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새로운 교통수단으로 떠오르고 있는 UAM은
수직이착륙이 가능해야 하고
전기로 작동해야만
자율주행이 가능해야 한다는데,
함께 UAM의 기대조건을 알아본다.
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도심항공 모빌리티의 중요한 조건 / YTN 사이언스
[YTN 사이언스 기사원문]https://science.ytn.co.kr/hotclip/view.php?s_mcd=1213\u0026key=202201201524369548
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도심 항공 모빌리티 | 신사업 | 한화시스템
도심 항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility)는 지상과 항공을 연결하는 3차원 도심 항공 교통체계로, 도심 상공에서 사람이나 화물을 운송할 수 있는 차세대 교통체계 …
Source: www.hanwhasystems.com
Date Published: 7/30/2021
View: 9303
도심 항공 모빌리티(UAM)의 미래 – 기술과혁신 웹진
도심 항공 모빌리티(UAM)의 등장 오늘날 항공 분야에서 일어나고 있는 혁신은 마치 1930년대 후반에 등장한 제트 엔진의 혁신과도 비교될 만한 놀라운 부분이 있다.
Source: webzine.koita.or.kr
Date Published: 4/11/2021
View: 9794
도심항공교통 – 나무위키:대문
UAM은 Urban Air Mobility의 약자로 ‘도심 항공 모빌리티’를 뜻한다. 2. 정의[편집]. 수직이착륙(VTOL, Vertical Take Off and Landing)이 가능한 …
Source: namu.wiki
Date Published: 8/30/2022
View: 258
[모빌리티 인사이트] 도심항공 모빌리티(UAM)는 어디에서 타 …
실제로 승용차로 약 1시간 정도 걸리는 거리를 도심항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility)를 이용한다면 20분만에 이동할 수 있습니다.
Source: www.donga.com
Date Published: 9/30/2021
View: 4168
[전문가 칼럼] 드론에서 도심항공 모빌리티(UAM)까지 산업 전망
바로 도시 승객을 이송하는 도심항공 모빌리티(UAM)이다. 2~7명의 사람이나 이와 비슷한 분량의 화물을 실어나를 수 있는 수준으로 기존의 공항을 이용하지 않고 출발지 …
Source: www.wbridge.or.kr
Date Published: 3/22/2022
View: 8191
도심 항공 모빌리티(UAM)가 뭔가요? – 브런치
‘도심 항공 모빌리티(UAM)’가 뭔가요? … UAM은 2차원 공간 모빌리티의 한계를 극복하기 위해 3차원 공간을 활용하는 비행 이동 수단이다. 도시 권역을 …
Source: brunch.co.kr
Date Published: 11/9/2021
View: 7185
도심 항공 모빌리티(UAM), 글로벌 산업 동향과 미래 과제
최근 도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility)가 도시인구 증가와 도로교통 혼잡, 환경문제를 해. 결할 3차원 미래형 교통수단으로 떠오르고 있다.
Source: www.kita.net
Date Published: 6/16/2022
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[기고] 도심항공모빌리티와 오픈소스 – 공개SW 포털
[기고] 도심항공모빌리티와 오픈소스 SK 텔레콤, 김정석 I. 개요 화성 탐사를 위해 파견되었다가 예기치 않은 사고를 당해 홀로 남게 된 마크 위트니 …Source: www.oss.kr
Date Published: 11/27/2022
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주제에 대한 기사 평가 도심 항공 모빌리티
- Author: YTN 사이언스
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- Date Published: 2022. 3. 10.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=ciKO7jV8Tg0
도심 항공 모빌리티
도심 항공 모빌리티 Urban Air Mobility
우리 삶을 바꿀 차세대 교통체계를 제공합니다.
한화시스템은 도심항공 모빌리티 시장의 글로벌 토탈 솔루션 공급 업체로 고객들에게 가장 안전하고 편리한 모빌리티 서비스를 제공하고자 합니다.
도심 항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility)는 지상과 항공을 연결하는 3차원 도심 항공 교통체계로, 도심 상공에서 사람이나 화물을 운송할 수 있는 차세대 교통체계 입니다. 배터리, 모터 기술의 발전과 충돌회피, 자율비행 등 첨단 기술의 등장으로 개인항공기(PAV)는 미래의 새로운 운송수단으로 우리의 삶을 크게 변화시킬 것으로 기대하고 있습니다. 한화시스템은 고도화된 항공전자 및 ICT 기술력을 융합해 신개념의 미래 모빌리티 시장을 선도하고자 합니다.
도심 항공 모빌리티(UAM)의 미래
도심 항공 모빌리티(UAM)의 등장
오늘날 항공 분야에서 일어나고 있는 혁신은 마치 1930년대 후반에 등장한 제트 엔진의 혁신과도 비교될 만한 놀라운 부분이 있다. 20세기 말에 우리는 UAS(Unmanned Aerial System) 또는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)로 불리는 무인 항공 시스템을 목격하였다. 이름에서 알 수 있듯이 비행기에는 조종사가 탑승하지 않았고 지상에서 원격으로 조종되었다. 이는 비행기에 반드시 조종사가 탑승해야 한다는 통념을 깨뜨리는 혁신이었다.
21세기 들어서 배터리 기술의 진보는 전기동력 항공기를 만들 새로운 가능성을 열어놓았다. 물론 아직 현재의 배터리 기술로는 대형 항공기의 전동화가 가능하지는 않다. 그러나 전기로 추진되는 소형 UAS나 드론의 개발은 가능해졌고, 드론은 더 이상 취미 생활에 활용하는 장난감에 그치지 않고, 공공 및 상업적 이용 사례들이 지난 몇 년 동안 비약적으로 증가하였다.
이와 같은 기술들의 발전으로 현재 많은 항공업계 전문가들이 UAM(Urban Air Mobility), 즉 도심 항공 모빌리티에 주목하고 있다.
UAM 사업 동향
많은 컨설팅 업체들의 결과에서 사업성과 관련하여 도심 항공 모빌리티의 비즈니스모델로 생각하는 기체의 형태는 4~5명을 태울 수 있는 에어 택시 개념을 말하고 있다. 이러한 소형 항공기를 전기동력(allelectric) 항공기로 만들 수 있다면, 수직 이착륙이 가능하고 기존 헬리콥터보다 안전성이 우수하며 소음도 훨씬 낮은 항공기를 설계할 수 있는 가능성이 열리게 된다.
승차공유(Ride sharing) 사업모델과 결합해 안전하고 조용하며 저렴한 항공운송을 제공하고, 도시 상공을 이용하여 출발점에서 목적지까지 최단 거리로 연결하는 이동이 가능하게 되면, 지상의 교통 혼잡을 피해서 기존 이동 시간의 비약적인 단축을 경험할 수 있게 된다. 이 새로운 운송 수단의 또 다른 장점은 항공사가 정해 놓은 일정에 맞추어 우리의 스케줄을 조정해야 하는 지금의 방식이 아닌, 우리가 원하는 때에 이용할 수 있는 소위 온디맨드 모빌리티(on-demand mobility)가 가능해진다는 점이다. 지상에서의 택시 개념이 정말 항공에서도 구현된다는 것이다.
이렇게 UAM은 지역 사회들을 유기적으로 연결하고 더욱더 가깝게 만들어 줄 것이며, UAM은 도심에 서의 교통혼잡으로부터의 해방을 통해 사람들에게 그들이 관심을 두고 즐기고자 하는 활동에 시간을 쓸수 있도록 소중한 시간을 돌려줄 것이다.
그러나 UAM은 육상 운송을 100% 대체하지는 않을 것이다. 오히려 2D 세계를 3D로 확대하여 빠르게 증가하는 도시 모빌리티의 필요를 충족시켜서 도시의 기능과 편리를 증대할 것이다.
