UAM, ‘25년에 상용화, ‘35년에는 대구까지 간다-범부처「한국형 도심항공교통(K-UAM) 기술로드맵」확정

UAM, ‘25년에 상용화, ‘35년에는 대구까지 간다-범부처「한국형 도심항공교통(K-UAM) 기술로드맵」확정

담당부서미래드론교통담당관 등록일2021-03-31 13:30

 

 

“UAM,‘25년에 상용화,‘35년에는 대구까지 간다.”
- 범부처「한국형 도심항공교통(K-UAM) 기술로드맵」확정 -

□ 정부는 관계부처 합동*으로 마련한 도심항공교통 실용화를 위한 기술개발 청사진인 “한국형 도심항공교통(K-UAM) 기술로드맵(이하 기술로드맵)”을 제32차 경제중앙대책본부에 상정․의결했다.

* 국토교통부, 산업통상자원부, 과학기술정보통신부, 중소벤처기업부, 기상청 등

ㅇ 미국․유럽 등 세계 여러 나라에서는 도심지역 인구과밀화로 인한 교통체증과 환경문제 해결수단으로 도시의 공중공간을 활용하는 신개념 교통체계인 UAM 도입을 서두르고 있다.

ㅇ 우리나라도 드론을 운송수단으로 활용하는데 필요한 전담조직(‘19.8) 신설, 한국형 도심항공교통 로드맵 마련(‘20.6) 등 정책적 지원에 발맞춰 대기업을 비롯한 업계의 참여노력이 활발한 상황이다.
□ 31일 경제중대본에서 확정된 기술로드맵은 지난해 6월 발표된 한국형 도심항공교통(K-UAM)로드맵의 후속조치로, UAM을 교통수단으로 활용하는데 필요한 핵심기술 확보전략을 담고 있다.

ㅇ 로드맵 작성 과정에는 산학연 전문가뿐만 아니라 실제 UAM 사업 참여자의 의견을 검토하는 등 실현 가능성에 초점을 맞추었다.

* 총 43회(총괄위 6, 간사위 4, 분과위 각 5회 등), 연인원 783명 / 누적 조회수 3,500

□ UAM은 새로운 교통수단인 만큼 실제 운영을 가정한 시나리오*를 바탕으로 필요한 기술을 발굴하고, 목표를 설정하는 과정을 거쳤다.

* 초기(’25~‘29), 성장기(’30~‘34), 성숙기(’35~) 등 주요 3단계로 시장을 구분

미래통합시나리오
기술구성도 수익연관 중점기술 기술로드맵 공청회 추진전략
(Tech Tree) 항목설정 운용수익 ⇄ 목표성능 도출 구조도 등
(5분야, 187개) ⇨ ⇨ (5분야 118개) ⇨
운용타당성 확보시까지 재분석

유기적 연계

ㅇ 그 결과 안전성․사회적 수용성이 확보될 경우 기술개발을 통해 교통수단으로서의 경제성 확보가 가능할 것으로 분석되었다.

ㅇ ‘35년 성숙기가 되면 배터리 용량 증대 및 기체 경량화에 힘입어 비행가능 거리도 300Km(서울~대구 정도)로 증가하게 되고, 속도도 ’25년 150km/h에서 300km/h로 빨라진다.

ㅇ 자율비행, 야간운항, 이착륙장 증설에 따른 노선 증가와 기체양산체계 구축에 따른 규모의 경제효과가 요금현실화로 이어져 교통수단으로서의 대중화가 가능해진다.

【시기별 UAM 시장 변화 형태】
구분 초기(2025~) 성장기(2030~) 성숙기(2035~)
기체 속도 150km/h(80kts) 240km/h(130kts) 300km/h(161kts)
거리 100km(62miles) 200km(124miles) 300km(186miles)
조종형태 조종사탑승 원격조종 자율비행
항행/교통 교통관리체계 유인교통관리 자동화+유인교통관리 완전자동화 교통관리
비행회랑 고정식 혼합식 혼합식
버티포트 노선/버티포트 2개 / 4개소 22개 / 24개소 203개 / 52개소
이착륙장/계류장 4개 / 16개 24개 / 120개 104개 / 624개
기타 기체가격 15억원 12.5억원 7.5억원
운임(1인, Km당) 3,000원 2,000원 1,300원
□ 기술로드맵의 핵심인 “안전성․수용성․경제성․지속가능성․상호발전”을 핵심 목표로 한 추진전략의 주요 내용은 다음과 같다.
① 기체 및 승객 안전성 확보 기술을 최우선적으로 개발한다.

- 기상변화･충돌 등 위험요인을 대비한 고신뢰 안전성 기반 시스템 설계·제작 및 인증, 시험평가 등 기체 안전성을 높인다.

