글로벌 인증 연계형 AAM 시뮬레이터 개발 계획서

깊은대학 2025. 7. 15. 08:48

Executive Summary

본 보고서는 향후 3년간 첨단 항공 모빌리티(AAM) 훈련용 시뮬레이터의 성공적인 개발 및 인증을 위한 전략적 접근법, 핵심 과제, 주요 마일스톤 및 중대 권고사항을 제시한다. 본 계획의 핵심 명제는 AAM 시뮬레이터 시장에서의 성공이 단일 기종에 종속된 제품 개발이 아닌, 진화하는 글로벌 규제 프레임워크와 긴밀히 협력하며 병행 개발된 모듈식 데이터 기반 플랫폼을 통해 달성될 수 있다는 것이다. 이를 위해 본 보고서는 1차년도에 기술 스택 선정과 규제 당국과의 초기 협력을 통한 전략적 기반을 구축하고, 2차년도에는 시제품 개발, 첨단 훈련 시스템 통합 및 내부 검증을 수행하며, 3차년도에는 최종 인증 획득, 시장 출시 및 자율비행 시대로의 확장을 준비하는 단계별 로드맵을 제안한다. 이 과정에서 규제 분기, 기술적 불확실성, 시장 변동성과 같은 핵심 리스크를 식별하고, 이를 완화하기 위한 구체적인 전략을 포함하여 프로젝트의 성공 가능성을 극대화하는 것을 목표로 한다.

섹션 1: AAM 운영 및 규제 환경 분석

AAM 시뮬레이터 개발의 성공은 그것이 운영될 생태계와 충족해야 할 복잡하고 때로는 상이한 규제 표준에 대한 깊은 이해에서 시작된다. 이 섹션의 분석은 모든 후속 기술 및 비즈니스 결정의 전제 조건이 된다.

1.1. AAM 생태계: 운영 도메인의 정의

첨단 항공 모빌리티(AAM)는 사람, 화물, 긴급 서비스를 위한 추가적인 항공 운송 수단을 제공하는 신흥 항공우주 시장이다.1 이 생태계는 주로 도심 내 단거리 노선(최대 약 30마일)을 담당하는 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)와 도시 간 또는 지역 간 장거리 노선(최대 약 500마일)을 포괄하는 지역 항공 모빌리티(Regional Air Mobility, RAM)로 구성된다.1 이 시스템의 핵심은 전기 수직이착륙(eVTOL) 기체와 버티포트(Vertiport)와 같은 새로운 인프라에 의존한다.1 UAM과 RAM의 구분은 시뮬레이터가 구현해야 할 임무 프로파일, 비행 범위, 시각 및 환경 충실도 요구사항을 정의하기 때문에 매우 중요하다.

현재 시장에는 지배적인 eVTOL 설계가 부재하며, 여러 유형이 경쟁적으로 개발되고 있다.2 주요 기체 유형은 다음과 같다.

멀티로터(Multirotor): 헬리콥터와 유사한 단순하고 안정적인 설계로, UAM에 적합하지만 항속거리와 속도에 제한이 있다 (예: Volocopter 2X).5
리프트+크루즈(Lift + Cruise): 수직 이착륙을 위한 전용 시스템과 순항 비행을 위한 별도의 추진 시스템을 갖추어 효율성과 단순성 사이의 균형을 맞춘 설계이다 (예: Eve, Beta Alia).5
벡터 스러스트(Vectored Thrust): 로터나 날개 전체가 회전하여 수직 비행에서 수평 비행으로 전환하는 방식으로, RAM 임무에 필요한 더 빠른 속도와 높은 효율을 제공한다 (예: Joby S4, Archer Maker, Dufour Aero3).5
추진 시스템: 대부분 배터리 기반의 완전 전기식이지만, 항속거리 연장을 위해 하이브리드-전기 및 수소 연료전지 개념도 등장하고 있다.5

AAM 생태계는 기체뿐만 아니라 지상 인프라와의 통합을 전제로 한다. 이착륙, 충전, 정비 등 종합 서비스를 제공하는 버티포트(Vertiports), 승객 및 화물 승하차 전용 시설인 버티스톱(Vertistops), 그리고 이 모든 것을 디지털로 연결하고 관리하는 UAS 교통 관리(UTM) 또는 유럽의 U-space가 핵심 구성 요소이다.1 따라서 개발될 시뮬레이터는 버티포트 접근 및 출발 절차, UTM 서비스와의 상호작용을 포함한 이러한 인프라 내에서의 운영을 현실적으로 모델링할 수 있어야 한다.

