• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.716-723
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• 2023

최근 보다 혁신적인 모빌리티 산업의 패러다임을 변화시키기 위해 도심항공교통 (UAM; urban air mobility) 도입에 관한 논의가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 한국형 UAM의 성공을 위해 공역, 버티포트, 항법, 통신 등과 관련된 연구는 관련 연구기관 주도하에 활발히 이루어지고 있으나, UAM 운항사의 운항 관리 개념 정립, 통제절차 개념 수립 등에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. UAM의 상용화를 위해서는 복수의 UAM 운항자의 개별 시스템 개발의 기준이 될 수 있는 표준화된 운항 관리 개념 정립이 필요한 시점이다. 이에 본 논문에서는 UAM 특별법 미적용 사항을 살펴본 후 이로부터 운항사가 준비해야 할 사항과 기존 민항기 및 회전익 항공기의 관련 규정에 대해서 분석하고, 국내 저밀도 운항 관리 및 통제절차 개념 수립을 위한 적합한 방안을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 초기 저밀도 환경에서의 UAM 운항 관리 및 통제절차 개념 수립 방안을 착안하여 추후 시범 운영 및 UAM 대중화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.21-26
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• 2024

도심항공교통(UAM; urban air mobility)은 교통 혼잡이 증가하는 도시 지역에서 교통수단의 대안으로 주목받고 있다. 사람 중심의 서비스인 기존 항공교통업무 방법으로는 복잡한 UAM 운용환경을 관리하기는 어려울 것으로 판단된다. 따라서 UAM 항공교통관리 (UATM; UAM traffic management)를 위한 첨단 정보처리 기반 교통관리시스템이 필요하다. 체계적인 UATM 환경 구축을 위해서는 공역관리가 필수적이다. 특히 UAM 항공기가 안전하게 운항할 수 있는 배타적 회랑을 구축하면 최저비행고도 규정을 위반하지 않고도 UAM 항공기를 운항할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 UAM 운용을 위한 회랑의 횡단규격을 설정하기 위해 UAM과 유사한 규모의 헬리콥터를 이용하여 실증분석을 수행하였다. 연구 결과는 UAM 회랑 설계 시 지침으로 활용되기를 기대한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.163-171
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• 2024

기존 항공교통관리 (ATM; air traffic management) 체계에서는 항공기 위치 및 세부 운항 정보와 함께 항공기 운항의 안전성을 보장하기 위하여 다양한 형태의 안전 경고 기능을 항적 정보를 기반으로 함께 제공한다. 도심항공교통(UAM; urban air mobility)을 대상으로 한 도심항공교통관리(UATM; urban air traffic management) 체계에서도 UAM 운항의 안전성을 보장하기 위한 안전 경고 기능이 제공되어야 한다. UAM의 운항 환경을 고려하였을 때 기존 ATM 체계에서 준용하는 수준과 동등한 또는 더 높은 수준의 안전 경고 기능이 제공되어야 한다. 본 연구는 UAM 도입 및 상용화 단계에 앞서 기존 ATM 체계에서 제공하는 안전 경고 기능과 다른 새로운 UATM 체계의 안전 경고 기능을 제시하고자 한다. UAM의 경로 이탈 발생 시 제공되어야 하는 안전 경고 기능을 중심으로 연구를 진행하였으며 접근 단계에서 적용되는 APM (approach path monitor) 및 순항 단계에서 적용되는 RAM (route adherence monitoring) 두 가지 부분으로 나누어 안전 경고 기능 구축을 진행하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.313-324
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• 2017

