도심항공교통(Urban Air Mobility: UAM)

도심항공교통(Urban Air Mobility: UAM)은 친환경 자동차, 자율자동차 등과 함께 떠오른 미래 주요 교통수단 중 하나로써, 도심 내 활용이 가능한 친환경 전기동력 수직이착륙기(electric Vertical Take-off and Landing: eVTOL) 등을 이용하여 승객이나 화물 운송 등을 목적으로 타 교통수단과 연계되어 운용되는 새로운 항공 교통체계이다.

[ UAM 예시 ]

전 세계적으로 진행되고 있는 도시 인구 증가와 대도시화, 이로 인해 발생하는 도로교통 혼잡 문제와 환경 문제 등을 해결할 미래 교통수단으로 대도시권의 지상 교통난 해소에 기여할 수 있는 유력한 차세대 모빌리티(Mobility)로 주목받고 있다.

국제연합(UN)에 따르면, 전 세계 도시화율(도시 거주 인구 비중)이 2018년 55.3%에서 2035년 62.5%, 2050년 68%에 이를 것으로 전망하고 있다. 2019년 기준, 국내 도시화율은 91%로 이미 포화 상태로, 수도권 인구 밀집도는 전 세계 5위에 이른다. 이처럼 도시에 몰리는 인구는 해당 지역의 여러 교통 및 이동 문제를 야기해 대체 교통수단을 찾아야만 한다.

이 때문에 UAM에서 활용하는 기체는 마치 드론을 크게 만든 듯한, 전기동력 수직이착륙 항공기(electric Vertical Take Off & Landing, 이하 eVTOL)가 대부분이다. 활주로 없이 수직이착륙할 수 있으며, 기존 비행기와 헬리콥터 대비 소음도 적다. 또한, 전기를 동력으로 사용해 탄소 배출 등 여러 측면에서 친환경적인 특징을 지니고 있으며, 미국‧유럽 등을 중심으로 ‘23~’25년 사이에 처음 상용서비스가 시작될 것으로 전망된다.

한국형 도심항공교통(K-UAM)을 상용화하고 운영하기 위해 국토교통부는 『한국형 도심항공교통(K-UAM) 운용개념서 1.0』(이하 “운용개념서”)을 ‘공식 발간하였으며, 운영개념서에 담긴 주요 내용으로는 단계별 운용전략, 운영관리 등이 제시되고 있다.


1. 단계별 운용전략

K-UAM 상용운용은 초기(‘25~’29), 성장기(‘30~’34), 성숙기(‘35~)로 3단계 발전 전략을 가진다.
단계별로 가장 눈에 띄는 운용상의 차이점은 기내에 기장이 직접 탑승해서 조종하는지(초기), 아니면 원격조종(성장기)이나 자율비행(성숙기) 방식으로 비행하는지 여부이며, 성장기에도 비상시 승객 안전을 우선시하여 기내에 안전관리자가 탑승하는 방식을 고려하고 있다.

K-UAM 단계별 발전에 따른 주요 지표

항목	초기(2025년～)	성장기(2030년~)	성숙기(2035년~)
기장 운용	기내 탑승‧조종(On Board)	원격조종(Remote) 도입	자율비행(Autonomous) 도입
교통관리체계	‘UAM 교통관리서비스 제공자’ 역할 단계적 확대, ‘항공교통관제사’ 참여 단계적 축소
교통관리 자동화 수준	자동화 도입	자동화 주도 및 인적 감시	완전자동화 주도
회랑운영방식	고정형 회랑 (Fixed Corridor)	고정형 회랑망 (Fixed Corridor Network)	동적 회랑망 (Dynamic Corridor Network)
항공통신망	상용이동통신(4G‧5G), 항공음성통신	상용이동통신(5G‧6G), 저궤도위성통신, 무인항공기용 데이터통신링크(C2 LINK) 등
항법시스템	정밀위성항법	정밀위성항법 영상기반 상대항법	복합상대항법
버티포트 입지 및 형태	수도권 중심 버티포트	수도권 및 광역권 중심 버티포트	전국 확대