이러한 기술적 다양성은 중요한 전략적 시사점을 가진다. 수많은 eVTOL 제조업체와 그들의 다양한 기체 유형 5, 그리고 필연적으로 발생할 시장 통합 가능성 3을 고려할 때, 단일 특정 eVTOL 모델을 위한 시뮬레이터를 개발하는 것은 매우 높은 리스크를 수반하는 전략이다. 선택한 기체 OEM이 실패하거나 설계를 대폭 변경할 경우, 개발된 시뮬레이터는 순식간에 무용지물이 될 수 있다. 따라서 핵심 전략은 어떤 기체를 시뮬레이션할 것인가가 아니라, 공통의 모듈식 재구성 가능 시뮬레이터 플랫폼을 개발하는 것이어야 한다. 이 플랫폼은 다양한 비행 모델, 조종석 레이아웃, HMI 구성을 쉽게 적용할 수 있도록 설계되어야 하며, 이를 위해 ARINC 610과 같은 산업 표준과 모듈식 하드웨어 설계를 적극 활용해야 한다.16 이러한 "플랫폼 우선" 접근 방식은 특정 OEM에 대한 종속 리스크를 완화하고 총 시장 잠재력을 극대화하는 길이다.

1.2. 규제의 관문: AAM 조종사 인증을 위한 FAA와 EASA 프레임워크

AAM은 수십 년 만에 처음으로 등장한 새로운 항공기 카테고리로, 헬리콥터처럼 이륙하고 비행기처럼 비행하는 하이브리드 특성을 가진다.20 이는 완전히 새로운 조종사 인증 및 훈련 규정의 필요성을 야기했으며, 현재 미국 연방항공청(FAA)과 유럽 항공안전청(EASA)이 병행하여 규정을 개발하고 있으나 완벽한 조화를 이루지는 못하고 있다.

FAA의 접근 방식: "동력 리프트(Powered-Lift)"와 SFAR

FAA는 AAM 기체를 "동력 리프트(Powered-Lift)"로 분류했다.21
초기 운영을 신속히 지원하기 위해, FAA는 10년간 유효한 임시 규정인 **특별연방항공규정(SFAR)**을 발표하여 조종사 인증, 훈련 및 운영을 관리한다.20 이 SFAR은 성능 기반 접근법을 채택하여 수직 비행 시에는 헬리콥터 규정을, 수평 비행 시에는 비행기 규정을 적용한다.20
최종 SFAR의 중요한 양보 사항 중 하나는 시뮬레이터 사용을 확대하고 단일 조종 장치 항공기에서의 훈련을 허용한 것인데, 이는 다수의 eVTOL 설계에 있어 핵심적인 규제 완화 조치이다.20 조종사는 동력 리프트 카테고리 등급과 비행할 각 기체에 대한 특정 형식 한정 등급을 요구받게 된다.23

EASA의 접근 방식: "특별 조건 VTOL(SC-VTOL)"과 신규 조종사 규정

EASA는 기체 자체를 인증하기 위해 SC-VTOL이라는 전용 기술 사양을 개발했다.27 이 프레임워크는 특히 도심 상공에서 상업적 여객 운송을 목표로 하는 "강화(Enhanced)" 범주에 대해 상용 여객기와 동등한 수준의 안전 목표(10억 비행시간당 1회 미만의 치명적 실패 확률, 즉 10−9)를 요구하는 등 엄격한 기준을 설정한다.28
EASA는 항공 운영, 비행 승무원 면허(FCL), 항공 규칙에 대한 포괄적인 규제 프레임워크를 개발 중이며, 관련 제안이 공개 협의를 거치고 있다.27 장기적인 목표는 VTOL 항공기를 위한 CPL(V)와 같은 전용 면허를 신설하는 것이다.34

