[핫] 교통난-빠른 이동 '하늘 택시' UAM 정부 운용서 집중탐구

한국형 도심항공교통 운용개념서 1.0..KRAUV, 'UAM Team Korea' 소개  

[서울 여의도 상공을 시험비행을 한 '드론택시'의 모습. 사진=아리랑TV 캡처]

"대한민국 국가 UAM 서비스 청사진은 뭘까."

소위 '하늘 나는 택시'로 불리는 UAM(도심항공교통, Urban Air Mobility)은 대도시권 교통난 해소와 빠른 이동을 위해 등장한 새로운 교통체계이다. 

도심을 중심으로 중-단거리 서비스를 제공한다는 점에서 기존의 항공과 다르다. 하늘 공간을 활용한다는 점에서 도로-철도와 같은 지상교통 서비스와도 다르다. 이러한 UAM 서비스 제공을 위해서는 뭐가 필요할까? 제작-운송-운항-인프라-교통관리까지 기존과는 다른 새로운 산업생태계 구축이 필요하다.

국내외 연구 전문 기관이 발간하는 시장 조사 보고서 등을 소개하는 KRAUV(한국무인이동체연구조합) 리포트는 2021년 9월 작성된 보고서 '한국형 도심항공교통 운용개념서'를 소개했다. 

운용개념서는 K-UAM 상용화에 대한 단계별 운용전략, 이해관계자의 역할과 책임, 정상 및 비정상상황에서의 운용시나리오 등 상용화를 위해 미리 점검하고 준비해야 할 사항을 체계적으로 담고 있다. 특히, 도심항공교통 전용 하늘길(항로)인 UAM 회랑(回廊, Corridor) 등 3차원 도심교통체계 운용 구상의 밑그림을 제시하고 있다.

사진='한국형 도심항공교통 운용개념서'

이 보고서는 'UAM Team Korea(UTK)'의 간사기관인 한국항공우주연구원, 항공안전기술원이 큰 역할을 했다.  게임톡이 정부가 UAM 청사진을 구체화한 배경과 이유를 집중탐구해보았다. 

■ 산업생태계 구축을 위한 공통한 밑그림...정책-기술 로드맵 기본개념 설정 

새로운 산업생태계 구축을 위해서는 이에 관련된 참여자들이 함께 공유하고 있는 공통의 밑그림이 필요하다. 정부는 이를 위한 기본 정책방향인 K-UAM 정책로드맵과 K-UAM 기술로드맵을 발표하였다. 

이 리포트는 이 중 서비스 분야를 구체화하기 위한 세부적인 밑그림이다. 2개의 로드맵을 토대로 하여 '2025년에 상용서비스가 도입되었을 때의 UAM 서비스를 중심으로 기본개념을 설정하였다. 

누가 주요한 참여자인지, 참여자별 역할과 책임은 무엇인지, 그리고 UAM은 어떤 절차를 통해 운용되는지 등이 담았다. 이 리포트는 국가 UAM 서비스에 대한 청사진으로서, 향후 UAM과 관련한 논의가 구체적으로 진행될 수 있는 시작점이 될 것 같다. 

정부는 여러 이해 관계자와 함께 이를 실현될 수 있도록 정책을 추진해 나갈 예정이다. 각종 제도화가 필요한 사항은 UAM 특별법을 제정하여 반영할 계획이다. 민간에서는 이를 토대로 하여 사업 모델을 구체화하고, 2025년 상용화를 위한 준비를 해나갈 수 있다.

사진='한국형 도심항공교통 운용개념서'

지속적으로 진화되고 있는 논의와 토론, UAM에 관심이 있는 전문가, 기업 등 다양한 이해관계자들의 의견을 수렴하여 반영했지만 가보지 않은 길이기 때문에 여러 가지 불확실성이 존재한다. 

■ UAM Team Korea, 도심항공교통 분야 민관협력체이자 정책공동체

UAM Team Korea는 2020년 6월 정부합동 '한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵' 발표를 계기로 발족한 도심항공교통 분야 민관협력체이자 정책공동체이다.

