2010) 1) 1) Boeing, 2010, Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents 6 동향브리프 2012-10 호
항공사고에서인적요인이가장주요한원인이며, 그외에기체문제및기상요인에의한사고가다수발생 - 전세계항공사고의절반이상이인적요인에의한것으로나타나며기체및기상문제로인한사고비율은상대적으로낮음 - 인적요인에의한사고는승무원의실수및착각등다양한형태가존재하며, 사고원인이밝혀지지않은사고도다수존재 [ 그림 3] 항공사고원인분석결과 (1996~2005) 2) 전세계항공사고비행단계분석결과초기접근및최종접근등착륙과관련된비행단계에서사고발생률이높음 - 비행단계를활주, 이륙단계, 운항단계, 착륙단계로구분하는경우착륙관련단계에서사고발생비율은 49% 수준이었으며그중에서도착륙시사고발생빈도가가장높음 활주 : 비행기가이륙하기전 / 후공항내도로를이동하는과정 2) ASN Report, 2010, Airliner Accident Statistics 2006 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 7
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 - 사상자기준으로살펴보면, 순항 ( 운항단계 ) 및초기접근 ( 착륙단계 ) 단계에서사상자발생비율이높았으나활주단계에서는사상자발생비율이낮음 - 운항단계를제외한나머지단계에서는전체운항시간대비비행시간비율이짧으나사고발생률및사상자발생률은높음 [ 표 2] 비행단계별사고발생비율 (2001~2010) 3) 이륙단계운항단계착륙단계 비행단계 활주 이륙 초기상승 상승순항하강 초기접근 최종접근 착륙 사고율 (%) 15 10 7 5 11 3 13 14 22 사상자비율 (%) 0 13 12 10 21 2 18 9 15 비행시간비율 (%)* - 1 1 14 57 11 12 3 1 * 비행시간비율 : 전체운항시간이 1 시간인경우, 비행단계별비행시간소요시간비율 전세계항공사고형태를분석한결과 비행중조종성상실, 조종가능한상태에서지상과충돌 등항공기의조종성과관련된사고가다수발생 - 비행중조종성상실, 조종가능한상태에서지상과충돌 사고가가장많이발생하였으며사상자도가장많이발생한사고형태임 비행중조종성상실 (Lost of control in flight): 비행중에특정요인으로인해기체조종이불가능해지는경우및이로인한사고 조종가능한상태에서지상과충돌 (Controlled flight into terrain): 조종이가능한상태이나기상문제, 계기오작동, 승무원실수등에의해기체가지상과충돌한사고 - 이외에활주로과주및공중충돌등의사고가많은것으로나타났으나, 기체고장에의한사고건수및사상자수는적음 3) Boeing, 2010, Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents 8 동향브리프 2012-10 호
[ 그림 4] 항공사고형태및사망자수 ( 전세계, 2001-2010) 4) 유럽의항공사고형태를분석한결과사상자가발생한사고는 비행중조종성상실 (LOC-I) 형태에서가장많이발생 전반적인사고는전세계동향과유사 - 사상자가발생한사고 (Fatal) 분석결과 비행중조종성상실, 화재 (F-POST), 조종가능한상태에서지상과충돌 (CFIT) 순서로발생빈도가높음 - 사상자가발생하지않은사고 (Non-fatal) 에서는 시스템고장 (SCP-NP), 지상운전 (RAMP), 활주로침범 (RE) 등의사고가다수발생 활주로침범 (Runway excursion): 이착륙시지정된활주로를벗어나거나, 비정상적으로활주로에접촉한경우 ( 활주로말단전착륙과, 활주로말단후이륙한경우 ) 지상운전 (Ground operation): 항공기와차량과의충돌및공항시설 / 장비와접촉하여항공기에손상이발생하는사고 4) Boeing, 2010, Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 9
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 [ 그림 5] 유럽항공사고형태 (2001-2010) 5) 최근 10년간유럽의항공사고경향을분석한결과 조종가능한상태에서지상과충돌 (CFIT) 사고는감소하는추세이나 지상운전 (RAMP) 및 비정상적활주로접촉사고 (ARC) 는지속적으로증가추세 사상자가발생한사고와발생하지않은사고를모두합산하여경향을분석 - 조종가능한상태에서지상과충돌 사고는가시거리저하등에의해발생하는사고로전자항공장비의발달등으로인해사고가지속적으로감소 - 반면착륙및착륙이후단계와연관되는 비정상적활주로접촉 (ARC) 사고와 지상운전 (RAMP) 사고는 2005년이후급격하게증가 [ 그림 6] 유럽주요항공사고경향분석 (2001-2010)5) 5) EASA, 2011, Annual Safety Review 2010 10 동향브리프 2012-10 호