2. 운영관리

① 이해관계자
UAM이 상용화되려면 새로운 산업생태계 구축이 필요하다. 전통적인 항공산업과 달리 활주로 없이 도심의 교통 요지에 위치한 버티포트(Vertiport, UAM 이착륙장)를 환승센터, 터미널 또는 버스정류장처럼 활용해서 비행해야 한다.
친환경 저소음 기술의 발달로 도심 저고도 공역(300~600m)을 운항하게 되며, UAM과 운항 경로가 겹치는 헬기는 고도 300m 이하에서 비행해야 한다.
또한, 그동안 국가가 전담하던 공항시설 운영과 항공교통관제 서비스 대신, 혼잡한 도심 거점 또는 저고도 공역을 기반으로 서비스를 제공하는 버티포트 운영 및 UAM 교통관리 업무가 새롭게 도입된다.
민간도 버티포트 운영자와 UAM 교통관리 서비스 제공자*(이하 “교통관리자”)로 참여할 수 있게 되며, 이들은 UAM 운항자(UAM 항공사)와 함께 산업생태계를 이루는 중심축으로 기능하게 된다.
* 제공자(Provider of Service for UAM, PSU) UAM 회랑을 중심으로 운항 안전 정보 공유, 교통흐름 관리, 비행계획 승인 및 항로 이탈 관리 서비스 등 제공

② UAM 전용 회랑
회랑(回廊, Corridor)은 UAM 전용 하늘길로써 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. 성숙기에는 비행계획에 따라 만들어지고 없어지면서 시시각각 변화하는 동적 회랑망(Dynamic Corridor Network)으로 진화한다. UAM 회랑은 기존 항공기 공역과 분리되며 여기서는 국가의 항공교통관제 대신 UAM 교통관리 서비스를 받게 된다.

③ UAM 교통관리
UAM 회랑은 교통관리자가 관리한다. 초기부터 휴대전화에 쓰이는 상용이동통신을 활용하여 운영하게 된다.
초기에는 기장과 교통관리자, 또는 항공교통관제사 사이에 음성 기반 무선통신(VHF/UHF)도 사용되지만, 점차 고도화된 디지털 통신체계로 대체된다. 회랑은 지상에서 300~600m 사이에 설정된다. 소형 드론에 비해 최소 150m 이상 더 높이 만들어지며, 이를 관리하는 K-드론 시스템과는 별개로 신설되는 UAM 교통 관리체계(UAM Traffic Management, UATM)를 이용하게 된다.

[ 초기 K-UAM 운영개념도 ]

국토교통부는 `25년 UAM 상용화를 앞두고 `21년 11월 11일에 김포공항에서 종합 실증 행사를 진행하여 UAM 최초 상용서비스가 도입될 공항 환경에 한국형 운용 개념(ConOps*)을 적용하고 검증하는 자리였다.
* (ConOps) Concept of Operations의 약자. 조직에서 정책, 사업 목표, 전략 등을 분석하여 해당 과업을 어떻게 운용할지를 명시한 대략적인 계획

특히, 국내․국제선 중심의 항공교통 관리체계에 UAM 시연 기체의 실시간 비행 정보를 연계․모니터링하는 등 공항 환경에서 기존 항공교통과 UAM이 조화롭게 공존할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 실증에서와 같은 운용 개념이 적용되면 공항을 이용하는 UAM 승객은 다음과 같은 흐름(예시)으로 서비스를 제공받게 된다.

[ K-UAM 서비스 흐름 ]

이후 `23년 8월 21일에 한국형 도심항공교통(한국형 도심항공교통(K-UAM)) 실증사업 1단계를 착수한다고 밝혔다.
1단계 실증은 전라남도 고흥에 위치한 국가종합 비행 성능시험장 진행하며, 크게 ‘연구개발(R&D) 단일 분야’와 ‘통합 운용 분야’로 구분해 추진한다.

주요 실증범위는 ‘버티포트 운영 및 UAM 교통관리 서비스의 하드웨어와 소프트웨어 안전성 통합점검’, ‘통신, 항법, 감시, 정보 공유·교환을 통한 이해관계자간 역할’, ‘악천후, 기기고장 등 상황별 비정상 상황에 대비한 대응계획’ 등이다.

또한 이번 `23년 9월 13일에 2단계 수도권 실증 노선(아라뱃길·한강·탄천)이 담긴 도심항공교통(UAM) 전용 항공지도를 출시하여 실증사업에 본격 활용될 것으로 기대된다.

[ K-UAM 종합 실증(그랜드 챌린지) 단계적 계획 ]

[ 도심항공교통(UAM) 수도권 실증노선 항공지도 ]

이처럼 먼 미래 얘기 같았던 하늘을 나는 교통수단 K-UAM은 `25년 상용화 목표를 위해 체계적으로 준비되어 코앞으로 다가오고 있음을 알 수 있었다. 또한 약 2년 후에는 이에 맞는 도시계획, GIS, 스마트도시 등 다양한 도시생태계가 갖춰질 것으로 예상되므로 UAM이라는 서비스에 대해 주목해 볼 필요가 있다는 생각이 든다.