'팀'이라는 뜻이 담긴 UAM Team Korea(위원장 국토교통부 제2차관)에는 정부, 지자체, 기업, 학교, 공공기관 등 국내 산업생태계 구축에 앞장서고 있는 37개 주요 기관들이 참가했다. 

'서로 발전할 수 있는 건전한 논의와 경쟁'을 원칙으로 운영되고 있다. 한국 UAM의 역량이 세계를 선도할 수 있도록 적극 협력해 나가고 있다. 이 리포트는 국토교통부 미래드론담당관이 맡았다. 

황성규 UAM Team Korea 위원장(국토교통부 2차관)은 "우리나라의 UAM 산업을 발전시켜 세계시장을 선도하기 위해 20 20년 6월 37개 기관이 함께 정책 협의체인 UAM Team Korea(UTK)를 발족했다. 그로부터 1년여가 지난 시점에서 '한국형 도심항공교통(K-UAM) 운용개념서(ConOps) 1.0'을 발간할 수 있게 되어 매우 기쁘게 생각한다"고 발간서에 밝혔다. 

이어 "UAM이 실제 우리나라 도심 하늘을 안전하게 비행하기 위해 꼭 필요한 운용체계 등을 실제로 검증해 볼 수 있는 민관합동 프로그램인 K-UAM Grand Challenge 사업계획을 지난 해 12월 UTK에서 의결한 바 있으며, 정부는 이에 필요한 UAM 이착륙장 및 실증운용시설 등 관련 인프라 구축에 착수했다"고 소개했다.

이 리포트 발간에 대해서는 "UAM 상용서비스 개시와 단계별 운용에 필요한 기본개념의 정의, 각 주체별 역할, 운영절차 등을 다루고 있다. 특히 UAM을 위한 도심 내 전용 하늘길 설치, 도심항공 교통관리를 위한 새로운 사업자 도입, 도심 속에 들어설 버티포트 운영 등 안전하고 편리한 도심항공 모빌리티로서 갖추어야 할 새로운 운용개념들은 우리 UAM 산업 발전에 이정표로서 역할을 할 것으로 기대하고 있다"고 의의를 강조했다. 
        
또한 "도심항공교통, 자율주행자동차 등 이전에 없던 새로운 모빌리티를 우리 일상에 구현하는 것은 쉽지만은 않은 일인 만큼, 우리 안팎에서 이루어지는 교통의 혁신과 기술의 변화를 받아들이기 위한 공동의 노력이 필요하다고 생각한다. 우리 기업, 학계, 정부, 지자체, 공공기관 등 민·관이 다 같이 힘을 모은다면, 이와 같은 차세대 첨단 모빌리티를 전세계에서 가장 먼저 도입하고 생활화하는 국가가 될 수도 있을 것"이라고 낙곽적인 희망을 피력했다.

■ 초기 2025년 기장이 탑승, 성장기 2030년 원격 조종-필요시 안전관리자 탑승
                                         
UAM은 도심 내 활용이 가능한 친환경 전기동력 수직이착륙기(eVTOL) 등을 이용하여 승객이나 화물 운송 등을 목적으로 타 교통수단과 연계되어 운용되는 새로운 항공교통체계이다.

UAM은 도심 안팎에서 승객·화물 운송을 비롯하여 공공목적(긴급의료 등)과 관광사업 등을 위해 운용될 수 있다.

각 단계별로 가장 눈에 띄는 운용 상의 차이점은 기내에 기장이 직접 탑승해서 조종하는지(초기), 아니면 원격조종(성장기)이나 자율비행(성숙기) 방식으로 비행하는지 여부다. 성장기에도 비상시 승객안전을 우선시하여 기내에 안전관리자가 탑승하는 방식을 고려하고 있다.

사진='한국형 도심항공교통 운용개념서'

K-UAM 단계별 발전에 따른 주요 지표를 보면  ▲ 초기(2025년~) 운용 형태는 기장이 탑승하여 수도권 단일 또는 복수의 K-UAM 시범 서비스 고정형 회랑에서 K-UAM 운용을 시작하는 단계다. 주요 지표는 다음과 같다.