미국의비행단계별항공사고발생빈도분석결과, 활주로수평접지, Roll-out, 지상활주 등착륙관련비행단계에서사고가다수발생 미연방항공청은항공사고통계 (ASIAS) 를항공기파손정도 ( 전손, 반손, 일부손상등 ) 및사상자에따라분류하여제공 - 항공기전손 (Demolished) 의경우기타지상작동, 엔진시동, 지상활주등의단계에서사고발생빈도가많아, 지상과관련된단계에서사고빈도가높음 - 항공기반손 (Substantial damage) 및일부손상사고의경우수평접지, 지상활주, Rollout 등착륙및지상과관련된단계에서사고빈도가높음 수평접지 : 활주로에착륙하여항공기타이어가활주로에접촉하는단계를의미 [ 표 3] 미국항공사고비행단계분석 ( 항공기파손관점 ) 6) 사고발생빈도종합전손반손일부손상 1 순위수평접지기타지상작동수평접지수평접지 2 순위 Roll-out 엔진시동지상활주 Roll-out 3 순위지상활주지상활주 Roll-out 지상활주 4 순위항행중불시착초기상승기타지상작동항행중불시착 5 순위기타기타엔진시동기타 6) 미연방항공청 (FAA) 홈페이지에서제공하는항공사고통계 (ASIAS) DB 를분석, 항공기손상이없는경우와미상인경우는제외 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 11
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 미국항공사고를사상자관점에서분석하면전손사고는기타지상활동, 반손사고는지상활주및엔진시동단계에서사상자가다수발생 - 항공기전손사고는이륙단계에서사상자가많이발생하였으며, 지상운행과관련된단계에서부상자가많이발생함 전손사고지상운행관련단계 : 기타지상작동 (OGO), 지상활주 (GT), 이륙지상활주 (TGR) - 전손사고의경우초기상승 (TIC) 및순항 (NC) 단계에서가장사망자가많이발생하였으며, 기타지상작동및초기상승 (TIC) 단계에서부상자가가장많이발생 [ 그림 7] 미국항공사고비행단계별사상자수 ( 전손사고, 2001-2010) 12 동향브리프 2012-10 호
- 항공기반손사고에서는지상운행관련단계에서사망자및부상자의비율이모두높음 반손사고지상운행관련단계 : 엔진시동 (SE), 기타지상작동 (OGO), 지상활주 (GT) 등 - 반손사고에서사망자는지상활주, 기타지상작동, 낙하산점프 (PJ) 단계에서다수발생하였으며, 부상자는지상활주, 엔진시동, 기타지상작동단계에서다수발생 반손사고의경우사상자대비사망자는전손사고에비해크게낮은수준 [ 그림 8] 미국항공사고비행단계별사상자수 ( 반손사고, 2001-2010) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 13
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 2.3 국내사고현황 국내항공사고의원인을분석결과, 항공사고는대부분인적요인에의해발생하였으며그외기체이상및기상요인등의요인에의해발생 - 승무원실수등과같은인적요인이전체항공사고원인의 60% 를차지하고있으며, 이는세계항공사고경향과동일 [ 그림 9] 국내항공기운항사고요인분석 (2001~2010) 7) 국내항공사고는연평균 5~8건이발생하고있으며, 사용사업용항공기의사고발생률이높음 사용사업 : 농업, 건설, 사진촬영, 탐사등특정업무에항공기를사용하는사업 - 항공기용도로항공사고현황을구분하면사용사업용항공기에서사고가가장많이발생하였으며, 그이외에운송용및자가용에서다수의사고가발생함 - 사용사업용항공기의사고는최근증가추세이며, 나머지목적용항공기사고는정체되거나다소감소하는추세로나타남 7) 국토해양부, 2011, 2010 년교통안전연차보고서 14 동향브리프 2012-10 호
[ 표 4] 항공기사용용도별사고발생현황 (2006~2010) 연도 항공기사용용도구분 운송용사용사업용자가용훈련용실험용국가기관 계 2006 3 1 1 - - - 5 2007 1-1 - - - 2 2008-1 2 1 - - 4 2009 2 2 2 - - 1 7 2010 1 4 - - - - 5 합계 7 8 6 1 0 1 23 국내항공사고에의한사망자는소형항공기및회전익항공기에서, 부상자는회전익항공기에서다수발생 회전익항공기 : 회전익 ( 프로펠러등 ) 을통해양력 (Lift force) 및추력을발생시키는비행장치 ( 헬리콥터, 헬기 ) - 사망자는소형항공기및회전익항공기에서다수발생하였으며대형항공기에서는사망자가발생하지않음 - 최근항공사고에서는부상자가발생하는경우가드물었으나회전익항공기에서부상자가상대적으로많이발생 [ 표 5] 항공기종류별사상자현황 (2006~2010) 연도 사망자 부상자 대형소형회전익대형소형회전익 합계 2006 - - - - - - - 2007 - - - 4 5-9 2008-2 - - - 16 18 2009-1 5 - - - 6 2010 - - 1 - - - 1 합계 0 3 6 4 5 16 34 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 15