현재 우리나라 뿐만 아니라 전 세계의 많은 나라들이 사회적 손실을 발생시키는 교통체증 증가로 인한 심각한 사회문제에 직면하고 있다. 따라서 현존하지 않은 새로운 교통수단에 대한 요구가 증가하고 있다. 이로 인해 세계 여러 기업에서는 미래형 개인항공기(PAV; personal air vehicle)를 활용한 정기 운항이 아닌 고객 요구 시 운항하는 공유형 항공 이동수단(ODM; on demand mobility)을 통해 이 문제를 해결하고자 한다. 본 연구는 미항공우주국, 우버사 및 에어버스사에서 진행하고 있는 공유형 항공 이동수단 프로젝트의 현재 연구동향을 분석하였다. 또한 이러한 공유형 항공 이동수단을 우리나라에 적용하였을 때의 효과에 대해 연구하였다. 수도권을 중심으로 3개의 출퇴근 경로를 정하여 공유형 항공 이동수단 이용 시 효과에 대해 연구를 수행하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.201-209
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• 2024

본 논문은 운항사 시각에서 접근한 저밀도 도심항공교통(UAM) 운항통제 운영 개념 연구를 다루고 있다. 인구수 천만 이상의 메가시티의 증가와 이로 인한 지상교통 혼잡, 환경 오염, 미래 도시 인프라의 공급과 수요 문제 등 사회적인 문제가 이슈됨에 따라, 도시 내 교통 혼잡의 중요한 해결책으로 UAM이 전세계적으로 큰 관심을 받고 있다. UAM은 친환경적인 전기 수직 이착륙(eVTOL) 기술을 탑재하며, 도심 내외 주요 지점 간의 이동 서비스를 제공하는 차세대 교통 시스템으로 정의된다. UAM 시장은 초기 실용화 단계에서부터 성장기를 거쳐, 성숙기 자동화 단계까지 저밀도에서 고밀도 환경으로 점차 성숙해감에따라, 안전한 UAM 운영을 위해서는 성장 단계별 UAM 운항 통제에 대한 새로운 개념과 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 UAM 시장 초기인 저밀도 운영환경 에서의 운영 제어 개념, 중요 인프라, 운영 시나리오 등을 운항사 시각에서 살펴보며, UAM 운항 초기 단계인 저밀도 환경내에서 UAM 운항통제 운용개념을 분석하여 UAM의 안전하고 효율적인 운항에 기여하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.472-479
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• 2024

세계 전체인구의 절반이 도시에 거주하고 있고, 지속적인 도시화가 진행되고 있으며 2050년 경에는 도시인구가 전체 인구의 2/3를 초과할 것으로 예상하고 있다. 이러한 현상을 해소하기 위해 우리나라 정부에서는 새로운 도심 항공 모빌리티(UAM; urban air mobility) 산업 생태계 구축에 심혈을 기울이고 있다. 항공사 또한 UAM 산업 생태계에 속해 있으며 안전운항, 승객의 안전, 기재 운영 효율성, 정시성 등의 효율성 제고에 대한 준비를 하고 있다. 본 연구는 2019년부터 2023년까지 대한항공의 김포발 제주행 노선의 일일 승객 수에 대한 시계열 데이터를 활용하여 수요 예측을 수행한다. 이를 위해 SARIMA, Prophet, CatBoost, Random Forest와 같은 통계적 및 기계 학습 모델을 적용한다. 다양한 모델을 통해 승객 수요 패턴을 효과적으로 포착할 수 있는 방법을 평가하였고, 머신러닝 기반의 Random Forest 모델이 가장 뛰어난 예측 결과를 나타냈다. 연구 결과는 항공 산업에서 정확한 수요 예측을 위한 최적의 모델을 제시하여 운영 계획 및 자원 할당에 필요한 기초정보를 제공할 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.330-336
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• 2023