조종사 운용:조종사(기장) 탑승. 시계비행방식 초기 적용. 교통관리체계 : UAM 교통관리체계 도입(항공교통관제사 협조를 통해 검증·고도화). 교통관리 : 음성기반, 인적기반에서 데이터 기반 자동화 도입으로 발전. 회랑운영방식 : 고정형 회랑(Fixed Corridor) 방식

▲성장기(2030년~)는 원격 조종을 도입하고 필요시 안전관리자 탑승 하에 수도권 및 광역권에서 고정형 회랑망을 구성하여 K-UAM 운용이 성장하는 단계다. 

조종사 운용: 원격조종사(기장) 도입. 원격조종 기능 미지원 시 조종사(기장) 탑승 원격조종. 시스템 도입 시에는 필요에 따라 비상개입 및 승객안전 등을 고려하여 기내 안전관리자 탑승 여부 결정.

교통관리체계 : UAM 교통관리서비스 제공자 주도 (교통관리 기능을 제외한 회랑 개폐 등의 항공교통관제사 제한적 개입). 교통관리 : 데이터 기반 자동화 주도, 인적감시 보조

▲ 성숙기(2035년~)는 무인 자율비행을 도입하고 전국 도심에 동적 회랑망을 구성하여 K-UAM 운용이 성숙화에 이르는 단계다. 조종사 운용 : 무인 자율비행 도입. 교통관리체계 : UAM 교통관리체계 완전 운용(항공교통관제사는 비상시에만 개입)

항공당국은 정책당국, 안전당국으로 구분된다. 모든 민간 항행안전을 책임지며 관련 안전규정을 마련하고 그 규정의 이행을 감독한다. 

특히 UAM 산업 활성화를 위한 지원정책을 마련하여 시행하고, 안전한 UAM 운항환경 조성을 위한 규정 마련, 민간 표준(Community Based Standard) 채택, 관련기관 협의 및 이해관계자의 역할과 책임 조정, 관련 인·허가수행 및 관리·감독 기능 등을 총괄 수행한다.

■ UAM 교통관리서비스 제공자-UAM 운항자-기장 협력 지상운용 안전 확보

UAM은 전통적인 항공산업과 달리 활주로 없이 도심의 교통 요지에 위치한 버티포트(Vertiport, UAM 이착륙장)를 환승센터, 터미널 또는 버스정류장처럼 활용해서 비행한다. 전기모터, 분산추진 등 친환경 저소음 기술의 발달로 도심 저고도 공역(300~600m)을 운항하게 된다.

터미널 개념의 버티포트. 사진='한국형 도심항공교통 운용개념서'

전용 하늘길인 UAM 회랑(回廊, Corridor)이 개설된다. 회랑은 버티포트를 시-종점으로 한 통로 형태로 만들어진다. 상용화 초기에는 고정된 형태(고정형 회랑)로 몇 개만 운영되지만, 버티포트와 노선 수가 많아지면 다수의 회랑이 복잡한 네트워크 형태(고정형 회랑망)가 된다.

UAM 항공기는 버티포트 표면이동 시 원칙적으로 로터(프로펠러)를 정지시켜야 한다. 다만, 버티포트 운영자의 사전승인을 받은 경우 로터 회전을 이용하여 표면이동을 할 수 있다. 이때 버티포트 운영자는 UAM 교통관리서비스 제공자, UAM 운항자, 기장 등과 협력하여 지상운용의 안전을 확보해야 한다.

버티포트 운영자는 UAM 항공기의 에너지 충전 또는 에너지저장장치 교체를 위한 안전확보 방안을 마련한다. 필요한 설비를 구축해야 하며, 관계당국의 승인을 받아 해당 설비를 운용-유지해야 한다.

버티포트 운영자는 승객이 안전하게 탑승장에 진입하여 UAM 항공기에 탑승할 수 있도록 지상조업자 또는 승객인솔자를 교육하고 관리해야 하며, 적정한 안내표시, 마킹, 조명 등을 설치해야 한다.

버티포트 운영자는 버티포트 권역을 감시한다. UAM 운용에 위해요소(비협력적 항공기, 조류 등) 가 확인된 경우 관련 이해관계자(UAM 교통관리서비스 제공자, UAM 운항자, 기장)에게 경고하고 관련 정보를 즉시 공유한다.