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 국내항공사고를기종별로분류하여분석한결과대형항공기에의한사고가가장많았으며, 그다음으로는경량 초경량항공기사고가많음 - 2006년부터 2010년까지대형항공기에서발생한항공사고는 35건으로가장많았으며회전익항공기에서발생한사고가 14건으로가장적음 - 대형항공기및경량 초경량항공기사고는지속적으로발생하고있으며, 소형항공기및회전익항공기의사고발생빈도는상대적으로낮은편 경량항공기 : 최대이륙중량이 600Kg 이하인항공기로탑승좌석 2개이하, 최소정상비행속도가 45노트이하인경량헬리콥터및항공기를의미 초경량비행장치 : 자체중량이 115Kg 이하이며탑승좌석 1개등의조건을만족하는인력활공기, 기구, 동력패러글라이더등의비행장치 ( 무인비행장치포함 ) [ 표 6] 국내항공사고기종별통계 (2006~2010) 연도 기종별사고수 대형기소형기경량 초경량회전익 총합계 2005 2-6 3 11 2006 10 1 2-13 2007 7-7 - 14 2008 4 5 3 2 14 2009 6 4 9 5 24 2010 6 5 2 4 17 합계 35 15 29 14 93 사고, 준사고, 경량사고, 초경량사고포함 항공철도사고조사위원회보고서조사 (2005~2010) 16 동향브리프 2012-10 호
국내항공사고의형태를분석한결과운항중추락사고가다수발생하였으며, 착륙단계와연관된사고비율이높음 - 2005년부터 2010년까지국내항공사고의사고형태를분석한결과항공기기종과무관하게추락사고가다수발생한것으로나타남 추락으로분류된사고는전체 28건중 8건 ( 건물등에접촉하거나충돌하여추락한경우는제외 ) - 착륙중활주로이탈, 착륙중추락, 착륙중착륙장치파손등착륙단계와관련된사고역시다수발생 착륙단계에서문제가발생한사고는전체 28건중 8건 - 2006년까지대형기에서발생하는사고가많았으나그이후에는회전익및경량항공기등에서발생하는사고가다소증가 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 17
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 [ 표 7] 국내항공사고기종및사고형태 (2005~2010) 연도항공기기종분류사고형태 STORM 280G-300 Special 경량항공기비행중추락 BRLL-206L4 회전익이동중추락 2005 BELL-214 회전익화물운송인양중추락 K-1200 회전익 송전탑에동체접촉, 추락 TL2000 경량항공기 실속추락 ATR72-202 대형기 착륙중착륙장치파손 Boeing 757-200, 777-300 대형기 항로상발생 2006 DHC-8-402 대형기착륙접지중후미활주로접촉 MAULE MAX-180 소형기경착륙 ( 전방착륙장치파손 ) A321-100 대형기접근강하중뇌우조우 Cessna 210G 소형기착륙중활주로이탈 2007 Jabiru J200 경량항공기비행중추락 DHC-8-402(Q400) 대형기착륙활주중활주로이탈 Citation 560 소형기미상 2008 TL-2000 STING 경량항공기공중기동중추락 Cessna C-404 소형기착륙중활주로이탈 S92A2 회전익착륙중추락 KA-32T 회전익호수에추락 KA-32A 회전익비행중추락 2009 CH-601XL 경량항공기프로펠러탈착 TL-2000 Sting 경량항공기저고도비행추락 Cessna 206 소형기 착륙활주중기체전도 B747-400 대형기 비행중승객화상 Cessna T206H 소형기 공중충돌 S61 회전익 엔진정지불시착 2010 C172 소형기비상착륙중전선접촉 B747-400 대형기엔진내부부품탈락 H369D 회전익고압전선충돌, 추락 항공철도사고조사위원회의사고분석보고서내용을정리 (2011 년 12 월기준 ) 사고 (Accident) 만포함, 준사고 (Incident) 제외 기종중경량항공기는경량항공기및초경량비행장치를포함 18 동향브리프 2012-10 호