EASA의 운영 적합성 데이터(OSD)

EASA 프레임워크의 핵심 요소는 의무적인 **운영 적합성 데이터(OSD)**이다.35 기체 제조업체(형식 증명 보유자)는 조종사 형식 한정 훈련, 정비사 훈련, 시뮬레이터 인증(CS-SIMD)에 대한 최소 요구사항을 정의하는 EASA 승인 데이터를 제출해야 한다.37 이는 EASA 시장을 위한 시뮬레이터 개발에 있어 eVTOL OEM과의 초기 협력이 단순한 이점을 넘어 규제적 필수 요건임을 의미한다.

이러한 규제 환경의 차이는 중요한 설계 동인을 제공한다. FAA가 임시적인 SFAR을 통해 기존 규정을 조정하는 반면, EASA는 OSD 의무화를 포함하여 포괄적인 새 프레임워크를 구축하고 있다. 이는 아직 완전히 조화되지 않은 두 개의 뚜렷한 규제 경로를 만들어낸다.39 예를 들어, SFAR의 확대된 시뮬레이터 사용 허용 범위 23는 최종 EASA FCL 규정과 다를 수 있으며, OSD 36는 현재 FAA 프로세스에 직접적인 대응물이 없다. 따라서 성공적인 글로벌 시뮬레이터는 **이중 인증(dual-qualification)**을 목표로 설계되어야 한다. 이는 시뮬레이터의 소프트웨어 아키텍처, 특히 교관 운영 스테이션(IOS)과 인증 시험 가이드(QTG) 소프트웨어가 FAA와 EASA의 시험 표준을 동시에 실행하고 문서화할 수 있을 만큼 유연해야 함을 의미한다. 또한, 비즈니스 모델은 두 개의 별도 규제 기관과의 협력 및 잠재적으로 다른 두 세트의 OEM 제공 데이터(하나는 FAA용, 다른 하나는 EASA용 OSD 패키지)를 처리하는 데 드는 비용과 복잡성을 고려해야 한다.

1.3. 인증의 교차점: AAM 시대의 FSTD 인증

비행 시뮬레이션 훈련 장치(FSTD) 인증은 기존의 프레임워크인 FAA 14 CFR Part 60 42과 EASA CS-FSTD(A)/(H) 46를 기반으로 조정될 것이다. 이 규정들은 FTD Level 7, FFS Level D와 같은 인증 등급을 정의하며, 이는 조종사가 실제 항공기 훈련 시간을 대체하여 받을 수 있는 훈련 크레딧의 양을 결정한다.46 FFS Level C/D와 같은 높은 충실도의 시뮬레이터는 실제 항공기에서의 훈련 의존도를 크게 낮출 수 있어, 상당한 투자수익률(ROI)을 제공하는 핵심 동인이 된다.52

AAM 시뮬레이터 개발의 가장 큰 난제는 전통적인 FSTD 인증이 인증된 항공기에서 수집된 포괄적인 비행 시험 데이터 패키지에 의존한다는 점이다. 그러나 AAM의 경우, 시뮬레이터는 해당 데이터가 존재하기 훨씬 전인 항공기 개발과 병행하여 개발되어야 한다.55 이 "데이터 부재" 문제에 대한 해결책은 데이터 기반의 점진적 접근법과 새로운 인증 패러다임에 있다.

데이터 기반 인증 시험 가이드(QTG): QTG는 시뮬레이터의 충실도를 증명하기 위한 객관적, 주관적 시험 항목을 담은 마스터 문서이다.56 AAM 시뮬레이터의 초기 QTG는 "살아있는 문서"가 될 것이다. 이는 엔지니어링 모델, 풍동 시험, 축소 모델 프로토타입에서 얻은 데이터로 시작된다.42
기존 규정 활용: FAA의 NSP 정보 게시판 09-01은 비행 시험 데이터가 부재할 때 엔지니어링 시뮬레이터 검증 데이터를 사용할 수 있는 지침을 제공하며, 이는 중요한 선례가 된다.42
"시뮬레이션을 통한 인증(CbS)": EASA의 SC-VTOL은 "시뮬레이션을 통한 인증(Certification by Simulation, CbS)" 개념을 명시적으로 허용한다. 이는 모델의 신뢰성이 입증될 경우, 비행 시뮬레이션이 항공기 인증을 위한 일부 비행 시험을 지원, 보강 또는 대체할 수 있음을 의미한다.27

