미래 성장동력
고공 상승 중인 드론시장의 역습
드론, 국내 경쟁력 끌어올린다
미래항공기술센터
테크 LAB
KTL Team
KTL 미래항공기술센터는 지난 2022년 7월 산업통상자원부 「특수목적 유·무인 드론 산업생태계 조성 지원 사업*」의 주관기관으로 선정되었다. 이에 중·대형급 드론 및 UAM 시험평가 기반을 마련하여 빠르게 성장하고 있는 드론 시장 내 국내 기업 경쟁력 제고에 기여하고 있다.
특수목적 유·무인 드론 산업생태계 조성 지원사업
• 주관부처 산업통상자원부
• 주관기관 한국산업기술시험원(KTL)
• 공동기관 강원도경제진흥원, 강릉원주대학교
• 사업내용 국내 드론산업 육성과 글로벌시장 선도를 위한 중‧대형급 유‧무인 드론 기체 플랫폼 및 시스템에 대한 시험평가 기반구축 및 지원체계 구축
• 기대효과 드론‧UAM 산업 활성화 및 기술개발 역량강화로 국내기업의 국제경쟁력 향상
• 사업기간/사업비 2022년~2024년(3년간) / 290억원(국비 105억원, 지방비 185억원)
• 주관기관 한국산업기술시험원(KTL)
• 공동기관 강원도경제진흥원, 강릉원주대학교
• 사업내용 국내 드론산업 육성과 글로벌시장 선도를 위한 중‧대형급 유‧무인 드론 기체 플랫폼 및 시스템에 대한 시험평가 기반구축 및 지원체계 구축
• 기대효과 드론‧UAM 산업 활성화 및 기술개발 역량강화로 국내기업의 국제경쟁력 향상
• 사업기간/사업비 2022년~2024년(3년간) / 290억원(국비 105억원, 지방비 185억원)
드론 상용화를 위한 초석 마련
드론 산업은 항공, 정보통신(ICT), 소프트웨어(SW), 센서 등 첨단 기술이 융합된 4차 산업혁명시대의 핵심 산업으로, 세계 드론 시장은 연평균 13.8% 성장하여 2025년에는 428억* 달러에 이를 것으로 전망되는 고부가가치 산업이다.
최근 드론은 단순 촬영을 넘어 군사, 재난, 의료, 화물 등 다양하고 복잡한 임무 수행을 위해 대형·고중량화되면서 안전성 및 성능 확보를 위한 시험인증 인프라의 필요성이 대두되었다. 정부는 미래 新성장 동력으로 부상하고 있는 드론 산업 육성과 드론시장 경쟁력 강화 방안을 강구하는 등 세계 드론시장 7대 강국으로 도약하기 위해 정책적 지원을 아끼지 않고 있다.
이에, KTL은 드론 산업 육성에 앞장서고 있는 강원도 및 원주시와 함께 중·대형급** 드론 시험평가 기반을 구축하고, 드론분야 원스톱 서비스를 제공하여 드론 산업 생태계 조성 및 기업 경쟁력 강화를 추진한다. 또한 2024년까지 미래항공기술센터를 구축해 드론 상용화를 위한 초석을 마련할 계획이다. 구체적으로 총 사업비 290억원(국비 105억원, 지방비 185억원)을 투입해 원주시 부론 일반산업단지 內 5,555㎡ 규모의 미래항공기술센터를 준공할 예정이다.
미래항공기술센터 중·대형급 유·무인 드론 시험평가 서비스
➊
이동형 소음평가
비행조건(이륙·착륙, 비행고도 등), 기체특성, 기상환경(풍향, 풍속, 온도 등) 등 비행체에서 나오는 소음에 영향을 줄 수 있는 다양한 요인을 고려하여 드론의 소음 평가 서비스를 제공한다. 드론 소음평가의 차별점은 자유롭게 이동 가능한 이동형 소음평가 시스템 활용이다. 기존 소음평가는 고정형 소음 시험시설을 통해 진행되어 드론 소음에 영향을 주는 다양한 요인들을 반영하기에는 한계가 있다.