2.4 국내외사고현황종합 국내외항공사고분석결과착륙연관단계에서사고발생비율이높으며, 조종성상실및과주등의사고형태가많이발생 - 항공사고가발생한비행단계를분석한결과국내외모두착륙접근단계및착륙단계에서사고가가장많이발생 국외에서는활주로수평접지, 국내에서는착륙, 착륙접근단계에서사고가다수발생 - 사고형태로는조종가능한상태에서지상과충돌, 활주로과주등지상충돌사고와활주로착륙과관련된사고가다수 [ 표 8] 항공사고발생비행단계분석결과 ( 종합 ) 분석대상사고유형사고가발생한주요비행단계 사고발생단계 기타지상작동, 엔진시동, 수평접지, 지상활주, 초기상승등 국외 사고발생단계 ( 사상자발생순 ) 사고형태 강하, 낙하산강하, 순항, 지상활주, 초기상승등 비행중조종성상실, 조종가능한상태에서지상과충돌, 활주로과주등 국내사고발생단계순항단계, 착륙단계, 착륙접근단계등 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 19
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 3. 항공안전분야 R&D 추진현황 3.1 항공기술관련추진계획분석 항공기술은지식경제부와국토해양부가주도하여항공분야연구개발을수행하고있으며교육과학기술부와중소기업청이일부과제를수행 - 지식경제부는군용헬기를개발하는사업을추진하고있어항공분야투자가많으며국토해양부는미국과의상호항공안전협정체결을위해관련항공기개발및공항안전과관련된연구개발사업을추진 - 교육과학기술부및중소기업청은항공분야개발을위한별도의사업은추진하고있지않으나기초분야지원혹은중소기업지원사업등에서상향식 (Bottom-up) 과제형태로항공관련연구가일부이루어짐 방위사업청에서도항공분야에대한연구개발이다수이루어지고있지만군용기에한정하여연구개발이수행되므로논의에서는제외 [ 그림 10] 항공분야관련사업부처별역할 20 동향브리프 2012-10 호
지식경제부와국토해양부는항공분야의기술로드맵을수립하고있으며이에따라관련연구개발사업을추진하여기술개발의효율성을도모 - 두부처모두항공관련기술로드맵을주기적으로수립하고있으며지식경제부는 항공산업전략기술로드맵 (2010), 국토해양부는 건설교통R&D혁신로드맵 을수립 - 국토해양부는항공분야사업은항공선진화사업이유일하므로기술로드맵의영향을직접적으로받으며, 지식경제부역시 항공산업전략기술로드맵 의내용이 항공우주부품기술개발사업 에상당부분반영됨 [ 표 9] 부처별항공안전관련기술로드맵비교분석 항목항공산업전략기술로드맵건설교통 R&D 혁신로드맵 관련부처지식경제부국토해양부 목표 민항기등완제기수출국으로도약 ( 항공기업 300 개, 고용 7 만명달성 ) 미래사회삶의질향상을위한 Value Creator - 항공사고율 50% 저감 해당기간 2010~2019 2008~2012 항공안전관련부분비행안전성향상및시험평가기술항공선진화기술 중점추진과제 결빙방지시스템 다이나믹시스템지상시험장치 실시간안전진단시스템 합성비행영상시스템 소형항공기용지상충돌경보장치 설계검증기술개발 항공운항품질보증체계기술개발 항공운항성능측정및평가시스템 운항안전감사및평가시스템 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 21
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 지식경제부는 항공산업전략기술로드맵 을통해비행안전성향상및시험평가기술향상에초점을맞추어중장기계획을수립 - 항공안전과관련되어추진이필요한과제로결빙방지시스템및다이나믹지상시험장치를제시하고있으며이에대한세부적인계획을수립 - 비행안전성향상을위해결빙방지및시험을위한기술이필요하다고제시되어있으나기술로드맵전체에서항공안전기술이차지하는비중은상대적으로낮음 국토해양부는 건설교통R&D혁신로드맵 을통해시험기개발과연관성이높은부분부터항공안전기술개발을추진 - 로드맵내항공 물류선진화부분이주요내용으로서술되어있으며, 이부분내항공안전기술개발및중소형항공기인증기술개발부분이포함 - 항공산업전략기술로드맵 에비해안전관련개발필요기술이상대적으로자세하게나열되어있으며합성비행영상시스템, 소형항공기용지상충돌경보장치등에대한기술이포함됨 22 동향브리프 2012-10 호
3.2 정부 R&D 추진현황 국방분야를제외한항공분야투자는지식경제부가 770억원으로가장많으며, 중소기업청과교육과학기술부의투자는상대적으로미미 - 국방부및방위사업청의투자를제외하면지식경제부가항공분야투자금액의 66% 로가장많았으며, 그다음으로는국토해양부의투자가많음 - 교육과학기술부와중소기업청의투자는 78억원수준에불과에항공분야투자에서차지하는비율은 7% 에불과 [ 그림 11] 항공분야정부 R&D 사업투자금액 (2010 년 ) 항공분야를지원하는사업을별도로분리하면다수의사업이존재하나항공안전분야관련사업은 항공우주부품기술개발사업 과 항공선진화사업 등 2개사업이존재 - 지식경제부에서는항공우주부품개발을통해기술자립을추구하기위해 항공우주부품기술개발사업 을추진하고있으며상용화가가능한기술을위주로개발추진 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 23