이러한 변화는 시뮬레이터의 역할을 근본적으로 바꾼다. 시뮬레이터는 더 이상 단순한 훈련 도구가 아니라, 항공기 인증 과정 자체의 핵심 요소가 된다. CbS 개념 61과 새로운 비행 제어 법칙 및 HMI를 첫 비행 전에 검증해야 할 필요성 63은 시뮬레이터가 하류 제품이 아님을 의미한다. 이는 eVTOL OEM에게 필수적인 엔지니어링 도구로 자리매김하게 한다. 이로 인해 시뮬레이터 개발사는 강력한 새로운 가치 제안과 비즈니스 모델을 창출할 수 있다. 즉, 항공사나 훈련 센터에 훈련 장치를 판매하는 것을 넘어, eVTOL OEM에게 인증 지원 및 리스크 감소 서비스를 판매하게 되는 것이다. 이는 조종사 훈련이 시작되기 훨씬 전부터 수익을 창출할 수 있는 기회를 제공하며, OEM과의 훨씬 더 초기 단계의 깊은 파트너십을 정당화한다. 이러한 전략적 포지셔닝은 3차년도에 제안될 시장 진출 전략의 초석이 된다.

표: FAA 및 EASA AAM 규제 프레임워크 비교 분석

섹션 2: 1차년도 - 기반 구축 및 전략 설계

첫해는 견고한 전략적, 기술적, 규제적 기반을 구축하는 데 전념한다. 목표는 중요한 아키텍처 결정을 내리고 규제 기관과의 협력을 조기에 시작함으로써 프로젝트의 리스크를 줄이는 것이다.

2.1. 1단계: 개념화 및 기술 스택 선정

대상 항공기 프로파일 정의: 초기 개발을 위한 "참조" eVTOL 프로파일을 정의한다. 이는 시장을 선도하는 유형(예: 리프트+크루즈 또는 틸트-윙 설계)을 기반으로 한 복합 프로파일이 될 것이다. 이를 통해 가장 까다로운 비행 동역학 및 HMI 기능 개발을 추진하면서도, 모듈식 플랫폼 내에서 다른 기종으로의 적응성을 유지할 수 있다.5
모듈식 플랫폼 아키텍처:

핵심 원칙: 모션 시스템, 시각 시스템, 핵심 컴퓨팅 아키텍처로 구성된 공통 기본 플랫폼을 설계한다. 항공기별 요소(조종석 하드웨어, 비행 동역학 소프트웨어, HMI)는 교체 가능한 모듈로 설계하여 18 다양한 eVTOL 고객에 대응하는 것이 중요하다.
표준 활용: 특히 **ARINC 610(시뮬레이터 내 항공전자장비 설계 및 통합 가이드)**과 같은 ARINC 표준을 활용하여 실제 또는 시뮬레이션된 항공전자장비 하드웨어와의 호환성을 보장하고 통합 과정을 간소화한다.16

