UAM(도심 항공 모빌리티)이 앞으로 나아갈 길

UAM(도심항공모빌리티) 관련 블로그를 시작한 지 벌써 7탄, 마지막 시리즈가 되었다.

이번 시리즈에서는 전반적인 내용을 정리하고 앞으로 UAM이 나아가야 할 길에 대해 논의해 보겠습니다.

새로운 교통 시대의 문턱에 서 있는 지금, 도심 항공 모빌리티(UAM)라는 개념은 더 이상 먼 꿈이 아닙니다. 점차 구체화되고 있는 현실이며, 우리가 출퇴근하고 도시 환경과 상호 작용하는 방식에 혁신을 가져올 것입니다.

UAM의 등장

도시 교통의 혁명이 눈앞에 다가왔으며 하늘로 향하고 있습니다. 미래지향적으로 들릴 수 있는 도시 항공 모빌리티(UAM)는 생각보다 현실에 가까워지고 있습니다.

이 개념은 새로운 것은 아니지만 최근 기술과 인프라의 발전으로 그 잠재력을 최대한 발휘할 수 있게 되었습니다. 그렇다면 UAM이란 정확히 무엇이며 왜 우리가 관심을 가져야 할까요?

UAM의 정의

도심 항공 모빌리티(UAM)는 소형 택배 및 기타 도심 무인 항공기 시스템 서비스를 포함하여 도시 지역 내에서 항공 승객 및 화물 운송을 위한 시스템으로 정의됩니다. 간단히 말해서, 특히 혼잡한 도시 환경에서 사람과 화물을 안전하고 효율적으로 공중으로 이동시키는 것입니다.

UAM의 비전

UAM에서 NASA의 역할

우주 탐험의 대명사인 NASA는 UAM의 비전을 실현하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 현재 전통적인 항공 서비스가 제공되지 않거나 서비스가 부족한 지역 간에 사람과 화물을 이동하는 항공 메트로 운송 시스템을 개발하는 것이 목표입니다.

이 프로젝트는 도시 또는 농촌 지역의 반경 50마일 이내의 지역 임무와 수백 마일에 걸친 지역 내 임무를 대상으로 안전하고 지속 가능하며 접근성이 뛰어나고 경제적인 것을 목표로 합니다.

NASA에서 시작한 첨단 항공 모빌리티(AAM) 국가 캠페인은 AAM의 안전성에 대한 대중의 신뢰를 증진하기 위한 일련의 활동입니다.

이 캠페인은 잠재적인 차량 제조업체, 운영자 및 영공 서비스 제공업체에 업계 인사이트를 제공합니다. 이 캠페인은 UAM의 잠재력을 실현하기 위해 업계 파트너를 모으는 데 초점을 맞추고 있습니다.

UAM의 기반 기술

새로운 항공기 설계

UAM의 실현은 새로운 항공기 설계와 시스템 기술이라는 두 가지 요소에 달려 있습니다. 예상되는 새로운 항공기 설계 중 하나는 수직 이착륙(VTOL) 기능을 포함합니다.

분산 전기 추진(DEP)의 발전과 전기 수직이착륙기(eVTOL)의 개발 덕분에 이러한 운항은 더 자주, 더 많은 장소에서 활용될 수 있습니다. 미래에는 원격 조종사가 조종하는 완전 자율 항공 운송이 가능해질 수도 있습니다.

시스템 기술

도심 항공 모빌리티(UAM)를 뒷받침하는 시스템 기술은 자동화, 내비게이션, 제어 시스템, 통신 인프라와 같은 다양한 분야의 발전된 기술이 결합된 것입니다.

이러한 각 시스템은 UAM의 기능과 안전에 중요한 역할을 합니다.