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 - 국토해양부에서는항공기술개발및안전한항공교통서비스실현을위해 항공선진화사업 을추진하고있으며항공기안전관리, 지능형공항시스템구축과관련된기술개발을추진 - 두사업중 항공우주부품기술개발사업 은항공안전기술개발을표면적으로내세우고있지는않으나항공부품개발이라는측면에서항공안전기술개발과밀접하게연관 항공우주부품기술개발사업에서순수하게안전만을위한기술은소수이나, 전자항법장비등다양한장비개발이항공안전과간접적으로연관 [ 표 10] 항공안전관련정부 R&D 사업목록 사업명항공우주부품기술개발사업항공선진화사업 사업목적 항공우주부품소재국산화로기술자립및수입대체기반구축 첨단항공우주기술파급을통한고부가가치형산업구조개선 항공우주분야신산업육성기여로고용증대및수출산업화달성 세계 10 위권항공기술개발및안전한항공교통서비스실현 사업내용 항공우주상용기술개발 항공우주원천핵심기술개발 항공기안전관리및인증기술개발 IT 기술을접목한지능형공항시스템구축 안전하고효율적인차세대항행시스템개발 사업기간 2000 년 ~ 계속 2007 년 ~ 계속 사업규모 170 억원 (2011 년 ) 1,395 억원 (2000~2011 년 ) 451 억원 (2011 년 ) 1,489 억원 (2007~2011 년 ) 두사업에서항공안전과관련된세부기술을분석한결과 항공선진화사업 에서는실시간안전진단기술을, 항공우주부품기술개발사업 에서는통합형기록장치개발에대한과제가추진 - 항공선진화사업 에서는항공기의이상상태를실시간으로조종사에게알려주는실시간모니터링시스템 (HUMS) 기술을개발하고있으며항공사고위험요인예측분석등에대한과제기획추진중 24 동향브리프 2012-10 호
- 항공우주부품기술개발사업 에서는상용화가능성이높은부품이주로개발되고있으며, KT-1 및 FA-50 등국내개발완료된군수용항공기부품개발이많음 - 항공우주부품기술개발사업 에서는항공용통합형기록장치 (Crash Protected Integrated Airborne Recorder) 과같이항공사고시활용될수있는기술에대한개발이일부수행 - 두사업모두항공안전분야에대한과제를수행하고있으나항공안전에직접적으로연관되는과제의수는적으며 2010년기준두사업간의유사분야기술개발은없음 [ 표 11] 사업별항공안전관련과제 (2010 년조사분석자료기준 ) 사업명항공우주부품기술개발사업항공선진화사업 항공안전 연관과제 항공용통합형기록장치개발 (Crashed Protected Integrated Airborne Recorder) KT-1 메인휠및브레이크조립체개발 실시간안전진단시스템 (HUMS) 항공사고위험요인예측분석및안전관리기법개발기획 항공기제동장치제작및정비기술개발기획 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 25
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 4. 주요이슈및시사점 4.1 항공사고해결을위한항공안전기술에전략적투자필요 항공안전관련사업에서추진하고있는과제와국내외항공사고현황분석비교결과상호연관성이낮음 - 현재 항공선진화사업 에서개발되고있는기술은실시간안전진단관련기술로국내외에서다수발생한이착륙단계의사고및충돌사고등을예방하는기술과는연관성이낮음 8) - 항공우주부품기술개발사업 에서개발하고있는통합형기록장치역시안전관련기술이지만기존발생된항공사고와연관성이낮으며항공안전분야에투자하는비중이낮음 - 세계항공사고형태분석결과 조종가능한상태에서지상과충돌, 비행중조종성상실 등과관련된사고가다수발생하였으며비행단계는 수평접지 및 지상활주 등착륙단계에서사고가많음 - 국내외항공사고단계분석결과 착륙단계, 지상활주, 수평접지 등착륙과관련된비행단계에서사고발생비율이높음 국내항공사고저감을위해서는기술적인중요도보다항공사고해결을위한기술에우선적으로투자필요 - 효율적인항공사고저감을위한기술개발을위해서는항공사고현황을분석한뒤기술수요및시장수요를고려하여기술개발계획을확정하는것이타당 8) 해당기술이기존항공사고발생형태와관련성이낮다고하여그기술이항공사고를저감하는데기여하지않는다는의미는아님 26 동향브리프 2012-10 호