우리가 지상 이동성과 항공 이동성을 끊어짐 없이 완벽하게 연계할 수 있게 되면, 이것은 우리의 이동 방식과 물류를 이동시키는 방식을 혁신시킬 것이고, 예전에 휴대폰의 등장이 그랬던 것처럼 우리의 생활 방식을 완전히 바꾸게 될 것이다. 이러한 이유로 세계적으로 UAM에 대한 관심이 높아졌고 많은 회사가이 새로운 시장을 목표로 믿을 수 없을 정도로 다양한 비행체 콘셉트를 내놓고 있다. 가장 낙관적인 시장 연구 결과에 따르면, 2040년대에는 UAM 시장이 약 1조 5천억 달러 규모의 시장으로 성장할 것으로 예측하고 있다.
현재 UAM 기체를 개발하기 위해 뛰어든 전 세계 주요 OEM과 스타트업 기업들은 200개 업체가 넘고 있다. 매우 다양한 콘셉트들이 나오고 있으며 대표적인 형상은 그림 1과 같다. 이런 현상은 100여 년 전에 인류가 비행에 대한 꿈을 실현하기 위해 무수한 항공기 콘셉트를 구상했던 항공의 태동기와 매우 흡사하다.
앞서 말한 것과 같이 UAM 시장이 확대되게 되면 도심 항공 모빌리티는 대중에게 새로운 교통수단을 제공하여 교통 혼잡에서 벗어나게 할 것이다. 그리고 현재 지상 교통을 가능하게 하고 있는 도시의 수많은 도로들과 주차장 등의 시설들이 점유하고 있는 도시의 면적을 다른 목적으로 활용할 수 있는 가능성도 열리게 된다. 메가시티(Megacity, 인구 1,000만이 넘는 도시)의 도로, 주차 시설로 활용하고 있는 면적 중 20%를 공원, 박물관, 공연 센터 등으로 바꿀 수 있다고 상상해 보면, UAM은 우리의 도시를 더욱더 인간 중심적으로 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 볼 수 있다.
UAM은 도시의 외곽에서 대도시의 혜택과 편리에 더 쉽게 접근할 수 있게 할 뿐만 아니라 도심 안의 시설들을 걸어 다니며 이용할 수 있도록 바꾸어 주고, 앞으로 전개될 전기, 수소차와 함께 도시의 환경을 보호하며 깨끗한 공기를 제공하는 데 기여할 것이다. 이러한 점들이 바로 이 새로운 혁신에 항공 전문가들 뿐만 아니라 대중들의 관심이 집중되는 이유이다.
UAM 미래시장 확보를 위한 대응 방향
이처럼 미래의 새로운 시장을 여는 것은 매우 어려운 일이다. 이러한 도전이 성공하기 위해서는 무엇보다 안전이 중요하다.
우리는 이러한 새로운 시장을 열기 위해서 풀어야 할 수많은 과제 중에서 크게 4가지의 도전 과제로 분류해 볼 수 있다.
첫째는 배터리, 자율 비행, 소음, 경제성, 지상 및 항공 교통 통합과 같은 기술적 과제의 극복이고, 둘째는 안전표준, 인증 방법 등 새로운 정책 및 규정 수립이고, 셋째는 새로운 항공 교통 관리 시스템 구축이며, 넷째는 수직이착륙비행장(버티포트, vertiport), 충전소 등 필요한 인프라 구축이다.
여기서 중요한 점은 방금 언급한 쉽지 않은 과제들의 해결이 순차적으로 진행하는 것이 아니라 모두가 동시에 개발 진전되어야 한다는 점이다. 예를 들어서 단지 항공 기체만 만들어 내는 것이 UAM 시장을 여는데 충분한 요소가 되지 않는다는 것이다.
중앙정부, 지방자치단체, 인증기관, 부동산 개발 업계, 기체개발 업계, 항공 항법서비스 제공업계 등 UAM 시장을 여는데 필요한 모든 참여자가 협력하여 가장 안전하고 저렴한 시스템을 구축해야 한다.
현재 정부와 산업계에서는 많은 일이 벌어지고 있다. 미국 연방항공청(FAA)에서는 2020년에 첫 UAM 운항콘셉트(ConOps)를 발표했고, NASA는 올해 UAM의 Vision Concept of Operations(ConOps)를 발표했는데 그 내용으로는 UAM의 예상 진화 단계를 여섯 단계로 분류하여 성숙도 수준을 판단할 수 있는 지표인 UML(UAM Maturity Level)을 발표하였다. 또한 NASA는 Advanced Air Mobility Grand Challenge를 준비하고 있으며, 미 국방부는 Agility Prime Program을 이끌고 있다. 몇몇 스타 트업들은 개발하고 있는 기체를 인증받기 위한 절차에 들어갔다.
우리는 이러한 일들을 계속 진행해야만 한다. 우리 모두가 힘을 합치면, 앞으로 20년 안에 안전하고 고도로 복잡한 에어스페이스 시스템(airspace system)을 실현할 수 있을 것이다. 대형 상업용 비행기는 장거리 비행을 계속할 것이고, 소형/중형 UAS는 상공에서 물건을 운송할 것이며, 친환경 추진체를 탑재한 UAM 기체는 친환경적이며 저렴한 항공 모빌리티를 제공할 것이다.
지난 2020년 1월 CES에서 현대자동차그룹의 비전인 스마트 모빌리티 솔루션(Smart Mobility Solution)의 일환으로 UAM 비전 콘셉트인 S-A1을 선보였다. 현대자동차그룹이 지향하는 지상과 항공을 끊어짐 없이 연결하는 통합된 모빌리티 환경이 구축된 미래의 도시 모습은 그림 2에 나타냈다.
현대자동차그룹은 이런 놀랍고도 신나는 신세계를 열기 위해 많은 노력을 하고 있으며, 묵묵히 한 걸음씩 앞으로 나아가고 있다.
[모빌리티 인사이트] 도심항공 모빌리티(UAM)는 어디에서 타나요?