급격한 도시화는 전 세계적으로 도시화가 빠르게 진행되면서 교통 혼잡 및 환경오염, 소음 공해 등의 도시문제가 대두하고 있으며, 이러한 도시 집중화 현상으로 시간 낭비와 이로 인한 경제적 손실이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위한 도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility)는 3차원 미래형 도시 교통수단으로, 도로·철도·개인교통수단과 연계한(Seamless) 교통서비스(MaaS; Mobility as a Service)로 스마트시티의 중요한 교통축으로 자리 잡을 전망이다. 그러나 2023년 7월 현재, UAM 운용을 위한 공역체계, 버티포트 설계, 항법, 통신 등과 관련된 연구는 활발히 이루어지고 있으나, 조종사 교육·훈련에 대한 개념 정립, 교육·훈련 프로그램에 대한 연구는 거의 이루어지고 있지 않은 것이 현실이다. 이에 본 논문에서는 미국과 유럽의 수직이·착륙(VTOL) 조종사 교육·훈련 프로그램을 SWOT 분석 방법을 통해, 국내 조종사 양성체계에 적합한 방안을 제시하고자 한다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.27-38
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• 2022

Urban air mobility (UAM) has recently attracted lots of attention as a solution to urban centralization and global warming. Electric vertical take-off and landing (eVTOL) is a concept that emerges as one of the promising and clean technologies for UAM. There are two difficult challenges for eVTOL aircraft to solve. One is how to improve the weight efficiency of aircraft, and the other is how to complete long-range missions for UAM's flight scenarios. To approach these challenges, we propose a consolidated concept design of battery-fuel cell hybrid tiltrotor aircraft with a liquid hydrogen (LH₂) fuel tank. The efficiency of a battery-fuel cell hybrid powertrain system on the designed eVTOL aircraft is compared to that of a battery-only powertrain system. This paper shows how much payload can increase and the flight scenario can be improved by hybridizing the battery and fuel cell and presenting a detailed concept of a cryogenic storage tank for LH₂.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.481-487
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• 2023

최근 UAM(Urban Air Mobility)에 대한 관심이 도시의 교통 혼잡과 대기오염 문제 해결 방안으로 급증하고 있다. 하지만 UAM의 효율적인 운영을 위해서는 3D Point Cloud 데이터의 정확한 처리가 필요하며, 특히 지면과 객체를 분리하는 문제가 중요하다. 본 논문은 UAM 환경의 동적이고 복잡한 특성을 고려하여 지면과 객체를 효과적으로 분리하는 방법을 제안하고 검증한다. 우리의 접근 방식은 MEMS 센서로부터 얻은 자세 정보와 RANSAC을 이용한 지면 평면 추정을 결합하여, GPS 오차에 크게 영향 받지 않는 지면/객체 분리를 가능하게 한다. 시뮬레이션 결과는 이 방법이 UAM 환경에서 효과적으로 작동함을 보여주며, 도심 항공 모빌리티의 안전성과 효율성을 향상시키는 중요한 단계를 제시한다. 향후 연구는 이 알고리즘의 정확성을 높이고 다양한 UAM 환경에서 성능을 평가하며, 실제 드론 테스트를 진행할 예정이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.420-427
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• 2024

본 연구는 도심항공모빌리티(UAM; urban air mobility)의 안전하고 효율적인 운항을 위해 SWIM (system wide information management) 기술 기반의 전략적 비행계획 관리를 위한 FF-ICE (flight and flow - information for a collaborative environment)의 활용 및 구현 방안을 제안한다. SWIM은 항공 교통 데이터의 표준화된 인프라로, 다양한 이해관계자 간의 원활한 정보 교환을 가능하게 한다. FF-ICE는 SWIM 내에서의 비행 계획 관련 정보를 공유하기 위해 ICAO (International Civil Aviation Organization)에서 제시한 개념으로, 본 논문에서는 이를 활용한 UAM의 비행계획 관리방안, 비행계획서의 제출 절차, 유효성 검증, 운용성 검증, 상태정보 관리 방법 등을 제시하고 구현하였으며, SWIM 인프라를 통해 기능을 확인하였다. FF-ICE를 이용한 UAM의 비행계획 관리는 전략적인 단계에서의 비행계획 검증을 통한 UAM 운항의 안전성과 효율성을 향상할 수 있을 것으로 기대된다.