[ 그림 12] 효율적인항공안전기술개발을위한프로세스 항공안전기술은개발후실제항공기에적용되어야사고발생률감소로이어질수있으므로실제항공기에적용가능성을고려하여개발 - 항공기사고를줄일수있는기술이지만실제항공기에적용이불가능한기술이거나제품이라면실제사고저감으로이어지기어려움 외국항공사에서생산하는항공기인경우국내개발제품을임의로적용시키는것은현실적으로불가능 - 따라서기술개발계획은항공기적용가능성, 항공사고연관성등을함께고려하여수립되고기술개발이추진되어야함 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 27
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 4.2 항공안전분야연구개발에대한부처별역할정립필요 항공사고저감을위해서는총괄적인계획하에기술개발이추진되어야하나관련계획은연계성없이독립적으로수립 추진 - 항공안전과연관되는사업및기술로드맵은독립적으로추진되고있어필요기술이누락되거나유사기술을동시에개발하는문제가발생할가능성존재 - 항공사고저감을위해서는사고현황을분석뒤이를실제적으로해결할수있는기술을우선적으로개발하여야하나이에대한선행분석부족 항공분야연구개발을수행하는부처간역할분담이모호하고, 중복되는등효과적인항공안전기술개발추진전략미흡 - 국방부및방위사업청을제외하고항공분야를담당하는정부부처는국토해양부와지식경제부가있으며각각인증 안전, 항공산업분야의개발을담당 - 지식경제부는상용화를고려한항공기및항공기부품을개발하기때문에결과적으로는항공안전과관련된부품기술도개발대상에포함 지식경제부에서는 중형항공기개발사업 및 항공우주부품기술개발사업 을추진 - 국토해양부는인증의주무부처로써상호항공안전협정 (BASA) 체결을위해중소형항공기를개발하고있어항공기개발이라는측면에서역할이중복 지식경제부에서는중형항공기개발을추진 - 이와같이각부처별항공기개발에대한접근관점은상이하나최종적인개발대상은유사한경우가발생하므로역할배분에대한가이드라인필요 [ 그림 13] 항공분야기술개발관련부처별역할 ( 항공산업전략기술로드맵 ) 28 동향브리프 2012-10 호
국토해양부는항공기안전관련기반기술, 지식경제부는안전관련부품기술위주로항공안전기술개발역할을구분 - 항공기인증의주무부처는국토해양부이므로안전기술관련부품개발은인증기개발과직접연관되는기술로제한하고지식경제부에서는기존항공기에적용가능한부품위주로개발 국토해양부는안전관련부품개발보다는항공기안전관련인프라와공항내에서발생사는사고를예방할수있는기술을우선적으로개발 - 공항내 ( 지상 ) 에서발생하는항공기사고예방기술및안전사고예방을위한인프라에우선적으로투자 - 다만 BASA 협정체결을위해인증기개발과정에서인증기에바로적용가능한부품을개발하는경우연구개발효율성측면에서국토해양부가전담 지식경제부는인프라기술보다항공기적용가능성이높은항공안전관련부품을개발 - 이미개발이완료된항공기또는지식경제부에서개발추진중인항공기에적용할수있는부품을주도적으로개발 [ 그림 14] 항공안전기술개발관련부처별역할분담 ( 안 ) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 29
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 4. 참고문헌 교통연구원 (2008), 공항시설안전통합관리시스템개발 국제항공민항기구 (ICAO) 홈페이지 : http://www.icao.int 국토해양부항공정책실 ATIS: http://atis.casa.go.kr/newasms 국토해양부 (2006), 건설교통 R&D 혁신로드맵보고 국토해양부 (2011), 2010년도교통안전연차보고서 김도현외 (2008), 항공안전을위한항공학적검토및위험평가지침개발에관한연구, 한국항공경영학회지제6권제2호 미연방항공청 ASIAS 홈페이지 : http://www.asias.faa.gov 지식경제부 (2011), 항공산업발전기본계획 (2010~2019) 한국과학기술기획평가원 (2012), 항공선진화사업국가연구개발사업특정평가보고서 한국산업기술진흥원 (2010), 2010 항공산업전략기술로드맵 한국항공우주산업진흥협회 (2011), 2011년항공우주산업통계 항공기인증정보시스템홈페이지 : http://acis.kari.re.kr 항공철도사고조사위원회홈페이지 : http://araib.go.kr Aviation Safety Network(2007), Airliner Accident Statistics 2006 Boeing(2011), Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents, Worldwide Operations 1959~2010 EASA(2011), Annual Safety Review 2010 30 동향브리프 2012-10 호
