한국형 도심항공교통(K-UAM)의 실증사업 일정과 7대 핵심기술

류수근 기자 / 기사승인 : 2020-06-06 16:43:16
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[메가경제신문= 류수근 기자]정부는 4일 관계부처 합동으로 발표한 ‘한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵'을 통해 2025년 상용서비스 최초 도입을 주요 목표로 설정하고 2024년까지 비행실증, 2030년부터 본격 상용화를 준비하는 단계적 목표를 제시했다.


우선 거점과 거점을 연결하는 최초서비스를 2025년에 도입하는 실천계획에 초점을 맞추고, ▲도심항공교통 선도국가로의 도약, ▲시간과 공간의 새로운 패러다임 구축, ▲미래형 일자리 창출 가속화라는 세 가지 비전을 제시했다.


이에 ▲민간주도 사업에 대한 정부지원, ▲기존 안전·운송제도 틀이 아닌 새로운 제도틀 구축, ▲글로벌 스탠다드 적용으로 선진업계 진출?성장 유도 등 3대 기본방향도 설정했다.



도심항공교통(UAM) 수도권 지역 실증노선안. [출처= 국토교통부]
도심항공교통(UAM) 수도권 지역 실증노선안. [출처= 국토교통부]


UAM 로드맵의 3대 기본방향에 따른 주요 추진내용은 ▲안전 확보를 위한 합리적 제도 설정, ▲민간역량 확보·강화를 위한 환경조성, ▲대중수용성 확대를 위한 단계적 서비스 실현, ▲이용 편의를 위한 인프라 및 연계교통 구축, ▲공정·지속가능하고 건전한 산업생태계 조성, ▲글로벌스탠다드와 나란히 하는 국제협력 확대 등이다.


우선 안전 확보를 위한 합리적 제도 설정 방안을 보면, 통신 환경, 기상 조건, 소음의 사회적 수용성 등 국내 여건에 맞는 한국형 운항기준을 마련하기 위해 민관합동 실증사업(K-UAM 그랜드 챌린지, 2022~2024)을 추진한다.



[출처= 국토교통부]
도심항공교통 단계별 주요 추진계획. [출처= 국토교통부]


운항기준(ConOps)은 도심항공교통 운항과 연관되는 공역(고도), 운항대수, 회귀 간격, 환승방식 등이 복합적으로 표현되는 개념도나 절차를 말한다.


실증사업의 설계와 실행을 동시에 진행할 수 있도록 대표적인 실증사업 선두주자인 미국 항공우주국(NASA)과의 협력을 추진한다.


국가 차원의 포괄적 운항기준(National ConOps)을 마련하고 기상?통신?도시 등 지역별 실태조사 결과를 반영한 지역별 운항기준으로 구체화해 나갈 예정이다.


다양한 형태로 개발 중인 신개념 비행체(eVTOL)는 미국?유럽 등의 인증체계를 벤치마킹해 세부 인증기준?절차를 마련하고 국가 간 상호인정 확대도 올해부터 추진하는 한편, 국가적 안전기준의 기초가 되는 산업표준 및 단체표준 논의에도 적극 동참할 예정이다.



[출처= 국토교통부]
수직이착륙(eVTOL)) 추진형태별 분류체계. [출처= 국토교통부]


eVTOL(electric Vertical Take Off & Landing)은 전기동력으로 친환경적이고 수직이착륙이 가능해 활주로가 필요없는 전기 분산동력 수직이착륙기다.


도심항공교통의 교통관리는 한국형 드론교통관리체계(UTM)인 K드론시스템(2017~2022, 연R&D 중)을 활용해 단계적으로 구현해나간다.


UTM(Unmanned aerial system Traffic Management)은 다수의 드론 비행을 지원하기 위한 기체?소유자 등록, 자동 비행계획 승인 및 실시간 비행현황 모니터링 등 지원하는 체계다.


K드론시스템 운용고도(150m)를 현재 헬기 운용고도(300~600m)까지 확대해 전자적 비행계획 제출?승인, 비행체-통제센터-관계자 간 비행상황 모니터링?공유가 가능하도록 서비스할 예정이다.


도심항공교통용 터미널(Vertiport)의 건축과 관련된 구조, 충전, 비상착륙설비 등에 대한 안전기준은 민관합동으로 마련해나가고. MRO(기체 유지보수?정비)와 조종사 자격도 기준을 구체화하며, 중장기적으로 자율비행용 항공분야 인공지능(AI)인증방안도 마련해 나갈 방침이다.



[출처= 국토교통부]
도심항공교통용 터미널(Vertiport) 등급별 구분. [출처= 국토교통부]


민간역량 확보·강화를 위한 환경조성 방안으로는, 도심항공교통 상용화 이전의 시험?실증단계에서 규제 없이 비행할 수 있도록 드론법에 따른 특별자유화구역을 지정?운용할 예정이다.