2020년 대도시권 광역교통조사 중간 결과, 출처: 국토교통부
헬리포트, 출처: 픽사베이
크게보기 출처: 어반에어포트
크게보기 출처: 어반에어포트
크게보기 출처: 한국공항공사
모빌리티(mobility). 최근 몇 년간 많이 들려오는 단어입니다. 한국어로 해석해보자면, ‘이동성’ 정도가 적당하겠네요. 그런데 말입니다. 어느 순간부터 자동차도 모빌리티, 킥보드도 모빌리티, 심지어 드론도 모빌리티라고 말합니다. 대체 기준이 뭘까요? 무슨 뜻인지조차 헷갈리는데, 아이러니하게도 지난 몇 년간 세계적으로 큰 성공을 거둔 스타 벤처 중 상당수는 모빌리티 기업이었습니다.‘마치 유행어처럼 여기저기에서 쓰이고 있지만 도대체 무슨 뜻인지, 어디부터 어디까지 모빌리티라고 부르는지 도무지 모르겠다!’라는 분들을 위해 준비했습니다. [모빌리티 인사이트]를 통해 국내외에서 주목받는 다양한 모빌리티 기업과 서비스를 소개합니다. 우리에게 익숙한 차량호출 서비스부터 아직은 낯선 ‘마이크로 모빌리티’, ‘MaaS’, 모빌리티 산업의 꽃이라는 ‘자율 주행’ 등 모빌리티 인사이트가 국내외 사례 취합 분석해 어떤 의미를 담고 있는지 하나씩 알려 드립니다.지난 2022년 4월 6일, 서울특별시가 ‘2021 서울서베이 도시정책지표조사’를 통해 서울시에 거주하는 2030세대 인구는 지난 7년간 약 8.2% 감소했다고 발표했습니다. 서울을 떠나는 이유는 가족, 직장, 직업 등 다양하지만, 30대의 경우 치솟는 주택 값을 가장 큰 이유라고 꼽았습니다. 그만큼 높아진 부동산 가격은 큰 사회적 고민이죠. 하지만, 도시 밖으로 이사한다고 해도 기존에 다니고 있던 직장을 쉽게 옮길 수는 없겠죠? 그래서 대부분 새로 거주할 집을 찾을 때, 직장으로부터의 거리와 교통시설의 편의성 등을 따집니다. 자녀가 있다면 집 근처에 학교는 있는지도 따져야겠죠.그리고 지난 2022년 3월, 국토교통부가 발표한 ‘20년 대도시권 광역교통조사 중간 결과’에 따르면, 사람들이 출퇴근 시간에 할애하는 평균 시간은 111분으로 하루에 길 위에서 버리는 시간이 약 2시간 가량이라고 조사한 바 있습니다.그렇습니다. 출퇴근 시간에 꽉 막힌 도로 위에서 시간을 보내면 문득 ‘하늘을 날아서 가고 싶다’는 생각이 들기도 하죠. 실제로 승용차로 약 1시간 정도 걸리는 거리를 도심항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility)를 이용한다면 20분만에 이동할 수 있습니다. 약 40분의 시간을 절약할 수 있죠.그런데, UAM을 이용하기 위해서는 인프라가 필요합니다. UAM을 위한 별도의 주차장이나 승객이 탑승할 수 있는 기반시설을 갖춰야 하죠. UAM 전용 기반시설은 대체적으로 육상, 수상, 건물 옥상 등 다양한 곳에 위치할 수 있지만, 대도시의 경우 주요 지역의 대부분이 이미 건물로 포화되어 있어 새로운 형태의 UAM 전용 기반시설을 고민해야 합니다. 또한, 사람뿐만 아니라 필요에 따라 화물도 함께 배송할 수 있기 때문에 화물 적재, 적하 등을 위한 시설도 만들어야 하죠. 비상 상황을 대비해서 언제나 UAM을 정비할 수 있는 인프라도 필요합니다.맞습니다. 그런데 어떤 방향으로 설계해야 하는지, UAM 전용 기반시설은 공항이라고 불러야 하는지, UAM 승강장이라고 불러야 하는지… 용어조차 많이 생소합니다. UAM은 기본적으로 헬리콥터와 비슷하게 수직 이착륙할 수 있어 긴 활주로는 필요하지 않습니다. UAM 크기에 맞춰 안전하게 수직으로 오르내릴 수 있는 공간만 있으면 되죠. 이런 UAM 전용 이착륙장을 ‘버티포트(Vertiport)’라고 부릅니다. 수직으로 이착륙한다는 의미에서 수직(Vertical)의 앞 글자인 ‘Verti’와 이착륙장(Airport)의 뒷 글자인 ‘Port’를 합친 단어죠.버티포트는 규모에 따라 크게 3가지로 나눌 수 있습니다. 가장 큰 규모의 버티포트는 ‘버티허브(Verti-hub)’입니다. 버티허브는 공항, 기차역, 지하철역 등 주변 교통환경과 연계해 대규모 환승할 수 있는 공간입니다. 고속 충전 솔루션을 갖춰야 하고, 비상상황 시 기체 결함을 수리하고 정비할 수 있는 지원인력도 상주해야 합니다. 두 번째는 일반 이착륙장인 ‘버티포트(Verti-port)’입니다. 버티포트는 중장거리 노선을 운항하는 UAM의 주차공간을 확보할 수 있어야 합니다. 규모는 버티허브에 비해 작지만, 도심 내 위치하면서 UAM 운항을 지원할 수 있는 인프라를 확보해야 하죠. 동시에 탑승객을 위한 편의시설도 갖춰야 합니다. 마지막으로 가장 작은 규모의 이착륙장은 ‘버티스톱(Verti-stop)’이라고 부릅니다. 버티스톱은 동시에 1~2대의 UAM이 진입할 수 있는 규모로 호출형 서비스를 위한 정류장입니다.다양한 규모의 버티포트는 UAM의 운항 특징을 고려한 항로 설정과 수월한 이착륙을 지원하는 통합 관제 시스템(UMS, UAS Management System), 통신 인프라, 플랫폼 등 기술적 측면 설계를 고려해야 합니다.UAM과 관련해 다양하게 연구하는 유럽의 경우, 지난 3월 24일 유럽연합 항공안전국(EASA, European Union Aviation Safety Agency)이 에어택시 및 전기수직이착륙(eVTOL) 항공기를 위한 버티포트 설계 규격을 담은 ‘eVTOL 이착륙장 구축 지침서’를 발간했습니다. 해당 지침서는 미국 연방항공국(FAA, Federal Aviation Administration)이 기술 개요 초안을 발표한지 3주만에 발표했는데요. 전세계 주요 UAM 관련 기업들이 기체 개발, 실증 테스트 등과 관련해 EASA와 FAA의 인증을 받기 위해 노력하고 있어, 관련 기업을 위해 빠르게 기준을 발표한 것입니다.지침서는 높이, 길이 등의 수치, 시각적 보조장치, 이착륙 공간, 하강기류, 경로설정, 버티포트의 측면경사, 비상상황 대처 등 세부사항을 포함하고 있습니다. 향후 UAM 기업 및 도시 개발자들이 지침서 기준에 맞춰 안전하게 인프라를 설계하고 기술을 개발할 수 있도록 대처한 것이죠.글로벌 시장조사 업체 ‘MarketsAndMarkets’에 따르면, UAM 관련 시장은 2020년 26억 달러(한화 약 3조 2,058억 원)로 추산하는데요. 2020년부터 2030년까지 연간 평균 13.5% 성장해 2030년에 91억 달러(11조 2,203억 원) 규모에 이를 전망입니다. 아울러, 향후 미래 모빌리티가 다양해지고, UAM과 연결되는 주변 교통 시스템 발달이 가속화되면서 UAM 인프라 시장은 더욱 빠르게 성장할 것으로 판단됩니다.현재 UAM 인프라 시장을 선점하기 위해 다양한 기업이 관련 기술을 개발하고 있는데요. 오늘은 오는 4월 세계 최초로 UAM 공항을 선보인 미래 모빌리티 인프라 스타트업, ‘어반에어포트(Urban-Air Port)’를 소개하려고 합니다.지난 2019년 설립한 어반에어포트는 영국에 본사를 둔 미래 모빌리티 인프라 스타트업입니다. 오는 4월 28일 세계 최초의 UAM 전용 공항인 버티포트 ‘에어 원(Air One)’을 공개할 예정입니다. 외부에서 에너지를 제공받지 않고, 필요한 최소량의 전기를 직접 생산하는 오프그리드 방식으로 운영해 글로벌 친환경 정책에 부응하는 버티포트로 알려져 있습니다.에어 원은 기존 헬리포트와 비교에 약 60%의 공간을 차지하기 때문에 복잡하고 공간이 부족한 도심 지형에 설치하기 유리합니다. 직경 46m 크기인 돔 형태의 버티포트로, 가운데에 직경 17.5m 크기의 개구부가 있습니다. 안쪽에는 UAM 이착륙을 돕는 플랫폼이 위아래로 약 6m를 움직일 수 있는데요. 에어 원은 작은 규모의 이착륙장이면서 모듈식 건축 방식으로 건설할 수 있어 공사 기간을 단축시킬 수 있죠. 또한, 바닥에 강철 프레임을 고정할 필요가 없어 육상, 해상, 빌딩 옥상 등 다양한 환경에 건축할 수 있습니다.UAM 인프라 시장이 확대되면서 취항 등 다양한 부분에서 경쟁은 심화될 텐데요. 