- K-드론시스템과 연계한 UAM 운항 및 관제절차, 실시간 기상․재난정보 등를 고려한 최적 비행경로시스템 등을 지원한다.

- 운용범위(고도․거리․빈도) 등을 고려한 공역설계, 다중통신, 정밀항법 등 UAM용 항행관리 기술을 개발한다.

【기체·승객 안전 및 인증, 비행경로 설계 등 주요기술 예】


② 교통수단으로서 국민들의 수용성을 증대하는 친화기술이 확보된다.

- 저소음․저탄소 등 수용성 높은 교통수단이 될 수 있도록 친환경 연료를 통한 대기오염감소, 저소음 추진장치 등을 개발하고,

- 정시성․안전성 제고를 위한 스케줄링 및 도심장애물, 기상위험에 효과적으로 대응할 수 있는 정보수집 및 분석 기술을 마련한다.

【저소음 기술 및 친환경 추진동력, 기상 대응, 스케줄링 등 주요기술 예】

③ 경제성을 위해 양산 및 유지관리 등 상용기술이 마련된다.

- 글로벌 UAM시장에서의 가격 경쟁력 및 사업자의 운영 수익성 확보를 위한 기체･부품 양산 및 정비기술을 개발하고

- 승하차 시간 단축 등 이용객 편의 증진을 위하여 간소화된 보안검색 기술을 기술개발 로드맵에 포함하였다.

【고성능 배터리 및 합성시계시스템, 신속보안검색 등 주요기술 예】


④ 인력양성 등 지속가능성을 이끄는 기술․생태계가 구축된다.

- UAM 생태계의 지속성장을 위한 자율비행 및 충돌회피 핵심기술, 실시간 운항정보 기반 교통관리 자동화기술 개발을 지원하고

- 산․학 연계형 전문인력 양성체계 및 운영자․종사자 자격 제도 등 신비행체 운용을 위한 사회적 기반 마련에 힘쓴다.

【원격조정 및 자율비행, 충돌회피 등 주요기술 예】


⑤ 상호발전을 유도하는 기술교류를 확대한다.

- UAM을 기존 산업*과 효율적으로 연계 및 전환할 수 있는 지원 체계를 마련하고, 미국․유럽 등 주요 항공선진국과의 교류･협력을 통한 국제기준에 부합하는 산업 표준화도 지원한다.

* 전통적 항공산업, 전기자동차, 자율주행, 통신, 금융, 서비스 및 교통운송업계 등
** [미국] 연방항공청(FAA), 항공우주국(NASA) 및 [유럽] 항공안전청(EASA) 등
□ 로드맵이 확정됨에 따라 정부와 지자체, 민간에서 공통된 지향점을 가지고 UAM 현실화를 위해 기술개발 등을 추진할 수 있는 토대가 마련되었다.

ㅇ 이를 위해 `35년까지 정부 지원이 필요한 분야에 기술개발을 지원하기 위하여 다부처 공동* 신규 R&D사업도 기획한다

* 국토교통부, 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 중소벤처기업부, 기상청

ㅇ UAM 기술분야 실증을 위한 “K-UAM 그랜드챌린지”와의 연계 및 활용을 위한 UAM특별법 제정도 차질 없이 추진할 계획이다.

□ 국토교통부 김상도 항공정책실장은 “UAM은 아직 실현되지 않은 시장이지만 기존 항공분야와는 달리 주요 선진국들과 경쟁 가능한 새로운 시장이며 도전”이라면서,

ㅇ “우리나라 항공산업이 한 단계 도약할 수 있는 기회가 열린 만큼 새로운 기술로드맵이 원활히 추진 될 수 있도록 관계기관의 적극협조를 당부” 하였다.
참고 1 기술구성도(Tech tree)
ㅇ 5개 대분류, 19개 중분류, 63개 소분류, 총 187개 세분류로 구성
대분류 중분류 소분류 세분류 유관부처
-5 -19 -63 -187
기체 개발ㆍ생산 4 16 63 국토부·산업부·중기부·과기부
운송ㆍ운용 4 11 22 국토부·산업부·기상청
공역설계ㆍ통제 3 13 35 국토부·중기부
운항관리ㆍ지원 4 10 22 국토부·기상청
사회적 기반 4 13 45 국토부·산업부·중기부·과기부

기체 개발‧생산 운송‧운용 공역설계‧통제 운항 관리‧지원 사회적 기반
(국토부·산업부·중기부·과기부) (국토부·산업부·기상청) (국토부·중기부) (국토부·기상청) (국토부·산업부·중기부·과기부)