특히, 한국형 실증사업(K-UAM 그랜드챌린지) 단계적 추진계획에 따라 안전성이 입증된 기체?설비는 실제 운항환경에서 실증할 수 있도록 도심지를 포함한 실증노선도 지정해 2024년에는 운용할 예정이다.


기체?핵심부품에 대한 기술역량을 확보할 수 있는 연구개발(R&D)도 지원한다.


2023년까지 1인승 시제기 개발을 우선 완료하고, 도심 내 운항을 넘어 도시 간 운항도 가능하도록 중?장거리(100~400km) 기체와 2~8인승(현재 4인승 위주 개발 중) 기체개발도 검토한다.


특히, 핵심부품으로 꼽히는 전기배터리 분야와 관련해서는 고출력?고에너지밀도 배터리셀과 배터리패키징 기술, 고속충전기술, 배터리관리시스템(BMS)을 개발한다.



[출처= 국토교통부]
화물용 드론 활용분야 사례. [출처= 국토교통부]


향후 도심항공교통 산업을 주도할 핵심 기술?소재?부품?소프트웨어(S/W) 등은 기술개발 로드맵을 수립해 체계적인 R&D를 추진한다.


특히, 도심항공교통의 미래인 자율비행을 준비하기 위해 인지?판단?제어 3대 핵심분야를 좌우할 센서?항법?시스템반도체?S/W를 종합적으로 개발해나갈 예정이다.


UAM 관련 7대 핵심기술은 ▲수직이착륙, ▲장거리비행, ▲분선전기추진, ▲모터구동·하이브리드, ▲자율비행, ▲센서, ▲소음·진동이다.


또, UAM 관련 10대 핵심품목은 ▲틸팅시스템, ▲고효율·저소음 프로펠러, ▲고정·회전 복합날개, ▲항공용 모터/인버터, ▲분산전력 제어장치, ▲엔진/하이브리드, ▲고출력 배터리/수소연료전지, ▲비행제어 및 항법임무, ▲충돌회피 센서, ▲능동소음·진동제어이다.



도심함공교통(UAM)
도심함공교통(UAM) 7대 핵심기술과 10대 핵심품목. [출처= 국토교통부]


안전?환경에 관련된 고해상도 기상정보, 전파간섭 현황 등 정보를 3차원 도심지도에 표출해 효율적으로 제공(고성능 네비게이션)할 수 있는 정보수집?제공체계도 구축해 나갈 예정이다.


도심항공교통용 터미널(Vertiport)을 구축할 때 교통유발부담금 일부 감면, 기체 과세표준 마련 및 세제혜택, 기체?충전설비 친환경 보조금 등 경제적 혜택도 시장의 성숙수준에 맞춰 준비하게 된다.


대중수용성 확대를 위한 단계적 사비스 실현을 위해, 정부는 여객수송용 도심항공교통 서비스를 본격적으로 운영하기에 앞서 교통관리시스템인 K드론시스템의 실증과 화물운송으로 안전성을 검증, 화물 운송서비스를 우선 구현할 예정이다.


먼저 도서?산간 등 상대적으로 물품배송 빈도가 낮은 지역에서 운송서비스를 제공해온 우정사업 분야부터 드론 운송서비스를 우선 활용하여 사업성을 확보해 나갈 참이다.



[출처= 국토교통부]
도심항공교통용 터미널(Verport)을 교통 환승센터이자 의료·문화 등도 가능한 복합공간으로 구축하는 비전을 제시한 '현대차 비전(Smart Mobility Solution Provider for Human Centered Cities). [출처= 국토교통부]


아울러 주유소·편의점 유통 물류, 유류선 시료 배송, 음식배달, 도심지 서류 송달, 건설현장 소규모 장비 운송 등 민간분야 배송모델까지 확산할 수 있도록 유도한다.


또한, 신개념 비행체인 전기 분산동력 수직이착륙기(eVTOL)의 활용?보급을 위한 마중물로 산림?소방?경찰 등 기존 헬기를 활용하는 분야에서 초기서비스를 제공할 수 있도록 추진한다.


특히, 훈련?탐지?수송 등 헬기 활용수요가 많은 국방 분야에서 헬기를 구매대상으로 적극 검토해 나갈 예정이다.


도심항공교통용 기체의 실제 모습을 국민들이 보다 쉽게 접하고 체험할 수 있도록 관광상품과 UAM테마파크 구축도 추진하고, 인적자원 저변 확대를 위한 도심항공교통 전문과정과 기초교육 프로그램을 마련?보급해 학생들의 접근성도 높인다.


이용 편의를 위한 인프라 및 연계교통 구축 방안을 보면, 대규모 자본이 요구되는 도심항공교통용 터미널(Vertiport) 구축에는 민간자본 조달?구축을 우선으로 추진하며, 기존 빌딩옥상에 구축돼 있고 기준에 적합한 헬리패드 활용도 병행해나간다.


우버의 터미널 건축설계 용역사인 코건사의 용역예측 결과에 따르면, 최소기능 위주로 도심지 개량형은 1500만 달러(약 180억원), 외곽거점형은 5000만 달러(약 600억원) 소요가 예상된다.