기술 트레이드오프 연구 및 선정:
모션 플랫폼: Moog, E2M, Motion Systems 등 주요 공급업체의 6자유도(6-DOF) 전기식 모션 플랫폼을 평가한다.18 전기식 시스템은 낮은 유지보수 비용과 전력 소비량 덕분에 유압식보다 선호된다.53 플랫폼은 수직 이착륙 및 전환 비행 단계를 포함한 eVTOL 고유의 진동과 가속도를 시뮬레이션할 수 있어야 한다.7
시각 시스템: AAM 시뮬레이터에서 매우 중요한 선택이다. 시스템은 Level D 인증을 위해 최소 150도의 넓은 시야각(FOV)을 지원해야 하며 46, 고밀도, 고충실도의 도시 환경(버티포트, 건물, AI 기반 교통)을 렌더링할 수 있어야 한다.73 복잡한 도시 경관과 기상 효과를 렌더링하는 능력에 대해 CAE Prodigy와 같은 선도적인 시각 시스템 제공업체와 언리얼 엔진(Unreal Engine)과 같은 게임 엔진 기술을 평가한다.76 특히 저비용 FTD의 경우 Varjo와 같은 VR/MR 헤드셋 사용은 핵심 고려사항이다.9
햅틱 피드백 제어장치: 단일 조종사 운영 환경에서 시뮬레이터의 물리적 단서를 보완하기 위해 비행 제어장치에 햅틱 피드백을 통합한다. 이는 공력 버페팅, 제어 한계, 시스템 상태 변화에 대한 촉각적 단서를 제공하여 조종사의 몰입감과 안전성을 향상시킨다.81

2.2. 2단계: 고충실도 모델링 (비행 동역학 및 환경)

비행 동역학 모델링 전략:

과제: eVTOL 비행 모델링은 불안정한 공기역학, 로터-기체/로터-로터 간 상호작용, 수직 운용 중 지면 효과 등으로 인해 복잡하다.59
접근 방식: 다분야, 다중 충실도 접근법을 채택한다.59 기준이 되는 6-DOF 강체 모델에서 시작하여 점진적으로 향상시킨다. 물리 기반 모델링(예: 블레이드 요소 이론)과 OEM이 제공하는 엔지니어링 도구(예: CAMRAD II, FLIGHTLAB)의 데이터를 조합하여 사용한다.58 모델은 수직 이륙, 날개 비행으로의 전환 및 복귀, 순항, 수직 착륙 등 모든 비행 단계를 정확하게 표현해야 한다.

인간-기계 인터페이스(HMI) 및 조종석 설계:

초점: 단일 조종사를 위한 단순화된 기체 운용(Simplified Vehicle Operations, SVO)에 중점을 둔다.63 조종석은 소형화되고, 물리적 버튼을 최소화하기 위해 통합 터치스크린 디스플레이에 크게 의존할 것이다.64
설계 원칙: 사용자 중심 설계(User-Centered Design, UCD) 프로세스를 따른다.63 인터페이스는 특히 작업 부하가 높은 전환 단계와 복잡한 도심 공역에서 직관적인 제어와 명확한 상황 인식을 제공해야 한다. 이미 AAM 비행 갑판을 개발 중인 Garmin, Honeywell과 같은 항공전자장비 공급업체와 협력한다.3

디지털 트윈 기반 구축: 시뮬레이터의 "디지털 트윈" 아키텍처 개발을 시작한다. 1차년도에는 형상 관리 및 초기 유지보수 계획을 위해 시뮬레이터 하드웨어 자체의 가상 복제품을 만드는 데 중점을 둔다.85

2.3. 3단계: 규제 협력 및 QTG 전략

공식 협력 착수: FAA 국가 시뮬레이터 프로그램(NSP) 및 EASA의 FSTD 부서와 공식적인 접촉을 시작한다. 이는 최종 신청이 아닌, 프로젝트에 대한 전략적 소개 단계이다.
FAA 프로세스: "신규 FSTD 스폰서 가이드 및 체크리스트"를 따른다.42 이는 시뮬레이터 품질 관리 시스템(SQMS) 매뉴얼 초안과 T001A(FSTD 구성 목록), T024(규정 준수 서한)와 같은 양식의 예비 버전을 준비하는 것을 포함한다.42 이러한 조기 협력은 신뢰를 구축하고 시뮬레이터의 새로운 측면에 대한 피드백 채널을 제공한다.
EASA 프로세스: FSTD 인증 절차와 관련하여 EASA와 협력하며, 장치의 새로운 특성을 강조한다.49 아직 VTOL을 위한 특정 CS-FSTD(V)가 없으므로, 전략은 CS-FSTD(A)와 CS-FSTD(H) 요구사항의 조합을 기반으로 준수 사항을 제안하고, eVTOL의 고유한 측면에 대해서는 "특별 조건"으로 보완하는 것이다.47 이러한 선제적 접근이 필수적이다.
예비 QTG 개발: 초기 인증 시험 가이드(QTG)를 개발한다. 이 문서는 엔지니어링 데이터를 기반으로 하며, 최종 검증을 위해 비행 시험 데이터가 필요한 시험 항목을 명확히 식별한다. 이는 규제 기관에 명확하고 신뢰할 수 있는 인증 경로를 제시하는 것이다.56