기체시스템 도심비행관리 공역설계ㆍ통제 교통관리 대중 수용성


기체구조 기체 모니터링 공역설계 교통흐름관리 사회적 인식 개선


동력ㆍ추진시스템 도심비행경로 기상정보 유효성 판단 공역관리 정보공유 이용자 편의성


전기ㆍ전자시스템 출도착관리 운항 및 비행규칙 인증기준 비행허가 기준


기계시스템 비행계획 수립 버티포트 운항관리 시장 다각화


요소기술 자율비행 조종 CNSi 운항관리 버티포트


체계종합 자율비행 통신시스템 운항정보 생성 및 공유 건축물


설계개발 기체운용 자동화 항법시스템 지원 정보 제공 지원설비


자율비행 감항성/운항 증명 및 유지기준 감시시스템 장애물 정보 설계 안전기준


소음저감 감항성/운항 증명 기준 정보관리 시스템 도심 기상 정보 특화도시


기상간건성 감항성/운항 유지기준 CNSi 보안 복합 공간 정보 인력양성



승객 안전ㆍ편의성 MRO CNSi 장비 비상 운영 연구개발 인력양성



비행체 제작 중정비 시험실증 및 인증지원 비상상태 식별 종사자 양성



첨단제작공정 경정비 시험실증 비상운영절차 교육/훈련 및 자격관리


양산성 정비 스케쥴링 통합운용 시뮬레이터 운용통합



소재ㆍ부품공급 인증기준 보험ㆍ금융


인증·시험 평가 경제성 증대


신기술비행체
설계·제작 인증

신기술비행체
부품 인증

신기술비행체
신소재 검증·인증


참고 2 한국형 도심항공교통 기술로드맵 구조도

□ 5개 핵심부문, 14개 주요 분야, 38개 중점기술, 총 118개 세부기술로 구성
핵심부문 주요분야 중점기술 세부기술
-5 -14 -38 -118
기체부품 4 8 28
항행ㆍ교통관리 2 10 33
인프라 3 7 20
서비스 3 7 16
핵심기술 2 6 21


기체ㆍ부품 항행ㆍ교통관리 인프라 서비스 핵심기술

기체구조 UAM 통합관리 버티포트 구축 및 운용시스템 운송ㆍ운용 자율비행
서비스

UAM 기체 경량화 제작 기술 UAM 공역설계 및 관리 스케쥴링 기술 도심형 버티포트구축기술 UAM 승객화물 운송 관리 기술 UAM용 완전 자율비행 조종기술


UAM용 고신뢰성 기체 설계제작 기술 실시간 운항 정보기반 UAM 자동화 교통관리 기술 버티포트고효율 자동화 운용기술 UAM 조종사 업무저감 기술 UAM 비행체용 탑재통신 기술


동력ㆍ추진 UAM 운항 위험도 저감 관리 기술 스마트보안 및 안전 기술 지능형 예방정비 기술 UAM 자율 항법 기술
시스템

UAM용 친환경·초경량· UAM 가상통합 운용체계 검증기술 전천후 상황인지 및 충돌회피기술
고성능 추진동력원 버티포트 보조설비 시스템 운항정보 수집분석 및 공유 시스템

도심 운항성을 고려한 전기추진 기술 UAM CNSi 기체 소음진동 저감
버티포트용에너지 최적화 기술 도심운용 3차원 정밀지도 구축기술

기계시스템 UAM 비행 운용제어용 다중 통신기술 도심운용을 위한 소음진동저감 프롭로터 기술
상용통신 기반 버티포트통신 기술 UAM 도심 기상 장애물 정보 수집분석 기술

승객 운항성을 고려한 전기 추진 기술 UAM 운용을 위한 정보공유 네트워킹기술 UAM 기체용 소음진동 제어기술
고전압 고신뢰 버티포트 충전 기술
1 운용자격 체계
승객 운항안전성 확보기술 차세대 UAM용 다중 상대항법 기술

