• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권4호
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• pp.379-389
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• 2023

According to the Korea Urban Air Mobility (K-UAM) Concept of Operation (ConOps), the Global Navigation Satellite System (GNSS) is recommended as the primary navigation system and the performance specification will be implemented considering the standard of Performance Based Navigation (PBN). However, by taking into account the characteristics of an urban environment and the concurrent operations of multiple UAM aircraft, the current PBN standards for civil aviation seem difficult to be directly applied to an UAM aircraft. Therefore, by referring to technical documents published in the literature, this paper examines the feasibility of applying the proposed performance requirements to K-UAM, which follows the recommendation of navigation performance requirements for K-UAM. In accordance with the UAM ConOps, the UAM aircraft is anticipated to maintain low altitude during approach and landing phases. Subsequently, the navigation performance degradation could occur in the urban environment, and the primary degradation factor is identified as multipath error. For this reason, to ensure the safety and reliability of the K-UAM aircraft, it is necessary to analyze the degree of performance degradation related to the urban environment and then propose an alternative aid to enhance the navigation performance. To this end, the aim of this paper is to model the multipath effects of the GNSS in an urban environment and to carry out the simulation studies using the real GNSS datasets. Finally, the initial navigation performance requirement is proposed based on the results of the numerical simulation for the K-UAM.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.125-135
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• 2022

최근 항공산업 분야의 최대 이슈로 부각되고 있는 UAM(Urban Air Mobility)은 국내 뿐아니라 국제적으로 많은 관심이 집중되고 있다. 현재 우리나라는 미래 K-UAM 운용개념서 제정 등 정부 및 산학연을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있으나 아직까지 비행안전의 핵심 요소인 K-UAM 운용 환경에 대한 위험도 평가 방안은 마련되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 유럽 JARUS(Joint Authorities for Rulemaking on Unmanned Systems)에서 제정한 SORA(Specific Operation Risk Assessment) 모델을 적용하여 정부가 추진하고 있는 화물 운송 목적의 K-UAM 운용 환경 및 특정 회랑을 대상으로 위험도를 평가하고 그에 따른 결과 분석을 통해 위험도 완화를 위한 정책 및 기술적 방안을 제시하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.358-367
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• 2020

수도권 지역 직장인들의 평균 출퇴근 시간이 증가하고 도로의 교통혼잡비용이 증가함에 따라 새로운 교통수단의 필요성이 증가하고 있고, 도심항공 모빌리티(UAM)가 그 대안으로 떠오르고 있다. 따라서 본 논문에서는 인구, 교통량, 출퇴근 데이터를 이용하여 서울, 경기 지역에 UAM 수직 이착륙장 위치를 선정하고 운행 경로를 설정하였다. 전기 수직 이착륙 항공기(eVTOL)의 유형을 분석해 UAM에 적합한 추력편향형과 멀티콥터형 eVTOL을 선정하여 설정된 경로를 운행하였을 때 소요시간을 계산하였다. 또한 타 교통수단을 이용하였을 때 소요시간을 UAM 이용 시와 비교 분석하였다. 결과적으로 UAM을 이용한다면 출퇴근 시간이 대폭 줄어들 수 있음을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.561-567
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• 2023

본 연구에서는 유인기 회랑에 적용되는 충돌 위험 모델을 활용하여 UAM (Urban Air Mobility) 회랑의 충돌 위험을 분석하였다. K-UAM 로드맵과 운용개념서에 따르면 UAM은 기존 유인기 운항과 유사하게 지정된 항로를 비행하는 형태를 가지며 출발지와 도착지를 왕복하는 두 가지의 노선으로 운행될 것으로 예상된다. 국내 유인기 노선 중 김포공항-제주공항 간 유인기 운행이 이와 유사하며 두 개의 노선 간 횡 방향 분리간격을 가진 평행항로 형태를 띤다. 본 연구에서는 이와 유사한 형태의 UAM 회랑에 대해 유인기 평행 항로 충돌 위험 분석에 활용되는 충돌 위험 모델을 활용하여 횡 방향 분리간격에 따른 UAM 회랑의 충돌 위험을 분석하였다. 이를 바탕으로 최종적으로 K-UAM 실증 노선을 고려하여 한강 폭 내에 몇 개의 평행 항로가 설치될 수 있는지 분석하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제30권3호
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• pp.19-27
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• 2022

Urban Air Mobility is expected to resolve some problems in urban transportation such as traffic congestion and air pollution. Various studies for a large-scale commercialization of UAM are being actively conducted. To that end, the UAM Traffic Management system aims at securing a safety and an efficiency of UAM operations. In this study, a risk assessment model is proposed to evaluate the risk of collision between a vehicle and surrounding obstacles. The proposed model is conceived from the past studies for determining a proper separation distance between parallel runways for their independent operations. The model calculates the risk that the surveillance system fails to meet a target level of safety for a given buffer zone size between a designed route and surrounding obstacles. The model is applied to one of the routes proposed in K-UAM roadmap to evaluate its performances.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.329-342
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• 2020