2.4. 1차년도 결과물 및 마일스톤

표: 1차년도 실행 로드맵 및 결과물

섹션 3: 2차년도 - 개발, 통합 및 검증

2차년도는 설계에서 실행으로 전환하는 단계로, 첫 시제품 제작, 첨단 훈련 시스템 통합, 그리고 공식 인증을 위한 엄격한 내부 검증 수행에 중점을 둔다.

3.1. 4단계: 핵심 시스템 개발 및 통합

시제품 조립: 1차년도에 선정한 핵심 하드웨어 구성 요소(모션 플랫폼, 시각 시스템 하드웨어, 조종석 쉘, 모의 비행 제어장치)를 조달하고 조립한다.90
소프트웨어/하드웨어 통합: 이는 주요 통합 과제이다. 2단계에서 개발된 비행 동역학 모델을 비행 제어장치(햅틱 포함), 항공전자 HMI, 시각 시스템의 이미지 생성기와 통합해야 한다. 목표는 충실도와 시뮬레이터 멀미 완화에 중요한 원활하고 낮은 지연 시간의 성능을 달성하는 것이다.50
교관 운영 스테이션(IOS) 개발: 강력하고 직관적인 IOS를 개발한다. 재배치, 기상 제어와 같은 표준 기능 외에도, IOS는 AAM 훈련의 고유한 요구사항을 지원해야 한다.

시나리오 생성: 버티포트 운영(이착륙, 지상 조업, 충전) 11 및 고밀도의 AI 기반 항공 및 지상 교통과의 상호작용 75을 포함한 복잡한 도시 시나리오를 생성할 수 있어야 한다.
UTM/U-space 인터페이스: IOS는 UTM/U-space 서비스 제공자와의 상호작용을 시뮬레이션할 수 있어야 하며, 이를 통해 교관이 비행 계획 수정, 공역 제한, 비상 지침 등을 주입할 수 있어야 한다.93

3.2. 5단계: 첨단 훈련 및 운영 시스템 통합

디지털 트윈 확장: 디지털 트윈을 시뮬레이터 모델에서 운용 항공기 모델로 발전시킨다. OEM의 시험 항공기에서 실시간 데이터를 통합함으로써, 시뮬레이터의 디지털 트윈은 실제 기단의 예측 정비 분석에 사용될 수 있으며, 이는 추가적인 가치 흐름을 창출한다.85 시뮬레이터는 OEM과 미래 운영자를 위한 "가상 시험대"가 된다.86
AI 기반 적응형 훈련 시스템: CAE Rise™와 같은 플랫폼을 모델로 한 데이터 기반 훈련 시스템을 통합한다.55

기능: 이 시스템은 기동 중 조종사 성능 데이터(예: 비행 경로 준수, 제어 입력, 반응 시간)를 자동으로 수집한다. AI/ML 알고리즘을 사용하여 설정된 기준에 따라 성능을 객관적으로 평가하고 약점을 식별한다.99
이점: 이는 학생 중심의 맞춤형 피드백을 제공하고, 교관의 주관성을 줄이며, 훈련 커리큘럼을 개별 조종사의 필요에 맞게 동적으로 조정할 수 있게 한다.96 또한 훈련 프로그램 자체의 지속적인 개선을 위한 풍부한 데이터셋을 생성한다.

UTM/U-space 시뮬레이션 통합: 이는 AAM에 있어 매우 중요한 단계이다. 시뮬레이터는 시뮬레이션된 UTM 생태계에 연결되어야 한다.