이를 감안해 에어 원은 UAM 이착륙을 돕는 기능 외에도 버티포트 이용자를 위한 쇼핑 서비스를 함께 제공합니다. 어반에어포트가 편리한 체크인 및 탑승을 위해 자체적으로 개발한 앱 내에 쇼핑할 수 있는 전용 이커머스 앱인 ‘어반에어 초이스(Urban-Air Choice)’ 서비스를 함께 제공할 계획이죠.어반에어포트는 현대차그룹과 협력해 영국 코번트리를 시작으로 미국, 프랑스, 독일, 한국 등 주요국 65개 도시에 버티포트를 건설할 방침입니다. 전 세계적으로 UAM이 본격적인 상용화 시점이 가까워진 만큼 어반에어포트의 빠른 성장을 기대할 수 있죠.우리나라 정부는 지난 2020년 5월 한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵을 발표했는데요. 2022년부터 2024년 사이 실증을 마무리하고, 2025년부터 부분적 상용화를 시작할 계획입니다. 2030년부터는 본격적인 서비스를 시작해 2035년까지 100개 노선과 호출형 서비스로 확대한다는 목표를 가지고 있죠. 향후 정부는 한국형 도심항공 로드맵 이행을 통해 ‘UAM 선도국가로의 도약 및 도시경쟁력 강화’, ‘교통혁신으로 시간과 공간의 새로운 패러다임 변화’, ‘첨단기술 집약으로 제작, 건설, ICT 등 미래형 일자리 창출’ 등이 가능할 것으로 전망합니다.또한, 한국공항공사와 한화시스템은 김포공항에 세계 최대 규모의 UAM 버티허브 설치를 추진하는 프로젝트 ‘Project N.E.S.T(NextGen eVTOL Smart Transportation Hub)’를 수행 중입니다. 한화시스템은 지난 2020년 11월 국토교통부와 서울특별시가 주최한 UAM 서울 실증 및 드론택시 시연비행 행사에 참석해 현재 김포공항 주차장을 모두 지하화하고, 그 위치에 에어택시 및 UAM 전용 버티허브를 건설할 계획을 발표하기도 했죠.자동차가 달리기 위해서는 도로가 필요하고, 버스를 타기 위해서는 버스정류장이 필요하며, 기차를 타기 위해서는 철도와 기차역이 필요합니다. 비행기는 공항이 필요한 법이고요. 아무리 성능 좋은 모빌리티가 있어도 제대로 된 인프라 없이는 이용할 수 없습니다. UAM도 마찬가지입니다. UAM이 이동할 수 있는 인프라, 버티포트를 갖춰야 하죠. 앞으로 빠른 속도로 운항 개체 수가 증가할 것을 예상해보면, 체계적인 인프라를 구축해 안정적인 상용화를 준비해야 합니다.많은 전문가들이 UAM 서비스 사업 초기에는 공항, 철도, 터미널, 청사 등을 중심으로 시작할 것이라 전망합니다. 그 후에는 아파트, 상업용 건물 등 민간 영역으로 서비스를 확대할 것으로 예상하는데요. 기존 교통체계와의 유기적 연계를 위한 입지를 선정해 관련 산업을 선도하고, 전 세계에 모범사례로 자리매김할 수 있는 K-UAM 인프라 체계 구축을 기대해봅니다.글 / 한국인사이트연구소 김아람 책임연구원한국인사이트연구소는 시장 환경과 기술, 정책, 소비자 측면에서 체계적인 방법론과 경험을 통해 다양한 민간기업과 공공에 필요한 인사이트를 제공하는 컨설팅 전문 기업이다. 모빌리티 사업의 가능성을 파악하고, 모빌리티 DB 구축 및 고도화, 자동차 서비스 신사업 발굴, 자율주행 자동차 동향 연구 등 모빌리티 산업을 다각도로 연구하고 있다. 지난 2020년 ‘모빌리티 인사이트 데이’라는 전문 컨퍼런스를 개최한 것을 시작으로 모빌리티 전문 리서치를 강화하고 있으며, 모빌리티 분야의 정보를 제공하는 웹사이트 ‘모빌리티 인사이트’를 운영하고 있다.정리 / 동아닷컴 IT 전문 권명관 기자 [email protected]
[전문가 칼럼] 드론에서 도심항공 모빌리티(UAM)까지 산업 전망
[전문가 칼럼] 드론에서 도심항공 모빌리티(UAM)까지 산업 전망항공분야에서 가장 주목받는 것 중 하나가 드론이다. 드론 산업은 경제·사회적 영향만 아니라 공공서비스와 국방으로 확장될 수 있기 때문이다. 드론은 또한 첨단산업 성장을 견인하고 미래 다양한 첨단 서비스 산업을 확장하는 교두보가 될 수 있다. 최근엔 도심항공 모빌리티(UAM)까지 뜨고 있다. 드론 산업의 미래를 전망해보자.
▲미국항공우주국(NASA)의 미래항공모빌리티(Advanced Air Mobility) 개념도. ⓒ NASA
| 퀸비에서 ‘세계 드론 인터넷’까지
드론은 전쟁 역사와 함께 발달했다. 무인 정찰기만 아니라 비행하는 무인 표적기로서 활용되어 아군의 군사 훈련만 아니라 적의 공간에 침투하기 전 기만용으로 활용됐다. 1935년에 영국 해군이 공중 사격용 표적으로 사용하는 무인 항공기 ‘퀸비(Queen Bee)’를 보고 감명을 받은 미국 해군 제독 윌리엄 스탠들리(William Standely)가 무인 항공기의 활용을 지시하면서, 퀸비(여왕벌)와 대비되는 드론(수벌)이라는 이름을 붙인 것으로 전해진다.
무인기와 드론이라는 이름이 혼용되고 있으나, 현재는 동일어로 사용되고 있다. 드론은 대중에게 잘 알려진 1kg급 내외의 소형드론이 주류를 이루고 있다. 하지만 드론은 100g 내외의 초소형 곤충 모사형부터 2일 이상 고고도를 비행하면서 정찰감시를 하는 7톤급 글로벌 호크, 혹은 한 달가량 성층권 비행이 가능해 인공위성과 유사한 기능을 하는 제피르(Zephyr) 등과 같은 무인기까지 다양하다. 게다가 인터넷이 실시간으로 전 세계에 정보를 유통하듯이, 드론을 통해 재난, 응급 상황, 교통 체증 등을 극복하고 전 세계에 소형 물질을 유통할 수 있다는 ‘세계 드론 인터넷(Global Internet of Drones)’이란 개념까지 나오고 있다.
흥미롭게도 드론을 포함한 항공분야는 그동안 아시아권에서 넘보기 힘들었는데, 미국과 유럽의 도전을 이겨내고 전 세계 소형드론 매출의 80~90%를 차지하는 기업이 중국에서 탄생했다. 2006년 20여 명의 직원으로 시작한 신생 창업기업 DJI는 2011년 매출액 45억 원 규모에서 2015년 매출액 1조 원을 넘어서며 세계적인 기술 공룡기업으로 단숨에 등극했다. DJI는 약 10여 년 만에 우리나라 현대차 수준의 거대 기업(시장가치 기준)으로 성장하며, 중국의 첨단기술 혁신 스토리의 아이콘이자 ‘드론계 애플’로 자리매김했다.
미래에 드론은 공유 비행 택시와 같은 승객용 도심항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM), 비상 인명구조용 또는 군사용 무인공격기(Unmanned Combat Air Vehicle, UCAV) 개념을 넘어 빠르게 발전할 것으로 전망된다. UAM은 자동차 통합형 개인용 항공기(PAV)가 좀 더 도심에 다가선 형태다. 또한 평창올림픽에서 보인 바와 같은 군집 드론은 택배용만 아니라 군사적으로 확장될 가능성까지 연구되고 있다. 최근 미국 방위고등연구계획국(DARPA)이 시험비행에 성공한 공중항공모함 개념의 ‘그램린 프로그램’이 대표적인 사례다. 즉 모선에서 이탈한 여러 대의 무인 항공기가 자율 임무를 각각 수행한 뒤 비행 중인 모선으로 안전하게 복귀하는 시험에 성공했다.
| UAM을 둘러싼 각국의 산업화 전략 경쟁
소형드론을 중심으로 뜨거워졌던 드론 산업 경쟁이 최근 드론형 유인항공기 개념으로 옮겨가고 있다. 바로 도시 승객을 이송하는 도심항공 모빌리티(UAM)이다. 2~7명의 사람이나 이와 비슷한 분량의 화물을 실어나를 수 있는 수준으로 기존의 공항을 이용하지 않고 출발지에서 도착지까지 연결하는 개념이다. 특히 공유택시 서비스로 유니콘이 된 우버(Uber)가 2016년 차기 성장 방향으로 ‘에어택시(Air Taxi) 서비스’ 사업계획을 선포하면서 UAM의 세계적 붐을 선도했다. 우버는 2020년 시범 운영, 2023년 본격 서비스라는 목표를 제시하며, 파괴적 혁신 유인의 플랫폼 역할을 주도했다. 하지만 해당 사업을 전담하던 우버 엘리베이트(Uber Elevate)를 2020년 12월 UAM 기체 개발의 선두주자로서 우버가 투자하던 벤처기업인 조비 에비에이션(Joby Aviation)에 매각했다.