자동화: 자동화 기술은 UAM의 핵심입니다. 자동화 기술을 통해 자율 비행이 가능하므로 항공기를 제어할 때 사람이 입력할 필요가 크게 줄어듭니다. 고급 비행 제어 알고리즘과 센서 융합 기술을 통해 항공기는 조종사의 개입 없이도 주변 환경을 감지하고 정보에 입각한 결정을 내리고 기동을 실행할 수 있습니다. 이 기술은 궁극적으로 완전 자율 운항을 가능하게 할 것이지만, 초기 UAM 구현에는 안전 및 규정 준수를 위해 원격 또는 기내 조종사가 탑승할 수 있습니다.
내비게이션: UAM 차량의 내비게이션 시스템은 GPS(위성 위치 확인 시스템) 데이터, 관성 내비게이션 시스템 및 기타 센서의 조합을 사용하여 차량의 위치와 비행경로를 결정합니다. 이는 계획된 경로를 유지하고 장애물을 피하는 데 매우 중요합니다. 또한 이러한 내비게이션 시스템은 광범위한 항공 교통 관리(ATM) 시스템의 일부로서 서로 상호 작용하고 지상 기반 시스템과 상호 작용하여 차량 간의 안전한 이격을 보장하고 도시 환경의 밀집된 항공 교통을 관리해야 합니다.
제어 시스템: UAM 차량은 일반적으로 안정적이고 효율적인 비행을 위해 첨단 비행 제어 시스템에 의존합니다. 복잡한 알고리즘과 실시간 센서 데이터를 기반으로 하는 이러한 제어 시스템은 이륙부터 착륙까지 차량 동작의 모든 측면을 관리합니다. 수직 이착륙(VTOL) 항공기의 경우, 제어 시스템은 호버링에서 전진 비행으로의 전환 또는 그 반대의 전환을 관리해야 합니다. 또한 제어 시스템은 비상 상황이나 시스템 장애에 대응하는 데 중요한 역할을 수행하여 안전성을 한층 더 높여줍니다.
통신 인프라: 견고하고 안정적인 통신 시스템은 UAM 운영에 필수적입니다. 이러한 시스템은 항공기와 지상 관제 센터 간(공대지), 다른 항공기 간(공대공), ATM 시스템과의 통신을 지원해야 합니다. 통신 시스템은 비행 명령, 원격 측정, 센서 데이터 등 광범위한 데이터를 전송하므로 지연 시간이 짧고 높은 데이터 속도를 처리할 수 있어야 합니다. 또한 잠재적인 사이버 위협으로부터 보호할 수 있도록 보안이 보장되어야 합니다.
항공 교통 관리(ATM): UAM이 도시 환경에서 원활하게 작동하려면 효율적이고 확장 가능한 항공 교통 관리 시스템이 필요합니다. 이 시스템은 수많은 항공기의 이동을 조정하고, 이착륙 슬롯을 관리하며, 차량 간 안전한 이격을 보장해야 합니다. 전 세계 여러 기관에서 U-space 또는 UTM(UAS 교통 관리)이라고도 하는 UAM 전용 ATM 시스템을 개발 중입니다. 이 시스템에는 동적 지오펜싱, 실시간 트래픽 경로 변경, 자동 충돌 해결과 같은 고급 기능이 통합될 것으로 예상됩니다.
전기 추진: UAM 차량은 전기 추진 기술의 발전을 활용하여 주로 전기로 구동될 것입니다. 전기 추진은 환경에 미치는 영향을 줄일 뿐만 아니라 도심 운행에 있어 중요한 고려 사항인 저소음 운행을 가능하게 합니다. 하지만 UAM에 전기 추진 방식을 널리 사용하려면 에너지 밀도, 충전 속도, 안전성을 개선하는 등 배터리 기술의 발전도 필요합니다.

UAM을 성공적으로 구현하려면 이러한 기술이 안전하고 효율적이며 안정적인 운영을 보장하는 방식으로 통합되어야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 이러한 기술은 규제 표준을 준수해야 하며, 그중 상당수는 아직 UAM 부문을 위해 특별히 개발되고 있습니다.