아키텍처: 시뮬레이터는 FAA의 UTM 파일럿 프로그램(UPP)의 아키텍처를 모방하여, UAS 서비스 공급자(USS) 네트워크 및 비행 정보 관리 시스템(FIMS)과 API를 통해 통신하는 클라이언트 역할을 한다.93
훈련 시나리오: 이를 통해 디지털 비행 계획 제출, 자동 인가 수신, UTM 시스템으로부터의 실시간 동적 충돌 회피 지시에 대한 대응 등 AAM 고유의 핵심 과제에 대한 훈련이 가능해진다. 이는 조종사가 고도로 자동화된 공역에서 단순히 조종간을 잡는 조종사가 아닌 "시스템 관리자"로서 훈련받도록 한다.94

3.3. 6단계: 내부 검증 및 확인(V&V) 및 인적 요소 평가

객관적 검증: 예비 QTG에 정의된 시험을 통합된 시제품을 사용하여 실행한다. 이는 자동화된 스크립트를 실행하여 시뮬레이터 성능을 엔지니어링 모델 데이터와 비교하는 것을 포함한다. 불일치 사항은 기록되어 개선을 위해 개발팀에 피드백된다.42
주관적 검증: 자격을 갖춘 조종사(이상적으로는 파트너 OEM 소속)와 함께 광범위한 테스트를 수행한다. 이들은 조종 특성, HMI 사용성, 전반적인 현실감을 평가하여 시뮬레이션 튜닝을 위한 중요한 피드백을 제공한다.89
인적 요소 초점 - 시뮬레이터 멀미: VR/MR 구성 요소가 사용되는 경우 이 단계는 매우 중요하다. 시뮬레이터 멀미를 측정하고 완화하기 위한 전담 연구를 수행한다.

원인: 감각 충돌(시각 대 전정 감각), 높은 지연 시간, 낮은 주사율, 부정확한 동공 간 거리(IPD)가 알려진 원인이다.80
완화 기법: 고성능 하드웨어(Varjo와 같은 고주사율, 저지연 헤드셋)를 사용한다.80 높은 움직임이 있는 동안 시야각(FOV)을 줄이고 고정된 디지털 "휴식 프레임"(예: 가상 조종석 프레임)을 제공하는 등의 소프트웨어 기법을 구현한다.109 연구에 따르면 사전 비행 경험이 멀미를 줄일 수 있으므로, 조종사 참여 테스트의 필요성이 더욱 강조된다.110

3.4. 2차년도 결과물 및 마일스톤

표: 2차년도 실행 로드맵 및 결과물

섹션 4: 3차년도 - 인증, 상용화 및 미래 대비

마지막 해는 공식적인 규제 인증 획득, 시장에 제품 출시, 그리고 점차 자율화되는 AAM 생태계에 적응하기 위한 장기적인 성장 기반을 마련하는 데 중점을 둔다.

4.1. 7단계: 공식 인증 및 증명

마스터 QTG(MQTG) 최종화: 이는 인증의 초석이다. OEM 파트너가 항공기 비행 시험 캠페인을 완료함에 따라, 검증 데이터(비행 시험 데이터)를 사용하여 QTG의 엔지니어링 데이터를 대체하거나 보완한다. 이 최종 데이터 검증 문서는 마스터 QTG(MQTG)가 되어 규제 당국에 제출된다.56
공식 평가: FAA NSP 및 EASA와 공식 인증 평가를 계획하고 수행한다. 이는 규제 기관 검사관에 의한 현장 검사 및 테스트를 포함하며, 이들은 MQTG의 테스트를 실행하여 규정 준수를 확인한다.57
목표 인증 등급: 주요 목표는 FFS Level D (또는 달성 가능한 최고 FTD 등급, 예: FAA Level 7 / EASA FTD Level 3)이다.46 이 등급은 제로 비행 시간 훈련(ZFTT)을 포함한 최대 훈련 크레딧을 제공하며, 이는 고객에게 가장 강력한 경제적 이점을 제공한다.50
상호 협정 활용: FAA-EASA 상호 항공 안전 협정(BASA) 및 시뮬레이터 기술 이행 절차(TIP-S)를 활용한다.42 목표는 한 기관의 인증이 다른 기관에서도 인정받도록 하여 프로세스를 간소화하고 중복 평가를 줄이는 것이다. 이는 글로벌 제품의 핵심적인 효율성 동인이다.