그럼에도 UAM 투자와 연구개발은 식을 줄 모르고 있으며 미국 연방항공국(FAA) 머클(Merkle) 국장은 2020년 1월, 6개의 UAM 기체가 순조로운 인증 심의 과정에 있다고 했으며, 2021년 1월에는 올해에 1개 모델, 뒤이어 2~3개 모델이 기체 인증을 받게 될 것이라고 발표했다. IT 분야 거대 투자자들의 투자가 미국의 조비 에비에이션과 독일의 릴리움(Lilium) 등에 집중되고 있으며, 그 외 독일의 볼로콥터(Volocopter), 미국의 키티 호크(Kitty Hawk), 프랑스의 시티버스(CityBUS), 중국의 이항(EHang) 등 수십 개의 비행 플랫폼 기업들이 초기 시장에 진입하기 위해 경쟁하고 있다.
무엇보다 미국 국방성이 드론 시장을 중국에 내준 DJI 사태를 다시 겪지 않겠다며 산업 혁신 후원자로 나서면서 2019년 12월 ‘어질리티 프라임 이니셔티브(Agility Prime Initiative)’ 계획을 발표했다. 이를 통해 FAA와 함께 국방 획득 체제를 혁신함으로써 상용화 촉진과 지원 의지를 공식화했다. 그로부터 1년 만인 2020년 12월 조비 에비에이션이 군용 전기추진 수직이착륙기(eVTOL)로 사전 인증서류심사를 마쳤고, 2021년부터 비행시험에 착수해 1, 2년 안에 군수송 체계에 양산 투입할 예정이다. 또한 리프트 및 크루즈(Lift+Cruise) 방식을 적용한 베타 테크놀로지(Beta Technology), 엘로이 에어(Elroy Air) 등 무려 19개 기업이 군 계약을 통해 시범 서비스를 진행하며 성장하고 있다.
우리나라도 국토교통부를 중심으로 여러 부처와 산학연이 공동 기획연구를 통해 한국형 도심항공교통(K-UAM) 기술로드맵을 지난해와 올해 잇달아 발표하면서 기술적 개발 과제(총 63개 소분류, 187개 세분류)를 제시한 바 있다. 경량화와 안전 운항을 위한 고성능·고신뢰도의 배터리와 모터 개발이 기술적 난제로 거론되고 있으며, 내풍 성능, 계기비행(IFR) 성능, 운용 안전성을 높여 주는 시스템 차원의 기술특성(시스템 자가 고장진단 및 재형상 기능, 유저 인터페이스), 그리고 운용 관리 차원의 통신 및 보안 기술 등이 중요 기술로 지목되고 있다. 국내에서는 현대자동차, 한화 등의 기업과 10여 개 지방자치단체가 관련 사업을 다양하게 추진하고 있다.
| 드론 산업 분야에서 기회를 찾는 법
자동차 산업과 달리 드론 및 항공우주 산업은 전자 산업으로서의 특성을 가져 초기 시장에 진입하기 쉬운 반면, 산업 성장에 있어서는 국내 시장 규모만으로는 절대적 한계가 있고 글로벌 1, 2위 기업들과 경쟁해야 하기 때문에 애로를 겪을 우려가 크다. 성장성, 미래 잠재성, 국가·사회적 중요성으로 보면 금맥이지만, 그 시장이 공공·국방에 상당 부분 의존하기에 민간과 공공분야의 전략적 파트너십이 매우 중요한 영역이다. 개별 기업의 비즈니스 모델보다 국가 차원의 통합된 전략이 매우 중요하다는 의미이다.
사실 중국 DJI의 성공은 서구의 추격 실패, 그리고 미·중 기술전쟁의 하나로 노골적인 미국 정부의 제재까지 이어졌다. 소형드론 사례에서 보듯이 거대한 산업 전략적, 국가 전략적 맥락이 작용하고 있으며, UAM은 더욱 그러할 것이다. 다만 UAM 서비스가 도시공학 차원에서 충분히 통합적으로 구현되지 못한다면, 현재 우버의 예상보다 최소 7배 수준에 달하는 운영비 부담에 직면할 수 있다. 이런 초기 어려움을 감안해 미국과 중국은 국가 차원에서 인증지원과 공공수요를 제공하는 적극성을 띠고 있다. UAM 산업 경쟁은 기업 차원이 아니라 국가 차원에서 전개되고 있다는 뜻이다. 특히 초기투자 부담과 사업실패의 위험을 줄이기 위해 도심 내 항공교통뿐만 아니라 도시 간 소규모 지역항공 서비스(Intercity Service)까지 동시에 고려되고 있다. 이로 인해 장거리 운항이 가능한 기업인 조비와 릴리움이 유리한 위치에서 투자자들의 주목을 받고 있다.
▲현대자동차의 도심항공 모빌리티(UAM) 개념도. ⓒ 현대자동차
우리나라의 경우 DJI나 조비보다 더 잘하는 기업을 배출할 만한 기술 역량, 인적, 산업적 여건을 갖고 있지만, 국가 차원의 산업전략과 협력에 관한 ‘토대’ 부족으로 격차는 좁혀지지 않고 있다고 진단해 볼 수 있다. 우리도 하드웨어(비행체) 중심의 개발논의를 넘어서 우리 고유의 산업전략과 협력을 위한 토론과 연구가 필요하다. 그만큼 드론 및 UAM 산업은 새롭게 도전하는 청년들의 안목에 따라서는 큰 기회의 땅이 될 수도 있고, 기술만 아니라 좀 더 큰 그림에서의 사업전략에 대한 이해가 필요한 영역이다.
특히 UAM 분야에서 일하고 싶은 사람들은 배터리, 전기모터, 연료전지, 태양전지 시스템 등에 관련된 기술뿐만 아니라 다음과 같은 전문영역에도 관심을 가지면 좋을 것 같다 . 지상 교통흐름과 연결되는 미래도시교통공학, AI 기반 미래도심항공 관제시스템, 실시간 상황인식 및 자율비행 시스템, 원거리 드론 제어 및 안정적 통신을 위한 전기·전자 통신기술, 오픈소스를 활용한 특화된 드론 솔루션의 빠른 개발 역량 등이 중요하다. 드론 산업에 큰 꿈을 가진 후배들에게 작은 길잡이가 되길 바란다.
글_안오성 한국항공우주연구원 책임연구원, 전 미래전략부장
도심 항공 모빌리티(UAM)가 뭔가요?
현대모비스 항공 모빌리티 사업 본격화
UAM이 도대체 뭔가요?
각국 정부 적극적 지원
불 붙은 글로벌 UAM 시장 경쟁
현대모비스 주주총회 소집 결의서 / 사진=현대모비스
현대모비스가 지난 18일 주주총회 소집을 결의했다. 결의서에 따르면 오는 3월 24일 열린 주주총회에서 현대모비스는 ‘항공 모빌리티 부품 제조 및 판매업’을 사업목적에 추가할 예정이다.