다만, 정부는 초기상용화 촉진을 위해 실증노선에 충전?항행?통신?연계교통 등 설비를 구축하고, 민간사업자 사업계획 등과 연계해 초기상용화 노선으로 고도화를 검토할 작정이다.



도심항공교통 비전 [출처= 국토교통부]
도심항공교통 비전 [출처= 국토교통부]


대도시권 광역교통에 도심항공교통이 포함될 수 있도록 복합환승센터 구축?추진계획과 연계하고 관련 지자체와도 협조할 예정이다.


도심항공교통의 이동시간(10~20분)을 감안해 탑승객 보안검색은 기존 항공보안검색과 달리 이용객 신원확인 및 휴대품 중 위해물품 검색 위주로 간소화할 계획이다.


신원이 확실한 이용자는 완전면제도 가능토록 프리 체크(Pre-Check)시스템을 구축해 신속?편리한 보안검색체계를 구축해 나갈 예정이다.


공정?지속가능하고 건전한 산업생태계 조성 방안을 보면, 도심항공교통 서비스지역(도심 내)과 운항거리(30~50km)를 감안해 도심항공교통 운송사업자는 기존 항공 운송사업제도보다 버스?택시에 유사한 운송사업 제도로 마련한다는 계획이다.


아울러, 리스?MRO?운항?서비스?인프라 운영 등 다양한 사업자에 대한 기준 및 사업자 간 역할?책임관계도 함께 설정한다.


특히, 초기에는 기존 항공교통 업무를 전담했던 중앙정부 위주로 운송제도를 마련해 인?허가하고, 시장 성숙도와 활성화 수준 등을 고려해 지방정부로 단계적 권한 이양을 검토할 예정이다.


안전 관련 통계가 부족한 초기단계에는 민간보험사가 상품을 원활하게 출시할 수 있도록 정부 주도의 보험 표준모델을 개발?보급하게 된다.


또한, 보험업계 등 연관업계의 활용과 빅데이터 안전관리 기반을 다지기 위해 정부와 운송사업자 간 안전통계?데이터를 상호 공유하도록 추진한다.



산업파급효과. [출처= 국토교통부]
도심항공교통 2040년 기준 산업파급 예상효과. [출처= 국토교통부]


운송사업자에 대한 도심항공노선 배분은 서비스?안전도 평가를 통해 제공할 수 있도록 하고, 운송사업 제도 운영계획과 같이 초기는 중앙정부에서 운수권을 배분하되 단계적으로 지방정부로 권한 이양을 검토할 예정이다.


글로벌스탠드와 나란히 하기 위한 국제협력 확대 방안을 보면, 항공분야의 국제기준을 주도하는 주요 감항당국인 미국 연방항공청(FAA) 및 유렵항공안전청(EASA)과 협정?약정 확대 및 상시 협력채널 구축을 추진한다.


감항당국과의 협력은 물론 국가기술표준원·공공기관·학계?연구계를 통해 산업표준 마련을 위한 채널에 적극 동참하고, 국내 주요업계는 사업자 단체표준 마련에 참여해 국제동향과 흐름을 함께 할 수 있도록 추진할 참이다.



수직이착률(eVOTL) [출처= 국토교통부]
수직이착률(eVOTL) 개발 주요업체 및 일정. [출처= 국토교통부]


글로벌 유수업체가 참여하는 주요 컨퍼런스의 국내 개최와 도심항공교통에 적극적인 의지를 가진 국가와 연합 컨퍼런스 등도 협의해나갈 예정이다.


아울러, 국내 항공우주 관련 학회에 도심항공교통(UAM) 분과를 신설하고, 연관 학교·학과를 중심으로 해외 주요학회·싱크탱크와 연구내용 및 생태계를 공유하기 위한 교류도 확대해 나갈 작정이다.


정부는 운항?인프라 등 안전기준부터 운송사업 제도까지 새로운 분야의 교통체계가 안전하게 작동할 수 있도록 상용화 전에 UAM특별법 제정을 추진한다.


정부는 또 6월 중으로 산·학·연·관 협의체이자 정책공동체인 ‘UAM 팀 코리아(Team Korea)’를 발족하고 도심항공교통 서비스의 실현과 산업발전을 가속화할 방침이다.


UAM 팀 코리아는 앞으로 로드맵 세부과제 추진과 신규과제를 발굴?논의하고, 참여주체 간 관심이슈별로 다각적 협업을 유도할 계획이다.


김현미 국토교통부 장관은 “영화 속에서만 그려지던 도심항공교통이 기술발전으로 목전에 왔다”며 “우리가 알던 도시의 형태마저도 완전히 새롭게 바꿀 수 있는 혁신적인 교통서비스”라고 밝혔다.


이어 “2023년까지 안전을 최우선 가치로 하는 UAM특별법 제정을 추진하고 산업육성을 위한 제도적 기반을 마련해 730조원 규모의 도심항공교통 글로벌 시장을 선도하겠다”고 강조했다.



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