특화도시 UAM 종사자 자격제도 수립
인증ㆍ시험평가 UAM용 협력적/비협력적 감시기술

1 버티포트특화형 스마트 시티 UAM 종사자 인력양성 체계
UAM 기체 인증시험평가 기술 UAM 운용을 위한 CNSi용 보안 기술


UAM 기체용 소재부품 인증시험평가기술 CNSi획득 및 활용체계 검증 기술




* 세부기술 이하 생략

참고 3 한국형 도심항공교통 기술로드맵 인포그래픽

추진전략 중점기술
①기체·부품 ②항행·교통 ③인프라 ④서비스 ⑤핵심기술
안전성을 확보하는 관리기술 개발 ·고신뢰성 기체 설계제작 기술 ·공역설계 스케줄링 관리 기술 ·버티포트 상용통신 기술 ·3차원 정밀 지도 구축 기술 -
ㅇ승객·기체 안전성 확보 ·승객 운항 안전성 확보 기술 ·운항 위험도 저감관리기술 ·버티포트 통신 사이버 보안 기술
ㅇ안전운항 지원 ·기체 안전장치 설계 기술 ·다중 상대 항법통신기술
ㅇ통신·항법·감시·정보(CNSi) ·기체 및 소재 부품 인증 시험평가 기술 ·협력적·비협 력적 감시기술
·CNSi보안 기술
수용성을 증대하는 친화기술 확보 ·전기추진 기술 - ·버티포트 에너지 최적화 기술 ·승객·화물 운송관리기술 ·소음진동저감 프롭로터 기술
ㅇ저소음·친환경 구현 ·버티포트 구축 기술 ·지능형 예방 정비 기술 ·소음진동 제어 기술
ㅇ안정적 이용을 보장하는 친화 기술 ·버티포트 스마트 시티 ·도심 기상· 장애물 정보 수집분석기술
경제성을 향상하는 상용기술 마련 ·기체 경량화 제작 기술 - ·스마트 보안 및 안전 기술 ·조종사 업무 저감기술 -
ㅇ기체 양산기술 및 핵심부품 ·친환경·초경량· 고성능 추진동력원 ·자동화 운용기술
ㅇ운용 시간·효율을 극대화하는 ·고전압·신뢰 충전기술
서비스 기술
지속가능성을 이끄는 기초기술· - - - ·종사자 자격 제도 수립 ·자율비행 조종기술
생태계 구축 ·종사자 인력 양성 체계 ·기체 탑재 통신 기술
ㅇ장기적 관점의 기초 기술 ·자율항법기술
ㅇ기초체력 확보를 위한 인력양성 ·상황인지 및 충돌회피 기술
상호발전을 유도하는 기술교류 확대 ·UAM 산업과 연관된 타분야와 부품 또는 기술 교류·상호활용
ㅇ타 산업과 교류 활성화 ·미 FAA·NASA, EU EASA 등 해외 주요 기관과의 기술 교류
ㅇ국제협력 강화
참고 4 도심항공교통(UAM) 이야기 미리보기

< 2000년생 유미래 군의 도심항공교통(UAM) 이야기 미리 보기 >


현재 ㅇ 어릴 적부터 하늘을 동경했던 유미래 군은 지금도 뜨고 내리는 항공기를 볼 때마다 가슴이 설렌다. 드론조종자 자격증은 이미 취득했고, 최근 관심이 집중되고 있는 도심항공교통(UAM) 소식에 미래가 점점 현실이 되어가고 있음을 느낀다.
초기 ㅇ 대학교 졸업 기념으로 가족들과 제주도 여행을 계획한 외아들 유미래 군은 부모님을 모시고 김포공항까지 항공택시를 이용해 보기로 한다.
(’25~) ㅇ 아직 학생신분이라 비용은 다소 부담이 되었지만 평소 이용했던
지하철 또는 공항버스 보다 30분정도 단축되고 항공택시에서 내리자마자 간편한 보안검색을 거쳐 비행기를 탈 수 있게 되었다.
ㅇ 항공택시를 처음 타보신 부모님도 생각했던 것보다 안정적이시라면서 신기해 하셨다.
성장기 ㅇ 해외 영업을 담당한 이후 공항을 다녀올 일이 더욱 늘었다. 이용시간대도 예전보다 훨씬 늘었고 이동하는 동안 인터넷도 가능하게 되어
(’30~) 시간활용에 더욱 여유가 생겼다.
ㅇ 서울에서뿐만 아니라 부산, 대구, 대전, 광주 등 광역권 도시에서도 항공택시를 이용할 수 있게 되고 기차, 버스 등 기존 교통서비스와 연계되는 편리함을 경험한다.
성숙기 ㅇ 이제는 비가 내리는 날에도, 늦은 귀가길 에도 항공택시를 이용할 수 있게 되었다. 집 근처에 신설된 버티포트와 더더욱 간편해진 예약 및 보안검색시스템 덕분에 항공택시는 일상의 교통수단이 되었다.
(’35~) ㅇ마침 아이 출산을 앞두고 손주를 보러 저녁 늦게 지방에서 올라오신 부모님이 항공택시를 타고 오셨다. 이제는 휴대폰만으로도 간편하게 항공택시를 이용하시는 부모님의 모습이 참 신기하고 감사하다.
ㅇ 당초 네 명만 탈수 있었던 기체가 자율비행으로 바뀌면서 다섯 명이 탈 수 있게 되었다. 아마도 새로 태어난 우리 아이를 배려한 것 아닐까? 라는 행복감으로 도심항공교통의 대중화를 함께 한다.