지난해 현대모비스는 국제 전자제품 박람회(CES) 2020에서 미래 도심 항공 모빌리티(UAM) 사업 비전을 제시하고, 사업 전략을 수립하겠다고 밝혔다. 또한 이를 위해 우버와 전략적 제휴를 맺은 바 있다. 전문가들은 이번 공시를 현대모비스가 UAM 사업 전략 수립을 마치고 본격적으로 사업을 전개하려는 움직임으로 분석하고 있다.
차린이는 또 궁금해진다. Urban Air Mobility, 도심 항공 모빌리티가 뭘까? 미래 모빌리티 하면 떠오르는 것이 자율주행 전기차뿐인 차린이들과 함께 UAM이 무엇인지 알아보자.
‘도심 항공 모빌리티(UAM)’가 뭔가요?
/ 그래픽=현대차그룹
UAM은 2차원 공간 모빌리티의 한계를 극복하기 위해 3차원 공간을 활용하는 비행 이동 수단이다. 도시 권역을 수직이착륙(VTOL)하는 개인용 비행체(PAV)로 이동하는 것이다. 30~50km의 이동거리를 비행 목표로 하고 있는 UAM은 승용차가 1시간 걸리는 거리를 20분만에 도달할 수 있을 것으로 예상된다.
UAM은 수직이착륙이 가능한 개인용 비행체를 이용하기 때문에 활주로가 필요없다. 최소한의 수직이착륙 공간만 있으면 충분히 운용이 가능해 대도시의 극심한 도로 혼잡을 줄여줄 대안으로 기대를 모으고 있다. 또한 개인용 비행체는 전기동력을 사용해 탄소배출이 없고 소음도 적어 도시에서 활용 가능한 친환경 미래 교통수단으로 꼽힌다.
UAM에 적극적으로 나서는 각국 정부
정부는 지난해 6월 한국형 UAM 로드맵을 발표하고 2025년 UAM 상용 서비스 개시를 목표로 잡았다. 이를 위해 ▲ 민간주도사업에 대한 정부 지원 ▲기존 안전 운송제도 틀이 아닌 새로운 제도틀 구축 ▲글로벌 스탠다드 적용으로 선진업계 진출 성장 유도 등 3대 기본방향을 설정했다.
미국은 백악관과 미 의회가 중심이 되고 연방항공국(FAA), 항공우주국(NASA), 산업표준화기구 및 관련 산업체가 합동으로 신개념 항공기 인증 및 신시장 선점을 위한 노력을 국가차원에서 집중하고 있다.
유럽연합(EU)도 유럽 민간 감항당국(EASA)이 중심이 되고 유럽표준화기구(EUROCAE)가 실무를 담당해 유럽 산업체 요구에 발빠르게 대응하고 있다. 기존 항공분야와 달리 미국 FAA보다 빠르게 UAM 인증체계를 구축 중이다.
불 붙은 글로벌 UAM 시장 경쟁
현대차그룹 개인용 비행체(PAV) 콘셉트 ‘S-A1’ / 사진=현대차그룹
투자은행 모건스탠리에 따르면 글로벌 UAM 시장 규모는 2040년 1조4740억 달러(약 1650조원)확대될 것으로 전망된다. 이같은 전망에 완성차업체 UAM 시장에 뛰어들고 있다.
지난해 현대차그룹은 CES2020에서 개인용 비행체 콘셉트 ‘S-A1’을 공개했다. 이어 올해 1월 신재원 현대차 사장은 2026년부터 물류 현장에 도심 항공기를 투입하는 사업을 벌인다고 한 언론사 인터뷰를 통해 밝혔다. 또한 2028년엔 주요 도시에서 여객용 도심항공모빌리티(UAM) 사업을 상용화한다는 계획이다.
경쟁업체 도요타는 지난해 미국의 VTOL 스타트업인 조비애비에이션에 약 4억달러(약 4400억원)를 투자했다. 도요타는 조비애비에이션을 통해 VTOL 생산기술과 전동화 노하우를 확보했다. 미국의 GM도 UAM 시장에 뛰어들었다. GM은 CES2021에서 VTOL 콘셉트를 공개하고 UAM 사업을 공식화했다.
전문가들은 UAM 시장에 아직까지 선두 기업이나 국가가 뚜렷하지 않아 초기 시장 선점이 중요하다고 분석한다. 여러 기업들이 UAM 사업에 공격적인 투자를 하는 이유다.
치열한 시장 선점 경쟁에서 누가 승리하게 될까? 그리고 차린이는 어떤 UAM 서비스를 이용하게 될까? 인천에 사는 차린이가 강남까지 30분 밖에 안 걸리는 그날을 기다린다.
[기고] 도심항공모빌리티와 오픈소스
[기고] 도심항공모빌리티와 오픈소스SK 텔레콤, 김정석
I. 개요 화성 탐사를 위해 파견되었다가 예기치 않은 사고를 당해 홀로 남게 된 마크 위트니의 생존 및 탈출기를 서술한 인터넷 소설 마션(Martion)[1]의 첫 문장은 당황함을 넘어 황망함을 표현하는 비속어로 시작하고 있고, 정식으로 출간되었을 때조차 해당 부분은 정정 없이 그대로 인용되고 번역되었다. 인터넷 소설이라는 특성으로 흥미를 유발하기 위한 장치이기도 하지만, 아마도 미지의 땅(?)에서 정신을 잃었다가 깨어나서 현재 상태를 알아차리기에도 벅찬 순간에 앞으로 어떤 일이 벌어질지 상상도 할 수 없는 상태라는 것을 표현하기에는 원문에 사용된 비속어보다 더 적절한 표현이 없었기 때문일 것으로 보인다. 본 고에서 다루고자 하는 도심 항공 모빌리티(이하 UAM, Urban Air Mobility)에 대한 도전도 이와 유사한 상황이 아닐까 생각한다. UAM의 초기 아이디어는 차량 공유 서비스를 기반으로 하는 우버(Uber)의 자회사인 Uber Elevate에서 하늘길을 이용하는 새로운 형태의 교통 공유 서비스를 제공하겠다는 아이디어에서 출발하였다. 수직 이착륙을 위해 헬리콥터도 아닌, 전기 추력을 활용한 기체(eVTOL, electric Vertical Take-Off and Landing)을 활용한다는 것도 새로운 내용이었는데, UberX 서비스로 약 1시간 40분이 걸리는 구간을 수직 이착륙이 가능한 기체를 활용하여 15분으로 단축하면서도 UberX 대비 $10에서 $20 수준 정도 추가되는 서비스를 제공할 수 있다고 설명하고 있다[2]. 아쉽게도 2020년에 Uber Elevate가 eVTOL 제작사인 Joby Aviation에 인수[3]되면서 새로운 공유 서비스의 출시를 기대하기 어렵게 되었지만, 도심의 하늘길을 활용한다는 것과 Uber Elevate가 주장한 수준의 저비용으로 이용이 가능할 것으로 여겨지는 새로운 형태의 교통 체계인 UAM은 지속적으로 연구가 진행되고 있다. [Figure 1] eVTOL: 전기 모터를 활용하여 수직 이착륙이 가능한 비행체 (출처: Jobi Aviation 웹사이트)
그러나 UAM은 단순히 수직 이착륙이 가능한 안정성 있는 기체를 보유하는 것만으로 실현했다고 할 수 없다. 도심 내에서 운항하는 새로운 교통수단이 기존 항공 서비스처럼 복잡한 보안 검사와 수속절차를 거처야 한다면 특별한 상황에서 사용하는 교통수단으로 전락할 가능성이 높으며, 대중적인 성공을 기대하기는 어렵게 된다. 높은 고도에서 넓은 공간을 활용해서 고속으로 비행하는 기존 비행기와 달리, 도심 내에 짧은 거리의 항로를 매우 빈번하게 운행하게 될 것이기 때문에, UAM의 성공적인 상용화를 위해서는 비행체부터 교통관제와 이에 따른 승객 탑승 관리 및 안전까지 관여하는 부가 서비스들의 유기적인 연계가 필수적이다. 또한, 도심 내의 저고도(300미터 이상에서 600미터 이하)를 운행하는 특성으로 인해 비행체 이동 시 발생하는 소음은 하늘길 주위의 사람들에게 직접적인 영향을 미칠 수도 있고, 해당 고도에서 의도하지 않은 다른 물체들이 침범하여 안전사고를 유발할 수 있는 가능성 등 생각지 못한 변수들에 대해서도 대처하는 방안이 필요하다.