이에, 비행데이터·무선 소음데이터·기상데이터 수집 장비와 정밀 위치 측정장비 등이 탑재된 이동형 시험센터를 구축하여 다양한 비행환경을 고려한 정밀 시험 서비스 제공이 가능하다. 나아가 수집된 드론 소음 데이터 분석을 통해 소음 기준 마련과 인증 절차 수립에 기여할 것으로 기대된다.
비행조건(이륙·착륙, 비행고도 등), 기체특성, 기상환경(풍향, 풍속, 온도 등) 등 비행체에서 나오는 소음에 영향을 줄 수 있는 다양한 요인을 고려하여 드론의 소음 평가 서비스를 제공한다. 드론 소음평가의 차별점은 자유롭게 이동 가능한 이동형 소음평가 시스템 활용이다. 기존 소음평가는 고정형 소음 시험시설을 통해 진행되어 드론 소음에 영향을 주는 다양한 요인들을 반영하기에는 한계가 있다.
이에, 비행데이터·무선 소음데이터·기상데이터 수집 장비와 정밀 위치 측정장비 등이 탑재된 이동형 시험센터를 구축하여 다양한 비행환경을 고려한 정밀 시험 서비스 제공이 가능하다. 나아가 수집된 드론 소음 데이터 분석을 통해 소음 기준 마련과 인증 절차 수립에 기여할 것으로 기대된다.
➋
비행조종안정성 평가
바람환경 모사장치를 활용하여 도심 내 빌딩풍, 국지성 돌풍 등에 대한 비행조종안정성 시험을 제공한다. 드론은 도심지역에서 저고도 최대 600m 이내에서 운용되는 것을 감안하여 국지적으로 발생하는 바람 및 돌풍에 대한 안정성 확보가 필수이다.
미래항공기술센터는 약 2,000개의 소형팬으로 구성된 윈드 시물레이터(Wind Simulator, 너비 18m X 높이 6m)를 구축하여 제한된 공간(Chamber)에서 직선 바람뿐만 아니라 풍량·풍향 제어를 통해 빌딩풍, 국지성 돌풍 모사 등 실제로 발생할 수 있는 다양한 바람에 대한 내풍 시험을 진행한다.
바람환경 모사장치를 활용하여 도심 내 빌딩풍, 국지성 돌풍 등에 대한 비행조종안정성 시험을 제공한다. 드론은 도심지역에서 저고도 최대 600m 이내에서 운용되는 것을 감안하여 국지적으로 발생하는 바람 및 돌풍에 대한 안정성 확보가 필수이다.
미래항공기술센터는 약 2,000개의 소형팬으로 구성된 윈드 시물레이터(Wind Simulator, 너비 18m X 높이 6m)를 구축하여 제한된 공간(Chamber)에서 직선 바람뿐만 아니라 풍량·풍향 제어를 통해 빌딩풍, 국지성 돌풍 모사 등 실제로 발생할 수 있는 다양한 바람에 대한 내풍 시험을 진행한다.
➌
복합환경 시험평가
도심 환경 및 악천후·악기상 환경에서 비행하거나 기체 부품의 고장 등으로 인한 사고 위험 예방을 위해 대형환경시험챔버(길이 35m X 폭 25m X 높이 18m)를 구축해 강우, 강설, 결빙 등에 대한 내환경성 시험 서비스를 제공한다. 특히, 비행조종안정성 평가시스템과 연계 시험이 가능한 복합 시험시설을 마련하여 다양한 환경 조건 하에 드론 시험을 진행한다. 이를 통해 미래항공으로 부상하고 있는 도심항공교통(UAM) 등 드론에 대한 부품 개발부터 양산 단계까지 全주기에 걸친 시험 서비스와 전문 기술 컨설팅을 제공하여 핵심기술·부품 국산화 등 국내 기업의 기술 경쟁력 강화를 지원한다. 더불어 강원도경제진흥원과 강릉원주대 산학협력단과 함께 지역 內 기업, 대학, 연구소와 함께 협력 네트워크를 구축하고 항공분야 전문기술 인력양성을 주도하여 국내 항공기업의 글로벌 경쟁력 확보에 기여할 계획이다.