별첨 1. 미국항공사고세부통계 미국항공사고건수 (1978 2010) 미국항공사고사상자 (1978 2010) 항공기손상단계항공기손상 ( 건 ) 사망자 ( 명 ) 부상자 ( 명 ) 전손 (Demolished) 140 21 35 반손 (Substantial) 2,397 21 250 항공기손상단계별사고발생수및비율 발생횟수 ( 건 ) 비율 (%) 항공기손상단계 1978~2010 2000~2010 1978~2010 2000~2010 전손 140 41 0.2 0.3 반손 2,397 681 3.8 4.8 일부손상 59,316 12,428 93.9 87.4 손상없음 1,188 1,056 1.9 7.4 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 31
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 항공기비행단계약어및의미 (ASIAS) 비행단계 의미 해석 9) ATFL Aerial Taxi From Landing/Rotorcraft 착륙후활주 / 회전익항공기 ATTT Aerial Taxi To Takeoff/Rotorcraft 이륙전활주 / 회전익항공기 ATOH Aerial Taxi, Other Helicopter 헬리콥터활주 AD Autorot Descent (Rotorcraft) 자동회전하강 ( 회전익항공기 ) D Descent 강하 ERU Engine Run-Up 엔진시운전 FLFC Fcd/Prec Ldg From Cruise 항행중불시착 FA Final Approach 최종접근 FAIFR Final Approach- Instrument Flight Rules 최종접근-계기비행 FL Forced Landing 강착 FL2 Forced/Precautionary Landing 강착 / 준비상착륙 FF Formation Flying 편대비행 GR Go Round (Aborted Visual Flight Rules) 복행 ( 시계비행접근포기 ) GT Ground Taxi, Other Airplane 지상활주, 기타항공기 HIFR Holding Instrument Flight Rules 계기비행체공대기 H Hovering 호버링 IE Idling Engines 최소파워 IR Idling Rotors 최소회전속도상태 ITPC In Traffic Pattern-Circling 선회접근장주내 IAIFR Initial Approach-Instrument Flight Rules 초기접근-계기비행 LOT Level Off Touchdown 수평접지 LLO Low Level Operations 저고도비행 MAIFR Missed Approach Instrument Flight Rules 실패접근계기비행 NC Normal Cruise 정상순항 OOGFL Operations On Ground From Landing/Rotorcraft 착륙후지상작동 ( 회전익항공기 ) OOGTT Operations On Ground To Takeoff/Rotorcraft 이륙전지상작동 ( 회전익항공기 ) OGO Other Ground Operations 기타지상작동 PJ Parachute Jumping 낙하산강하 PL Pinnacle Landing 산정착륙 PORL Power Off Run Land (Autorotation) 무동력활주착륙 ( 자동활공 ) POVL Power Off Vertical Landing/Autorotate 무동력수직착륙 ( 자동활공 ) 해석 9) 9) 표시용어는일반적으로번역보다는원어사용이일반적인경우임을의미 32 동향브리프 2012-10 호
비행단계 의미 해석 POD Power On Descent (Rotorcraft) 강하 ( 회전익항공기 ) PORL2 Power On Run Landing (Rotorcraft) 동력활주착륙 ( 회전익항공기 ) POVL2 Power On Vertical Landing (Rotorcraft) 동력수직착륙 ( 회전익항공기 ) PTM Practice Training Meneuvers 훈련기동연습 RO Roll-Out (Fixed Wing) 선회종료 ( 고정익항공기 ) RO2 Roll-Out (Rotorcraft) 선회종료 ( 회전익항공기 ) SR Scud Running 저고도비행 ( 운하비행 / 계기비행상태 ) SWP Settle With Power (Rotorcraft) 파워가있음에도항공기가침하되는상태 SFLA Simulated Forced Landing Autorotation 가상강착 / 자동활공중 SFLC Simulated Forced Landing Cruise 가상강착 / 순항중 SFLFA Simulated Forced