UAM의 약속

도심 항공 모빌리티(UAM)는 도시를 이동하는 방식을 변화시켜 지속적인 도시 혼잡 문제에 대한 실행 가능한 해결책을 제시할 것입니다. 흔히 '제3의 차원'이라고 불리는 도시 상공의 영공을 활용하여 사람과 물품을 운송하고 이동 시간을 단축하며 도시 교통 시스템의 전반적인 효율성을 향상시키는 새로운 방법을 제시하는 UAM. 이 혁신적인 접근 방식은 통근 패턴을 재편하고 전례 없는 연결성을 제공함으로써 도시 생활에 혁명을 일으킬 잠재력을 가지고 있습니다.

도시 혼잡 문제 해결

전 세계 도시 인구가 지속적으로 증가함에 따라 도로 혼잡은 생산성, 환경, 삶의 질에 영향을 미치는 중대한 과제가 되었습니다. UAM은 도로 교통을 우회하는 더 빠른 대체 교통수단을 제공함으로써 이러한 문제를 완화할 수 있습니다.

이동 시간 단축

UAM의 주요 이점 중 하나는 이동 시간을 크게 단축할 수 있다는 점입니다. UAM 차량은 도시 상공의 영공을 활용함으로써 고정된 도로망을 따라갈 필요 없이 목적지까지 직접 이동할 수 있습니다. 이를 통해 긴 출퇴근 시간을 빠르고 효율적인 여정으로 전환하여 도시 거주자의 소중한 시간을 절약할 수 있습니다.

교통 효율성 향상

UAM은 이동 시간을 단축하는 것 외에도 도시 교통의 전반적인 효율성을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 새로운 이동성 계층을 제공함으로써 기존 교통 네트워크를 보완하여 도시 인프라를 보다 균형 있고 효율적으로 사용할 수 있습니다. 또한 UAM에서 전기 구동 차량을 사용하면 더 깨끗하고 조용하며 지속 가능한 도시를 만드는 데 기여할 수 있습니다.

연결성 향상

UAM은 또한 도시 내 및 도시 간 연결성을 향상시킬 수 있습니다. UAM은 자연 및 인공 장벽을 쉽게 통과할 수 있는 빠른 이동 수단을 제공함으로써 사람들의 이동을 용이하게 하고 일자리, 서비스, 여가 기회에 대한 접근성을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 연결성 향상은 경제 성장, 사회적 포용, 더욱 활기찬 도시 생활을 촉진할 수 있습니다.

UAM을 주도하는 기술

UAM의 기반이 되는 기술은 전기 수직 이착륙(eVTOL) 항공기를 중심으로 빠르게 발전하고 있습니다. 이 항공기는 헬리콥터와 비행기의 기능을 결합하여 효율적인 도시 교통에 필요한 다목적성을 제공합니다.

eVTOL 항공기: 도심 항공 모빌리티의 미래

eVTOL 항공기는 UAM의 핵심입니다. 이 비행체는 헬리콥터처럼 수직으로 이착륙할 수 있지만, 일단 이륙하면 비행기처럼 비행할 수 있습니다. 이러한 독특한 기능의 조합 덕분에 공간이 협소하고 유연성이 중요한 도심 환경을 탐색하는 데 적합합니다.

조용하고 효율적이며 환경 친화적

도시 환경을 염두에 두고 설계된 eVTOL은 조용하고 효율적이며 환경 친화적으로 제작되었습니다. 전기 추진 시스템으로 소음이 작기 때문에 번잡한 도심 환경에서 큰 이점을 누릴 수 있습니다. 또한 수직 이착륙이 가능하기 때문에 활주로가 필요하지 않아 좁은 도심 공간에서도 운항할 수 있습니다.

전기 추진의 역할

전기 추진은 eVTOL 항공기의 핵심 기능으로, 효율성과 환경 친화성에 기여합니다. 화석 연료에 의존하는 기존 항공기와 달리 전기 동력을 사용하기 때문에 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있습니다. 이러한 특성은 지속 가능성 및 환경 영향 감소에 대한 전 세계적인 강조와 맞닿아 있습니다.