이에 따라 기존에 유사한 서비스를 제공하고 있는 어떤 사업자도 UAM에 대해서 기술적인 우위를 점하고 있다고 말할 수 있는 상황은 아니다. 현재의 UAM은 누구도 가보지 않은 길을 개척해 나아가는 것이며, 어쩌면 유망한 미래 산업 중에서도 각 연구기관, 기업과 정부 부처들이 가장 복잡한 이해관계로 얽히게 되는 산업 중의 하나일 수 있다.
기존에 경험하지 못한 일을 처음으로 수행하는 경우, 제 3자의 시각에서 볼 때는 개척자 정신 (the pioneer spirit)이라는 단어로 포장된 무기를 가지고 역경을 극복하는 과정과 일궈낸 멋진 결과를 보는 것은 소설 마션의 주인공 마크 위트니의 탈출기를 보는 듯한 흥미진진함이 있을 수 있다. 반면에 그 일을 수행해야만 하는 당사자이고 어떠한 심경일지 생각해본다면, 아마 각 단계를 설계하고 문제를 해결하는 과정에서조차도, 고안한 해결책이 정말로 옳은 방향으로 가고 있는 것인지 아니면 그렇게 믿고 싶은 것인지조차 헷갈려서 각 단계에 대한 검증을 거듭할 수밖에 없다. 더군다나 달성하고자 하는 목표에 대해서 낙관론과 비관론이 팽팽하게 줄다리기를 하는 상황이라면, 문제를 해결하고자 하는 당사자는 매 순간마다 자신의 선택에 대한 예상되는 결과를 시뮬레이션하고, 실제로 선택하고 실행했을 때 예상했던 결과가 맞는지, 혹은 오류가 있다면 어느 정도인지를 분석해서 자신의 선택에 관한 결과를 보정해 나가는 작업까지 수행해야 하기 때문에, 예상했던 기간과 예산을 훌쩍 뛰어넘는 경우도 비일비재하게 발생할 것이다.
본 고에서는, UAM의 상용화는, 그렇다고 해서 전혀 실현 가능성이 없다고 단정할 수 있는 것도 아니기에 앞으로 UAM 상용화를 위해 연구개발 부분의 관점에서 해법을 제시하기 위해 어떠한 노력을 할 수 있을지 알아보고자 한다.
2. UAM 로드맵: 낙관론과 비관론
미국에서는 NASA를 중심으로 일찌감치 National Campaign[4]이라는 이름으로 새롭게 등장할 교통 체계에 대한 실험을 수행하고 있고, 3번째 라운드인 NC-X3[5]를 통해 UAM 교통관리 체계를 구성하는 각 시스템 간의 API를 정의하고 1) 계획한 경로를 비행, 2) 계획한 경로를 비행 중 경로상의 문제를 회피하기 위해 비행경로를 수정하는 비행, 3) 목적지 혹은 비행체의 문제로 인한 착륙 대기 후 문제 해소 후 착륙 및 비행체 문제에 의한 비상 착륙에 대한 3가지 시나리오를 상정하고 이에 따라 교통관리 체계 내의 시스템과 비행체가 어떻게 운용되어야 하는지에 대해 검증하는 절차를 완료하였다.
유럽의 경우에는 EASA(European Union Aviation Safety Agency)에서 UAM과 관련하여, 2024년 혹은 2025년에 상용화될 것을 기대하고 있음을 발표하였고, 2024년 파리 올림픽에서 독일의 스타트업인 볼로콥터(Volocopter)의 기체로 시연을 할 예정[6]에 있다.
우리나라의 경우는 국토교통부 산하 국토교통과학기술진흥원을 중심으로 UAM 상용화를 위한 연구개발을 진행하고 있으며, 한국형 도심항공교통의 발전 방향을 제시하기 위하여 K-UAM 운용 개념서 1.0[7]을 발간한 바 있다. 휴전이라는 특수한 상황 때문에 대부분 하늘길이 비행 허가 구역으로 지정되어 있어 미국, 유럽과 달리 UAM의 실현이 어려울 것으로 생각할 수 있으나, 도심의 크기, 인구 밀집도, 이미 구축되어있는 ICT 인프라, 신기술 도입에 적극적인 시민 의식 등을 고려하였을 때 전 세계 도시 중에서 서울은 UAM의 성장 가능성이 가장 큰 지역 중의 하나로 전망[8]되고 있다.
[표 ] K-UAM 연도별 지표 (K-UAM 운용 개념서 1.0 발췌)항목 2025~ (초기) 2030~ (성장기) 2035~ (성숙기) 자동화 수준 자동화 도입 자동화 주도 인적 감시 완전 자동화 기체 운용 기장 운용 원격 운용 자동화 회랑 운용 방식 고정형 회랑 고정형 회랑망 동적 회랑망 항공 통신망 4G/5G
항공 음성 통신 5G/6G
저궤도 위성통신
C2 Link 1) 입지 수도권 중심 수도권/광역권 전국 확대
1) C2 Link: Communication and Control Link, 무인항공기와 통제소간 비행 운영 목적의 데이터 링크
전 세계적으로 2025년부터 2030년 정도의 기간 내에 UAM 상용화의 원년으로 하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 현실적으로 해결해야 하는 문제와 중요하지만 아직까지 표면으로 나타나지 않은 문제들 때문에 UAM 상용화에 대해서 회의적으로 바라보는 시각도 많이 존재한다.
제도적으로는 UAM 기체를 항공기로 보고 기존의 항공기 안전에 관한 규제를 적용할 것인지, 혹은 전혀 다른 종류의 교통 체계로 여기고 새로운 안전 규정을 마련할지에 대한 연구와 결정이 필요하다. 기술적으로는 배터리 기반의 전기 추력(electric propulsion) 장치에 대한 신뢰도 확보 문제, 해당 기체를 충전하기 위해 필요한 공간 및 전력 인프라 확보부터 UAM 이용자를 위한 서비스까지 아우르는 거대 시스템의 통합이 과연 2025년 혹은 2030년까지 가능할지에 대한 의문이 제기되고 있다. 그러나 낙관론과 비관론 사이에서 공통된 의견은 UAM은 새로운 교통 체계로 상용화에 성공한다면 우리의 삶에 많은 긍정적인 변화를 기대할 수 있을 것으로 보고 있다는 것이고, 주된 의견 차이는 그 실현 시기가 언제인지를 논하고 있다는 점은 매우 고무적이라 할 수 있다.
3. UAM 구조
K-UAM 운용 개념서에서 제시하고 있는 초기 UAM 교통 체계의 구조는 다음과 같다. 익숙하지 않은 이름의 많은 시스템이 등장하고 앞으로도 몇 년간은 성숙한 모델을 만들기 위한 연구개발이 꾸준히 진행될 예정이지만, [Figure 2]에서 제시하는 구조는 앞서 기술한 기체부터 사용자를 위한 서비스까지의 데이터의 흐름을 나열한 것이다.
각 시스템의 명칭과 연결 관계는 연구개발 과정에서 연구자들의 합의를 거쳐서 정제되고 변경될 예정이기 때문에 향후 발표될 운용개념서 다음 버전에서는 다른 형태로 표현될 수 있다. 예를 들어 PSU(Provider of Services for UAM)의 경우, K-UAM에서는 UATMSP(Urban Air Traffic Management Service Provider)로 변경하여 UAM 전반적인 서비스를 지칭하는 것이 아니라 교통관리의 주체로 한정되는 서비스임을 표기하려고 하고 있다.