본 논문에서는 대도시 교통체증을 해결하기 위한 새로운 개념인 도심항공 모빌리티 (UAM; urban air mobility) 실현을 위해 필요한 요구도 분석을 수행하였다. 우선 UAM과 관련된 국내외 연구 개발 현황에 대해 살펴보았으며 상용화 준비 중인 다양한 형상의 비행체에 대해 장단점 및 임무 반경별 소요시간에대한 요구조건을 분석하였다. 또한, UAM의 시장 수용성을 분석하기 위해, 개인의 의식 및 신뢰성에 관한 요구조건을 파악하고, 항공기 유형별 사고율 데이터를 통해 안전성 요구 조건을 분석하였다. 인구가 밀집된 도심 지역에서 운용하기 때문에, 지역사회에 영향을 끼칠 수 있는 환경적 요인인 소음과 배기가스에 대해서요구조건 분석을 수행하였고, 항공기 성능과 관련된 요구조건과 인증 기준 및 FAA와 EASA의 감항기술기준에 대해서도 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.109-115
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• 2024

도심항공 모빌리티 (UAM; urban air mobility) 서비스를 위한 한국의 K-UAM 운용개념서에서는 초기 운용 과정에서 항공음성통신 뿐만 아니라 4G 및 5G 이동통신의 활용을 고려하고 있다. 본 논문은 UAM 교통관리를 위한 통신 성능 요구사항을 설정하기 위한 방법론을 연구하였으며, 초기 UAM 운항을 위한 통신 성능 요구 항목과 수준을 제시하였다. 이를 위해 K-UAM 운용개념서와 미국 FAA 운용개념서의 UAM 발전 단계별 운영 시나리오를 분석하고, 다양한 UAM 이해관계자 간에 UAM 운용을 위해 전달해야 할 메시지의 종류를 식별하였다. 또한, 이러한 메시지의 전송을 위해 필요한 통신 링크 종류, 데이터 크기, 전송 주기, 허용 가능 지연, 가용성 등을 고려하여 통신 성능 요구사항 초안을 도출하였다. 본 연구 결과는 UAM 서비스를 위한 통신 요구사항 설정 관련 최초 연구로서 향후 UAM 전용 통신망 설계 및 필요 주파수 소요량 산출과 같은 분야에서 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국항공운항학회지
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• 제31권2호
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• pp.100-107
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• 2023

This study intends to present the UAM pilot qualifications and training and education systems based on the roadmap of technology for K-UAM operation system, which is being promoted for commercialization in 2025. There are currently about 250 eVTOL manufactures around the world, and they are gearing up to produce a variety of UAM aircrafts. In Korea, 35 companies including Hyundai Motor company, Korean Air, Lotte and SKT are accelerating the development of UAM aircrafts. UAM is being developed as a public goods concept centered on public transportation and urban aviation rather than private transportation. Therefore, the UAM pilot qualification and education and training system should be suitable for operations in densely populated areas and complex urban enviroments. In other words, in order to ensure safe UAM operations, the competencies and qualifications of UAM pilots should be clearly established.

• 한국항공운항학회지
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• 제32권1호
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• pp.39-48
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• 2024

Aviation industry is moving towards the third innovative era of AAM with electric power and AI after the JET-powered era following the Wright brothers' first flights. Research on UAM, eVTOL development, certification, and operations is competitively progressing, primarily in aviation-leading countries, aiming to resolve urban traffic saturation and foster the future aviation industries. This study introduces the concept of the pilot's role transition in operational safety as AI autonomous flight advances, comparing K-UAM operational concept with research from FAA, NASA, and EASA. It is to identify and propose solutions for challenges from the pilot's perspective in developing UAM and its safe operation system. To succeed in Advanced Air Mobility National Project, we suggest the collaboration among industry, academia, and institutions, along with the cooperation between civilians, governments, military, and the need for Urban Air Mobility integrated policies.

• 한국항공운항학회지
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• 제32권3호
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• pp.114-123
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• 2024

Recently, urban population congestion has caused significant traffic and air pollution problems in city centers. To address these issues, Urban Air Mobility (UAM) has been proposed, with commercialization targeted for 2025 in Korea. The Korea Meteorological Administration (KMA) has been conducting the K-UAM Grand Challenge in Goheung since 2022 to develop operational standards and relevant technologies. This study uses a ultrasonic anemometer at a height of 10 meters to analyze turbulence around the vertiport. Data was collected from November 2022 to November 2023. For turbulence analysis, the Eddy Dissipation Rate (EDR = ε^1/3), defined by the International Civil Aviation Organization (ICAO), was used. EDR was calculated using Kolmogorov's theory and derived from the energy spectrum. EDR values were classified into None, Light, Moderate, and Severe, and analyzed by season, day, and wind direction. The results showed strong daytime turbulence in summer, especially with southerly winds in spring and summer, due to sea breeze fronts. This study provides essential data for planning safe UAM operations considering weather conditions.