Landing Final Approach 가상강착 / 최종접근중 SFLGA Simulated Forced Landing Go Around 가상강착 / 복행중 SFLTP Simulated Forced Landing Traffic Pattern 가상강착 / 장주내 SFL Simulated Forced Landing/Takeoff 가상강착 / 이륙중 SFLC2 Simulated Forced Landing/Takeoff Climb 가상강착 / 상승중 SL Slope Landing 경사지착륙 SE Starting Engines 엔진시동 TGR Takeoff Ground Roll 이륙지상활주 TACV Takeoff-Abort-Copter Vertical 이륙단념을위한 ( 회전익수직이륙 ) TA To Aborted (Copier/Run Take Off) 이륙단념을위한 ( 회전익활주이륙 ) TA2 To Aborted (Fixed Wing) 이륙단념을위한 ( 고정익 ) TIC To Initial Climb (1St Power Reduction) 초기상승을위한 (1단계파워감속 ) TR To Running(Helicopter/Vertical Takeoff And Landing Aircraft) 활주를위해 ( 회전익 / 수직이륙과착륙항공기 ) TV To Vertical (Helicopter Only) 수직이륙을위해 ( 회전익항공기 ) TAGL Touch And Go Landing 이착륙 ULLO Unauthorized Low Level Operations 비인가저고도비행 U Unknown 미상 미연방항공청 (FAA) 사고통계 (ASIAS) 에제시된비행단계분류 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 33
비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 항공기손상정도별사고발생비행단계 항공사고발생빈도 1978~2010 2000~2010 종합전손반손일부종합전손반손일부 1순위 LOT OGO LOT LOT TIC LOT LOT 기타 2순위 RO SE GT RO 기타 RO GT NC 3순위 GT GT RO GT NC GT 기타 D 4순위 FLFC TIC OGO FLFC OGO 기타 RO RO 5순위 기타 기타 SE 기타 GT NC OGO TIC 사상자발생정도별비행단계 항공사고발생빈도 1978 2010 2000 2010 사망부상사망부상 1순위 PJ NC PJ 기타 2순위 NC GT TIC NC 3순위 D D NC GT 4순위 OGO LOT 기타 LOT 5순위 LOT 기타 LOT D 34 동향브리프 2012-10 호
별첨 2. 경량항공기 / 초경량비행장치분류기준 항공기분류해당기종조건 경량항공기 타면조종형비행기 체중이동형비행기 경량헬리곱터 자이로플레인 동력패러슈트 최대이륙중량이 600킬로그램 ( 수상비행에사용하는경우에는 650킬로그램 ) 이하 최대연속출력에서의최대수평비행속도가 120노트이하 최대실속속도또는최소정상비행속도가 45노트이하 조종사좌석을포함한탑승좌석이 2개이하 단발 ( 單發 ) 왕복발동기를장착 조종석은여압 ( 與壓 ) 이되지않을것 비행중에프로펠러의각도를조정할수없음 고정된착륙장치가있을것. 다만, 수상비행에사용하는경우에는고정된착륙장치외접을수있는착륙장치장착가능 동력비행장치 좌석이 1개 해당장치의자체중량이 115Kg 이하 프로펠러에서추진력을얻음 차륜, 스키드, 후로트등착륙장치가장착된고정익비행장치 인력활공기 인력을이용한행글라이더, 패러글라이더 해당장치의중량이 70Kg 이하 초경량 비행장치 기구류 회전익비행장치 유인자유기구, 무인자유기구 계류식기구 해당장치의자체중량이 115Kg 이하 1개이상의회전익에서양력을얻을것 ( 초령량자이로플레인, 초경량헬리콥터 ) 동력패러글라이더 낙하산류에추진력을얻는장치를부착하며다음분류에해당하는비행장치 - 착륙장치가없는비행장치 - 착륙장치가있는경우자체중량이 115Kg 이하 무인비행장치 무동력비행장치 : 자체중량이 150Kg 이하인무인비행기혹은 무인회전익비행장치 무인비행선 : 자체중량이 180Kg 이하이며, 길이가 20m 이하 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 35
과학기술및연구개발사업동향브리프 2012-10 비상하는항공산업의초석, 항공안전기술 I 저자 I 이일환, KISTEP 사업평가실부연구위원 02)589-2930, mesmerize@kistep.re.kr 본동향브리프의내용은필자의개인적견해이며, KISTEP 의공식적인견해가아님을밝힙니다.