파괴적 혁신의 도심항공교통(UAM)

도심항공교통(UAM) 및 도심항공교통 비행체(eVTOL)에 대한 안내서

김승조 , 김영환 지음

우주항공기술전략연구원 2022년 05월 06일 출간

작품소개

책소개

서울 도심에 사는 어머니가 세종 시에 근무하는 딸의 급한 SOS를 받고 외손주 돌봐주러 아파트 옥상의 UAM 이착륙장에서 자가용화된 로봇항공기(SPAV, Smart Personal Air Vehicle)에 탑승한다. 물론 조종사가 없어 직접 조종화면에 행선지를 넣고 비행허가를 얻어 30분이내에 딸네 집 근처 이착륙장에 내린다. 마치 옆집 방문하는 듯하다.

요즈음, 도심항공교통으로 번역되는 UAM 체계가 언론의 관심을 받으며 일반인에게도 상당한 관심사로 등장하고 있다. UAM이 궁극적으로 발전해 나가면 조종사가 필요 없는 스마트 개인용항공기, SUAV가 현실화되고 우리는 공상과학 영화의 장면들처럼 살 수 있게 될 것이라는 시나리오이다.

서울대학교 김승조 명예교수가 김영환박사와 함께 350페이지에 달하는 “파괴적 혁신의 도심항공교통(UAM)”이라는 책을 출판했다. 나로호의 성공적인 발사를 이끌었던 김승조교수는 은퇴 후에도 우주항공 분야의 기술적 혁신에 관한 강연과 글을 써 오다가 이번에 UAM 기술에 관해 일반인들도 쉽게 이해할 수 있는 내용의 책을 내게 되었다.

이 책에서는 전 세계적으로 관심의 대상이 되고 있는 UAM용 항공기 개발현황을 심층적으로 다루고 있다. UAM용 항공기들의 유형은 활주로를 필요로 하지 않는 수직이착륙기이고, 일부는 활주로 시설이 있는 곳까지는 자동차기능으로 운행되고 비교적 짧은 활주 시설에서 항공기 모드가 되는 플라잉카(Flying Car) 형식도 있다. 이들 UAM 항공기들은 현재에는 조종사가 필요 한 형태로 개발이 되고 있고 이후 기술 진보에 따라 자율비행이 가능해지면 로봇 에어택시로 조종사 없이 운행될 수 있을 것으로 예상되고 있다. 그야말로 스마트 개인용항공기(SPAV, Smart Personal Air Vehicle)가 출현한다. 책은 많은 항공기 사진을 싣고 있으며 30페이지에 가까운 화보도 제공하고 있다. 최근의 UAM 항공기만이 아니라 간략한 항공기 개발 역사도 포함되었으며 UAM 기술의 기반이라고도 볼 수 있는 무인항공기, 즉 드론에 대해서도 기술하였으며 UAM 시스템 개발 관련한 대한민국의 준비태세와 나가야 할 방향도 짚어 보고 있다.

목차

여는글

제 1장 자율비행 가능한 개인용 항공기 (SMART PERSONAL AIR VEHICLE)

제 2장 항공기술의 발전과 현황
항공기술의 태동
세계1차대전과 항공기술발전
미국의 항공산업 태동
미국 항공산업의 발전
Lindbergh 효과
Boeing Aircraft Company
Douglass Aircraft Company
Lockheed
Northrop
유럽과 러시아의 항공산업 태동
영국의 항공산업 발전
프랑스 항공산업 태동과 발전 그리고 Airbus의 등장

제 3장 대한민국의 항공산업 발전
항공기술 여명기
군용항공기 개발과 전망
KT-1 개발
T/A-50 개발
미국 T-X사업 수주 실패
KUH-1 개발
LAH/LCH 개발
중대형 무인기 개발과 전망
KF-21 개발
민수용항공기 개발과 전망
무인기 개발과 전망
무인기의 발전 과정과 산업화
Parrot AR Drone
소형드론의 왕자 DJI
대한민국의 드론산업 진흥책과 세계적인 추세
한국정부의 드론산업 지원열풍
드론산업의 세계적 시장상황
드론 배송 기술
드론 기술은 SPAV로 가는 징검다리