[Figure 2] K-UAM 초기 교통관리 체계 (K-UAM 운용 개념서 1.0 발췌)앞서 제시한 [표1]에 따르면, 기체의 데이터를 교환하는 통신조차도 기존 항공기와 다르게 상용 통신망인 4G와 5G를 활용할 것으로 계획하고 있고, 기존 항공기가 사용하는 UHF/VHF 채널은 보조적인 역할을 수행할 것으로 기대하고 있다. 즉, 모든 시스템의 연동은 이더넷으로 기반으로 하는 프로토콜을 정의하는 것으로부터 시작한다고 볼 수 있다.
또한, 복수의 PSU(UATMSP)가 구조도 상에 표현된 것은 UAM 체계와 기존 항공 시스템과의 근본적인 차이를 이야기하는 것으로, 관제 시스템의 중앙 집중식 통제를 통해 UAM 기체의 운용을 지원하는 것이 아니라 UAM 서비스를 제공하는 다수의 사업자가 서로 간의 필요한 정보를 공유하면서 비행을 하게 되는 것을 의미하며, 이는 기존 항공 교통 체계에서는 없던 시스템으로 사업자에게는 보다 높은 자율성을 부여하면서도 안전 보장을 위한 신뢰성 있는 정보를 타 사업자와 공유하기 위한 시스템에 관한 연구가 필요하다는 것을 나타내고 있다.
4. UAM 상호 운용성을 위한 오픈소스 프로젝트
UAM은 이제 막 개념 정의를 마치고 초안을 실현하기 위한 방법과 교환할 데이터를 정의하기 위한 단계에 있다고 할 수 있다. 그러나 앞서 언급한 것처럼 수 많은 참여자들이 기존에 없던 시스템을 시행착오를 거치면서 견고하게 만들어 나아가야 하는 상황이고, 각 시스템이 유기적으로 결합되어 상호운용성(interoperability)을 보장하는 것이 UAM 성공의 열쇠라고 할 수 있다. 그러나 문제는 우주 항공 산업이 그러하듯이, UAM을 구성하는 시스템들 하나하나가 신기술의 집약체이며 지적 재산권으로 보호되는 매우 폐쇄적인 영역이라는 점이다.
이를 해결하기 위해, 각 사업자들이 폐쇄적으로 운용하는 시스템들의 고유 정보와 권리는 보호하면서, UAM 안전 보장을 위한 최소한의 필수정보를 선택적으로 투명하게 공유하는 체계를 만들기 위해서 PSU 간 네트워크 개념을 도입하였으며, 이는 DSS(Discovery and Synchronization Service)가 담당하고 있다. DSS의 Discovery는 타 PSU가 제공하는 정보를 탐색하는 것을 의미하며, Synchronization은 DSS에 연결된 PSU가 동일한 정보를 획득할 수 있음을 의미한다. 그래서 UAM 교통관리 체계 내에 존재하는 다수의 PSU간의 상호 운용성은 DSS를 통해서 확보한다고 할 수 있다.
사실 상호 운용성에 관한 연구는 NASA의 NC-X3에서 먼저 수행된 바 있는데 이 테스트 중 상호 운용성 검증을 위하여 참여자들이 운용하고 있는 리눅스 파운데이션의 InterUSS Platform 프로젝트[9]는 UAM과 관련하여 직접적으로 찾을 수 있는 거의 유일한 오픈소스 프로젝트이다. 핵심 프로토콜과 수행 절차는 ASTM International에 등록한 비행체에 ID를 부여하고 식별 및 추적하는 방법[10]과 고유 ID를 이용하여 각 시스템 간에 정보를 공유[11]하는 구조에 대한 표준안을 따르고 있고, 이를 바탕으로 필요한 소프트웨어 컴포넌트를 설계하고 외부 시스템과 연계할 API를 정의한 것이 InterUSS Platform 프로젝트이다.
[Figure 3] 비행체 운용 시스템 간의 정보를 교환하기 위한 DSS 구조 개념도 (InterUSS Github 발췌)이 프로젝트의 저장소에서 주목할 만한 점은 InterUSS Platform 코드 자체가 아니라, 앞으로 필요한 연구에 대한 초석을 제공하고 있다는 점이다. 해당 소스 코드 저장소에서는 테스트 결과뿐만 아니라 자신들이 설계한 API와 시스템 구조를 [Figure 3]과 같이 쉽게 설명하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 것을 볼 수 있다.
5. K-UAM의 방향
다시 우리나라의 상황을 살펴보자면, 현재 K-UAM에 수 많은 참여자들을 유인하는 주체는 아무래도 정부 기관인 국토교통부가 담당하고 있다. 그러나 정작 실현 방법에 대해서는 정부 기관을 포함한 모든 참여자들이 스스로 문제를 정의하고 해결책을 찾아야만 한다. 마찬가지로 상호 운용성의 중요성은 공감하고 있고, 각 참여자들이 보유하거나 개발하는 시스템들을 연동하여 하나의 거대한 K-UAM 시스템으로 동작하게 하기 위해서 국토교통부와 한국항공우주연구원의 주도하에 K-UAM Grand Challenge 1(이하 K-UAM GC1)을 기획하고 수행할 예정[12]에 있다.
K-UAM GC1의 목적은 상호 운용성을 준수하는 범위 내에서 각 참여자들은 자유롭게 자신들 고유의 시스템을 설계하고 배포할 수 있으며 실제 환경하에서 실험을 하고 그 결과를 토대로 다시 참여자들 고유의 시스템을 개선하여 K-UAM 상용화를 준비하는 것이라고 할 수 있다.
K-UAM은 NASA의 NC보다는 조금 늦게 진행되고 있지만, 다행히도 오픈소스로 공개된 선행 연구 결과를 부분적으로 활용함으로써 더 진보된 시스템을 구성할 수 있을 것이라고 예상하고 있고, K-UAM의 연구 진행 방향에 따라서 얼마든지 오픈소스 프로젝트와 협업이 가능할 것으로 생각된다. 그러나 UAM과 같이 새롭게 시도되면서 수 많은 참여자들과 진행 방향에 대해서 논의하고 협업해야 하는 구조에서는 단순히 오픈소스 프로젝트를 이용하거나 특정 프로젝트에 공헌하는 것으로 국지적인 해결책을 모색하는 함정에 빠져 전체적인 시스템 내의 상호 운용성을 확보하기란 매우 어려울 수 있다.
이러한 관점에서 InterUSS Platform 프로젝트는 K-UAM에 여러 가지 시사점을 제공해주고 있다. InterUSS Platform 프로젝트는 자신들이 생각한 시스템의 개발 방향을 공개함으로써 오픈소스 프로젝트 생태계에 의견을 요청한 것과 동시에 오픈소스 생태계에 공헌하는 두 가지 효과를 거둔 것이라고 볼 수 있을 것이다. K-UAM을 진행하는 과정에서 InterUSS Platform 프로젝트가 취한 접근 방법을 도입한다면 더 많은 논의와 협의를 통해 더 많은 참여자들을 유도할 수 있을 것이라고 생각된다.
6. 맺음말
UAM과 같이 새롭게 도전하는 영역에서는 개별 소프트웨어 엔지니어의 시각에서 바라보기보다는 전체적인 시스템의 관점에서 해당 프로젝트가 진행되는 형태와 방향을 살펴보아야 할 것이다. 또한, 다행히 선행 연구의 산출물이 존재하고 활용할 가치가 충분하다면, 그 산출물 자체에 대한 활용에 그치는 것이 아니라 산출물을 얻게 되는 과정까지, 즉 의사 결정의 과정에 대해서 탐구하다 보면 선행 연구보다 더 진보된 결과를 얻을 확률이 높아지게 된다. K-UAM에서도 목표를 실현하는 과정에서 많은 참여자들의 노력이 빛을 발휘할 수 있도록 효과적이고 합리적인 연구개발 방법론이 정착되기를 기대해 본다.
김정석, Ph. D
(현) SK Telecom, T3K, 매니저
(전) Collabora, Ltd., Open source software consultant
※ 참고문헌
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