자율성과 eVTOL 항공기

현재의 eVTOL 설계에는 파일럿이 있는 경우가 많지만, 많은 개발자가 궁극적으로 추구하는 목표는 완전한 자율성입니다. 자율 시스템은 최적의 경로를 비행하고 인간 조종사보다 더 효율적으로 동력을 사용하도록 프로그래밍할 수 있기 때문에 자율 운항은 안전성을 높이고 운영 효율성을 높이며 소음을 더욱 줄일 수 있습니다.

UAM에서 자율성의 역할

자율성은 UAM의 개발과 구현에 있어 기본 요소입니다. 자율 비행 기술과 첨단 항공 교통 관리 시스템의 결합은 UAM 차량이 혼잡한 도심 공역 내에서 안전하고 효율적으로 운항할 수 있도록 보장합니다.

자율성을 통한 시스템 용량 증대

UAM에 자율 기술을 사용하면 시스템 용량을 크게 늘릴 수 있습니다. 자율주행 차량은 정밀한 내비게이션이 가능하고 주변 환경 변화에 빠르게 대응할 수 있습니다. 즉, 조종 차량보다 더 가까운 간격으로 안전하게 운행할 수 있어 주어진 공역 내에서 처리할 수 있는 교통량을 효과적으로 늘릴 수 있습니다.

운영 비용 절감

자율 운항은 UAM과 관련된 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 사람이 조종할 필요가 없으므로 교육, 급여, 보험과 관련된 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 자율주행 차량은 잠재적으로 더 효율적으로 운행할 수 있어 에너지 비용을 절감할 수 있습니다.

자율성과 안전

안전은 UAM 개발의 주요 관심사이며, 자율주행 기술은 이를 보장하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 자율 시스템은 엄격한 안전 프로토콜을 따르도록 프로그래밍할 수 있으며, 잠재적 위험에 대해 인간 조종사보다 빠르게 대응할 수 있습니다. 따라서 UAM 차량에 자율 기술을 통합하면 운행의 안전성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

UAM의 응용 분야 확대

자율 기술을 사용하면 UAM의 활용 범위도 넓어질 수 있습니다. 조종사 없이도 안전하고 효율적으로 운행할 수 있는 UAM 차량은 수색 및 구조 임무나 긴급 물품 배송과 같이 사람이 조종하기에는 너무 위험하거나 비용이 많이 드는 다양한 작업에 사용될 수 있습니다.

UAM의 미래

시장 예측

ResearchAndMarkets.com의 보고서에 따르면 도심 항공 모빌리티 시장은 2028년까지 실행 가능한 시장이 될 것으로 예측됩니다. 심지어 지하철이나 버스와 같은 표준 대중교통 옵션을 대체할 수도 있습니다. 이 보고서는 또한 유럽이 도심 항공 모빌리티 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역이며, 2030년까지 전 세계 도심 항공 모빌리티 시장 규모가 79억 달러에 달할 것으로 예상하고 있습니다.

UAM의 미래 환경

앞으로 몇 가지 트렌드가 UAM의 미래 환경을 형성할 것으로 예상할 수 있습니다. 여기에는 혁신적인 비즈니스 모델의 등장, 기존 교통망에 UAM의 통합, UAM 서비스의 안전하고 효율적인 기능을 보장하기 위한 새로운 규제 프레임워크의 확립 등이 포함됩니다.

새로운 비즈니스 모델의 출현

UAM의 출현은 새로운 비즈니스 모델 개발에 박차를 가할 것입니다. 예를 들어, 승객이 기존의 지상 택시나 차량 공유 서비스처럼 온디맨드 방식으로 항공편을 예약할 수 있는 에어택시 서비스가 등장할 수 있습니다. 또한 상용고객이 월별 요금을 지불하고 UAM 서비스를 무제한으로 이용할 수 있는 구독 모델이 도입될 수도 있습니다.

기존 교통 네트워크와의 통합

또 다른 주요 트렌드는 UAM을 기존 교통 인프라에 통합하는 것입니다. UAM은 현재의 교통수단을 대체하는 것이 아니라 보완하는 방향으로 발전할 것입니다. 수직이착륙 비행기의 공항에 해당하는 버티포트는 기차, 버스 및 기타 지상 교통수단과의 원활한 연결을 제공하기 위해 환승 허브 근처에 전략적으로 위치할 수 있습니다.