K-UAM 교통체계는 안보상황 등을 고려하여 필요시 군 등과 정보를 교환한다. K-UAM 운항을 위한 항법시스템은 GNSS를 기반으로 한다. 성능기반항법의 적용을 위해 항로상에서는 SBAS를, 버티포트 착륙 접근 시에는 DGNSS(Differential GNSS)를 활용할 수 있다.

또한, GNSS 사용 불가상황에 대비하기 위한 보조 항법시스템장착(구축)을 추가로 고려할 수 있다.

사진='한국형 도심항공교통 운용개념서'

■ 항공기 추락 시 기장-UAM 교통관리서비스 제공자-운항자 신속히 정보 공유

긴급 비상상황은 치명적 수준의 요인발생으로 항공기 통제가 불가능한 상황이다. 항공기 추락 시에는 기장, UAM 교통관리서비스 제공자, UAM 운항자가 신속히 정보를 공유해야 하며, 관련 이해관계자들에게 긴급 비상상황을 전파해야 한다. 

해당 상황발생 시 지역사회와 연계된 응급구조, 사고조치 등이 반드시 동반되어야 한다. 항공당국은 사고 항공기의 비행기록 등을 확보하여 조사-분석하고 사고의 원인을 규명해야 한다.

국토교통부는 오는 11월 UAM 비행시연을 통해 운용시나리오를 직접 실증한다는 계획이다. 지난해 11월 11일 서울 여의도에서 열린 제1회 비행시연(국토부-서울시 공동주최)에 이어 두 번째 행사로 기획하고 있다.

2025년 상용화 노선으로 주목받는 수도권 공항셔틀 서비스(김포·인천공항⇔서울도심)를 국민들에게 미리 선보이면서, 운용개념서에서 제시한 UAM 운용시나리오를 검증할 예정이다.

김포공항(11월10일, 잠정)과 인천공항(11월15일, 잠정) 일대에서 진행되며, 팀코리아 참가기관들이 UAM 생태계의 이해관계자 역할을 수행하며 실증에 참가하게 된다.

K-UAM 초기 운항시나리오는 정부에서 실증사업으로 준비하고 있는 K-UAM GC를 통해 검증하고, 발전시켜나갈 계획이다. K-UAM GC의 1단계는 개활지에서, 2단계는 도심지에서 진행할 예정이다. 2단계 도심지 실증과 관련한 사항은 이번 운항시나리오를 마련하는데 충분히 고려되지 않았으므로 향후 새로운 항목이 추가될 수도 있다.

[여의도에서 시험비행을 한 '드론택시'. 사진=국토교통부 홈페이지]

현재의 운항시나리오는 서비스 공급자 입장을 중심으로 작성되어 있다. 반면 실제 UAM을 이용하는 수요자 입장에 대한 고려가 부족하다. 운항시나리오를 발전시켜 나아가는 과정에서 수요자가 더욱 안전하고 편리하게 이용할 수 있도록 검토할 계획이다.

강왕구 한국항공우주연구원 무인이동체원천기술개발사업단장은 "한국형 도심항공교통을 운용하기 위해서는 정부가 인프라를 조성해줘야 한다. 우선 이착륙 뜨고 내리는, 터미널 같은 '버티포트'가 필요하다. 공중으로 날아가려면 '하늘길'이 있어야 한다. 눈에 보이지 않지만 도로 같은 것이다. 그 도로망을 어떻게 만들겠다. 가령 처음에는 인천공항-서울 도심까지 한강을 따라 쭉 만들자 등 그런 계획들을 발표했다. 도로망을 위한 통신 인프라는 또 어떻게 만들겠다 등 이번 리포트는 청사진을 구체화하는 의미를 가진다"고 말했다. 

이어 "터미널을 어떻게 만들까, 터미널을 오갈 때 하늘길을 어떻게 날아다닐까. 운용을 어떻게 하겠다를 밝힌 보고서다. 다시 말해 정부가 이런 식으로 인프라를 깔아주고 하늘길을 만들어줄테니 비행기를 만들 사람들은 만들고, 운영할 사람은 운영해봐라는 지침서이다. 적절한 시점에 나온 UAM Team Korea 펴낸 꼭 책이다"라고 매조지했다. 

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