나아가, FAA(미국), EASA(유럽) 등 국제항공규격에 부합하는 시험·성능평가 기준을 마련하여 국내 항공기업의 미래 新시장 선점 및 국제 경쟁력 확보에도 이바지할 예정이다.
도심 환경 및 악천후·악기상 환경에서 비행하거나 기체 부품의 고장 등으로 인한 사고 위험 예방을 위해 대형환경시험챔버(길이 35m X 폭 25m X 높이 18m)를 구축해 강우, 강설, 결빙 등에 대한 내환경성 시험 서비스를 제공한다. 특히, 비행조종안정성 평가시스템과 연계 시험이 가능한 복합 시험시설을 마련하여 다양한 환경 조건 하에 드론 시험을 진행한다. 이를 통해 미래항공으로 부상하고 있는 도심항공교통(UAM) 등 드론에 대한 부품 개발부터 양산 단계까지 全주기에 걸친 시험 서비스와 전문 기술 컨설팅을 제공하여 핵심기술·부품 국산화 등 국내 기업의 기술 경쟁력 강화를 지원한다. 더불어 강원도경제진흥원과 강릉원주대 산학협력단과 함께 지역 內 기업, 대학, 연구소와 함께 협력 네트워크를 구축하고 항공분야 전문기술 인력양성을 주도하여 국내 항공기업의 글로벌 경쟁력 확보에 기여할 계획이다.
나아가, FAA(미국), EASA(유럽) 등 국제항공규격에 부합하는 시험·성능평가 기준을 마련하여 국내 항공기업의 미래 新시장 선점 및 국제 경쟁력 확보에도 이바지할 예정이다.
mini Interview
KTL 미래항공기술센터 조정현 센터장, 강봉석 연구원
특수목적 유·무인드론 산업생태계 조성 지원 사업의 참여 계기는 무엇인가요?
조정현 센터장(이하 ‘조’)_ KTL은 이전부터 UAM 시험평가 체계 구축을 목표로 자체적인 연구개발을 통해 전략을 수립하고 있었습니다. 마침, 산업부에서 중·대형 드론 시험평가 기반 구축 사업에 대한 공고가 발표되었고, 그간 준비해왔던 내용을 바탕으로 제안해 수주하게 된 사업이다. 중·대형급 드론에 대한 시험평가 기관은 국내에 없기 때문에 곧, KTL이 최초이자 그 시작점이라고 할 수 있습니다.
강봉석 연구원(이하 ‘강’)_ 국토교통부와 항공안전기술원에서 주관하는 사업의 일환으로 인천 서구에 ‘국가 드론인증센터’가 설립될 예정인데, 그간의 드론 관련 사업에 관한 KTL의 경험을 토대로 해당 센터의 인프라(장비·운영시스템) 구축 총괄의 역할로서 참여하게 되었습니다. 이와 같이 관련 시설 구축에 대해 진행해본 경험이 있다 보니, 자연스럽게 특수목적 유·무인드론 관련 사업도 함께하게 되었습니다.
사업 진행에 있어 실무적 애로사항은 없나요?