규제 프레임워크 개발

규제 프레임워크의 확립은 UAM의 미래에 중요한 요소가 될 것입니다. 규제 당국은 안전을 보장하고, 도시 상공의 교통을 관리하며, 소음과 프라이버시 문제를 해결하기 위한 규칙을 만들어야 할 것입니다. 이는 UAM 차량이 여러 관할권에서 운행될 수 있기 때문에 국제적인 협력이 필요한 복잡한 작업입니다.

인증 및 표준

규제 프레임워크의 발전에 따라 UAM 차량과 운영자를 위한 인증 프로세스를 구축해야 합니다. 산업 표준 역시 다양한 시스템과 차량 간의 안전과 상호 운용성을 보장하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

UAM의 비즈니스

UAM 분야가 발전함에 따라 다양한 혁신적 비즈니스 모델이 탄생할 것으로 예상됩니다. 항공 택시 서비스 및 화물 운송부터 응급 의료 서비스 및 인프라 점검에 이르기까지 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. UAM 분야의 기회는 무궁무진하며, 이러한 기회를 효과적으로 파악하고 포착할 수 있는 기업은 이 신흥 시장에서 성공할 준비가 되어 있습니다.

에어택시 서비스

UAM 분야에서 가장 유망한 비즈니스 모델 중 하나는 항공 택시 서비스입니다. 이 서비스는 도심 지역 안팎에서 승객에게 빠르고 효율적인 교통편을 제공할 수 있는 eVTOL 항공기를 사용합니다. 고객은 현재 차량 공유 차량을 호출하는 방식과 유사하게 온디맨드 방식으로 항공편을 예약할 수 있어 지상 교통수단에 대한 편리하고 시간을 절약할 수 있는 대안을 제공할 수 있습니다.

화물 배송

화물 배송은 UAM 분야에서 또 다른 중요한 기회입니다. 드론과 eVTOL 항공기는 지상 기반 배송 방법과 관련된 혼잡과 지연을 피하면서 도시 전역에서 신속하고 효율적으로 화물을 운송하는 데 사용될 수 있습니다. 이는 특히 의료용품이나 부패하기 쉬운 상품과 같이 시간에 민감한 배송에 유용할 수 있습니다.

응급 의료 서비스

UAM은 응급 의료 서비스에도 잠재적으로 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 드론은 응급 상황에서 외딴곳이나 접근하기 어려운 지역으로 의료품을 배송하는 데 사용될 수 있습니다. 마찬가지로, 환자를 병원으로 신속하게 이송하는 데 eVTOL 항공기를 사용하여 위급한 상황에서 잠재적으로 생명을 구할 수 있습니다.

인프라 검사

인프라 점검은 UAM이 상당한 이점을 제공할 수 있는 또 다른 분야입니다. 카메라나 센서가 장착된 드론은 건물, 교량, 전력선 및 기타 인프라를 검사하는 데 사용되어 기존의 검사 방법보다 더 안전하고 효율적인 대안을 제공할 수 있습니다.

UAM의 통합

UAM을 기존 교통 네트워크에 성공적으로 통합하는 것이 성공의 중요한 결정 요인이 될 것입니다. 이를 위해서는 버티포트와 같은 새로운 인프라를 개발하고 UAM과 다른 교통수단의 안전하고 효율적인 공존을 보장하기 위한 새로운 운영 절차를 수립해야 합니다.

UAM을 위한 인프라 개발

UAM을 기존 교통망에 통합하기 위한 첫 번째 단계는 필요한 인프라를 개발하는 것입니다. 여기에는 기본적으로 수직이착륙 항공기를 위한 공항인 버티포트의 건설이 포함됩니다. 이러한 버티포트는 대중이 쉽게 접근할 수 있도록 도시 전역에 전략적으로 배치되어야 합니다. 또한 전기 항공기용 충전소 및 유지보수 시설과 같은 eVTOL 항공기의 고유한 요구 사항을 처리하는 데 필요한 시설을 갖추어야 합니다.