제 4장 도심항공교통(UAM) 체계와 한국형, K-UAM
UAM 구성요소
UAM 비행체
K-UAM계획과 현안
K-UAM이 운영과 미래 발전 전망
K-UAM의 이착륙장 등 기반시설
K-UAM 국제공조


제 5장 도심항공교통(UAM) 기술의 발전현황 및 전망
도심항공교통(UAM) 구현으로 가는 길
플라잉카(Flying Car)의 역사
플라잉카의 현황
플라잉카의 장단점
민간 수직이착륙기의 선구자 Paul Moller
Moller M200G Neuera
Moller M400

제.6장 전동수직이착륙기(EVTOL)의 기술발전 현황과 전망
전동수직이착륙기(EVTOL)의 발전
eVTOL의 발전추세
eVTOL의 유형
전동헬리콥터
자이로다인
다중로터식 항공기
양력+추력 복합형 항공기 (L+C)
추력편향식 항공기
전세계의 eVTOL 개발동향
Joby Aviation
Lilium GmbH
현대자동차
Volocopter GmbH
Archer Aviation
Vertical Aerospace
Airbus
Overair
Wisk Aero
EHang Holdings, Ltd
Pipistrel
Opener
Bartini
Beta Technologies
Jaunt Air Mobility
Alaka’I Technologies Cooperation
Rolls Royce
Dufour Aerospace
Honda
EmbraerX
사이클로콥터의 기술적 특성
사이클로콥터란?
사이클로 블레이드 시스템
사이클로콥터 개발사
사이클로콥터 국내 현황
사이클로콥터 국외 현황
eVTOL에 요구되는 기술적 특성
수직이착륙 기술
분산추진기술
지속가능성
eVTOL의 안전성
eVTOL의 경제성
eVTOL의 정숙성

제 7장 SPAV로 가는길
배터리 기술의 제한
에너지 밀도의 제한
배터리 성능에 종속되는 항공기 성능
더 우수한 배터리 확보를 위한 노력
배터리의 안전문제
배터리의 발전에 따른 항공기 성능향상
저온조건에서의 배터리 성능저하
에너지 관리 장치의 중요성
안전성 및 신뢰성
UAM과 SPAV의 인증기술 확립
완전 자율 비행 항공기 , SPAV
위치 및 시간정보시스템
SPAV 구현을 위한 인공지능과 고속 정보시스템

작가정보

저자(글) 김승조

김승조 교수는 서울대학교를 졸업 후 과학기술 장교로서 국방과학연구소에 6년간 재직한 후 미국텍사스대학교에서 박사학위 취득 후 서울대학교에 교수로 부임, 교육과 연구에 매진하며 한국산업응용수학회, 한국복합재료학회, 한국항공우주학회 등 국내 저명 학회 회장을 역임했었고 미국항공우주학회 AIAA Fellow에도 선정되 었습니다. 2011년에는 연이은 나로호 발사 실패로 곤경에 빠진 한국항공우주 연구원에 3년간 부임하면서 2013년 1월 나로호 발사 성공, 아리랑 3, 5호 위 성의 성공적 발사 등을 이끌었습니다. 서울대학교를 은퇴한 후에는 더 큰 틀의 과학기술 전체를 바라보면서 공군 정책자문위원과 방위산업추진위원회 민간위 원으로도 활약하고 있으며 우주항공기술이 대한민국 미래의 먹거리가 될 것이 라는 신념으로 지속적으로 우주항공관련 강연 등을 통하여 우주항공기술의 중 요성을 역설하고 있고, 2017년부터는 Luxembourg 국가우주자문회의 위원으로 국제적인 활동도 이어가고 있습니다.

저자(글) 김영환

김영환 박사는 인하대학교 항공우주공학과에서 학부과정 을 마친 후, 동대학원에서 공기역학을 전공했으며, 졸업후 한국항공우주산업(KAI)에서 보잉 717 날개생산과 KTX-2(T-50)의 시제기 전방동체생산을 지원하는 엔지니어로 근무했었습니다. 그후 영국 Cranfield University 에서 공기역학을 전공했으며, Emirates Group의 Emirates Aviation University에서 10년간 부교수로 재직한 바 있습니다.그 후 귀국하여 항공안전기술원에서 항공기인증관련 직무를 수행했습니다.