강_ ‘국가 드론인증센터’ 설립 참여를 계기로 ‘특수목적 유·무인드론 산업생태계 조성 지원 사업’에도 참여하게 되었지만, 그동안은 작은 드론만을 상대로 했었기 때문에 이렇게 큰 규모의 드론과 관련해서는 참고할 수 있는 유사 사업이나 기관이 없었습니다. 따라서 기획의 모든 부분에 그동안의 경험과 노하우를 바탕으로 진행할 수밖에 없었습니다. 특히 이 사업은 전체 사업비의 85% 정도를 장비구축에 사용했을 만큼 많은 투자를 많이 하고 있습니다.(일반적인 타 사업의 장비구축 비용은 60% 이하)
조_ 센터 설립부터 새로운 장비 도입까지 모든 설계를 진행하면서 국내 최초를 넘어 세계 최초인 부분도 많았습니다. 예를 들어, ‘비행조종 안전성 평가 시스템’은 그 규모가 18mX6m로 세계최대 규모입니다.(NASA의 장비는 약 4mX3m/현존 최대 UAM 기체 날개의 길이는 17m) 또한, ‘이동형 소음평가 시스템’은 NASA와 UAM 기체개발 글로벌 선도 기업인 Joby Aviation社에서 활용하고 있는 장비의 사진 한 장에서 시작하여, 사진 속 장비를 전국업체를 수소문하여 찾아내야 했습니다. 관련 논문 및 보고서 분석을 통해 초기에는 벤치마킹 수준에서 구축하려고 했으나 결과적으로는 그 보다 더욱 높은 수준의 성능을 보유한 시스템 구축을 계획할 수 있었습니다. 물론, 이 과정에서 ‘최초’이자 ‘최대’였기 때문에 장비의 유용성, 시험수요, 이용가능성 등 현실에 대한 우려도 많았지만 여러 해외시험기관과 소통하며 매우 긍정적인 답변을 받을 수 있었습니다. 추후 KTL의 고객이 되고 싶다는 해외 기관도 있을 만큼 이 사업은 매우 ‘유니크’한 장비와 시설을 구축 중입니다.
시험장비와 인프라 등 시설을 구축하며 가장 신경 쓴 부분은 무엇인가요?
조_ 시험장비와 인프라 구축을 함에 있어 가장 염두에 두었던 사항은 ‘사회적 수용성’을 확보하는 것이었습니다. UAM은 도심에서, 그것도 일반 사람들을 상대로 운용되는 기체이기 때문에 소음이나 추락가능성 증대 등의 불안과 우려 문제가 발생합니다. 따라서 기체의 안전을 확보하고 운용소음을 최소화 하는 것이 우선입니다. 즉, 시험평가에 필요한 여러 가지 항목들 중 가장 우선하여 표준화에 신경 써야 할 부분은 ‘소음 측정’과 ‘비행 안정성 확보’라고 할 수 있습니다.
강_ 또한, 시험시설은 크게 3가지로, ➊이동형 소음 평가 시스템 ➋비행조종 안정성 평가 시스템 ➌복합환경 시험 평가 시스템으로 나눌 수 있는데 이 평가 시스템들은 각 DB를 토대로 연계가 필요하다는 것을 설계 도중 알게 되었고, 이를 적용해 수정 설계했습니다. 또, KTL에서는 소음, 기후 환경 각각의 항목에 대한 전문 시험 센터가 있기 때문에 상호 협업생태계를 구축하면 더욱 신뢰성 높은 시험서비스를 제공할 수 있을 것입니다.
현재 사업 진행현황과 앞으로의 계획은 무엇인가요?
조_ 현재 센터 건축 설계와 관련한 업체 선정까지 완료된 상태이고, 추후 센터 완공이 되고 난 후에는 ‘강원도형 UAM 기체’개발 시료를 시작으로 본격적인 시험평가에 돌입할 예정입니다. 또한, 앞으로 센터가 안정화된 이후에는 UAM 기체개발에 힘쓰고 있는 기업들과의 협업을 기대하고 있습니다.
항공전자기기술센터 강봉석 주임연구원
ryankang@ktl.re.kr
055-791-3593
2024
Vol.42
January | February