UAM을 위한 운영 절차 수립

인프라 외에도 UAM 서비스의 안전하고 효율적인 운영을 위해 운영 절차를 수립해야 합니다. 여기에는 UAM이 가져올 항공 교통량 증가를 처리할 수 있는 항공 교통 관리 시스템 개발이 포함됩니다. 이러한 시스템은 많은 수의 eVTOL 항공기의 움직임을 조정하여 다른 항공기 및 도시 환경의 장애물과 함께 안전하게 운항할 수 있도록 해야 합니다.

다른 교통수단과의 공존

마지막으로 UAM은 다른 교통수단과 공존해야 합니다. 즉, UAM 서비스가 버스나 기차 등 다른 형태의 대중교통과 통합되어 사용자에게 원활한 교통 경험을 제공해야 합니다. 이를 위해서는 다양한 운송 제공업체 간의 협력과 승객이 여러 교통수단 간에 쉽게 환승할 수 있는 복합 교통 허브의 개발이 필요합니다.

UAM을 기존 교통 네트워크에 통합하는 것은 상당한 계획과 조정이 필요한 복잡한 작업입니다. 하지만 적절한 인프라와 운영 절차가 마련된다면 UAM은 도시 교통을 혁신하여 빠르고 효율적이며 환경 친화적인 도시 이동 방법을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

UAM의 규제

UAM 서비스의 안전하고 효율적인 운영을 위해서는 새로운 규제 프레임워크의 개발이 필수적입니다. 규제 당국은 항공 교통 관리 및 차량 인증부터 개인정보 보호 및 소음 문제에 이르기까지 다양한 문제를 해결해야 합니다. 이는 복잡하고 까다로운 작업이지만 UAM의 성공을 위해 반드시 필요합니다.

항공 교통 관리

UAM의 주요 규제 문제 중 하나는 항공 교통 관리입니다. 도심 영공에 상당수의 eVTOL 항공기가 도입됨에 따라 기존 항공 교통 관리 시스템을 조정하거나 완전히 재구상해야 할 것입니다. 규제 당국은 항공기 간 안전거리를 확보하고 수직 공항에서의 이착륙을 조정하는 등 증가하는 항공 교통량을 처리할 수 있는 시스템을 개발해야 합니다.

차량 인증

또 다른 중요한 규제 이슈는 차량 인증입니다. UAM에 사용되는 eVTOL 항공기는 상업용 항공기에 적용되는 것과 유사한 엄격한 안전 기준을 충족해야 합니다. 규제 당국은 기체, 추진 시스템, 온보드 소프트웨어 등 새로운 항공기 설계의 안전성과 신뢰성을 평가하는 인증 프로세스를 구축해야 합니다.

개인정보 보호 문제

UAM 서비스가 현실화됨에 따라 개인정보 보호 문제도 해결해야 할 것입니다. eVTOL 항공기의 광범위한 사용은 잠재적으로 감시 및 데이터 프라이버시와 관련된 문제로 이어질 수 있습니다. 규제 당국은 데이터 수집 및 사용에 대한 가이드라인을 수립하여 개인의 프라이버시 권리가 존중되도록 해야 합니다.

소음 규제

소음은 UAM의 또 다른 중요한 관심사입니다. eVTOL 항공기는 기존 헬리콥터보다 조용하도록 설계되었지만 여전히 어느 정도의 소음을 발생시킵니다. 규제 당국은 도심 항공 운송의 필요성과 도시 환경에서 합리적인 수준의 소음을 유지하고자 하는 요구 사이에서 균형을 유지하면서 UAM 운영에 대한 소음 기준을 개발해야 합니다.

UAM에 대한 규제는 복잡하지만 반드시 필요한 작업입니다. 규제 당국은 이러한 문제를 선제적으로 해결함으로써 UAM이 안전하고 효율적이며 개인과 커뮤니티의 권리를 존중하는 방식으로 발전하도록 도울 수 있습니다.