4.2. 8단계: 시장 진출 및 운영 준비

시장 진출(GTM) 전략: 다각적인 GTM 전략을 개발하고 실행한다.113

목표 고객: 초기에는 eVTOL OEM(인증 파트너로서)에 집중하고, 이후 대규모 비행 훈련 기관(예: CAE, FlightSafety), 그리고 초기 도입 AAM 항공 운영사 순으로 확장한다.116
제품 포지셔닝: 시뮬레이터를 단순한 훈련 장치가 아닌, 인증 지원, HMI 개발, 절차 검증 역할을 포함하는 포괄적인 AAM 운영 지원 플랫폼으로 마케팅한다.118

비즈니스 및 가격 모델:

직접 판매: 대형 훈련 센터나 OEM에 시뮬레이터 유닛을 전통적인 방식으로 판매한다.53
리스 옵션: 소규모 운영자의 높은 초기 자본 지출을 줄이기 위해 리스를 제공한다.54
서비스형 훈련(TaaS): 이는 핵심 성장 모델이다. 자체 또는 파트너 훈련 센터를 설립하여 고객이 시간당 또는 구독 기반으로 시뮬레이터에 접근할 수 있도록 한다. 이 모델은 확장 가능하고 클라우드 기반이며, 고객 비용을 자본 지출(CapEx)에서 운영 지출(OpEx)로 전환시킨다.119

글로벌 지원 및 수명 주기 관리:

클라우드 아키텍처: 시뮬레이터 소프트웨어를 클라우드 기반 아키텍처를 활용하도록 설계한다. 이를 통해 원격 진단, 소프트웨어 업데이트, 새로운 훈련 시나리오 및 시각 데이터베이스 제공이 가능해져 현장 유지보수를 최소화한다.122
24/7 지원: 고객의 최대 가동 시간을 보장하기 위해 원격 및 현장 지원, 예비 부품 물류, 정기 인증 서비스를 제공하는 글로벌 지원 네트워크를 구축한다.18

4.3. 9단계: 자율성으로의 로드맵

AAM의 장기 로드맵은 조종사가 탑승하는 단계에서 원격 조종, 그리고 최종적으로 완전 자율 운항으로 발전할 것으로 예상된다.40 이러한 변화가 조종사 시뮬레이터를 쓸모없게 만들 것이라는 오해가 있지만, 이는 사실과 다르다. 오히려 시뮬레이터 플랫폼은 자율화된 미래에 더욱 중요해진다. 그 이유는 두 가지다. 첫째, 지상 관제소에서 자율 항공기 편대를 관리할 원격 운영자를 훈련하고 인증하는 주요 도구가 된다.2 둘째, **자율 비행 제어 AI 자체의 검증 및 확인(V&V)**을 위한 고충실도의 인증된 환경 역할을 한다. 즉, 시뮬레이터는 AI를 위한 "운전면허 시험장"이 되는 것이다.

이러한 미래에 대비하기 위한 전략적 전환이 필요하다. 모듈식 설계를 통해 물리적 조종석을 원격 운영자 스테이션 모듈로 교체할 수 있다. AI 기반 시나리오 생성기와 UTM 통합 기능은 이미 복잡한 자율 환경을 시뮬레이션하기 위한 기반이 된다. 이러한 접근 방식은 시장 변화에 의해 혼란을 겪는 대신, 시장 전환을 주도할 수 있는 위치를 선점하게 한다.

4.4. 3차년도 결과물 및 마일스톤

표: 3차년도 실행 로드맵 및 결과물

섹션 5: 전략적 권고 및 리스크 완화

이 마지막 섹션은 계획을 종합하여 높은 수준의 전략적 필수 과제를 제시하고, 이 선구적인 사업에 내재된 중대한 리스크를 관리하기 위한 실행 가능한 계획을 제공한다.

5.1. 핵심 성공 요인 요약

규제 파트너십: FAA 및 EASA와의 선제적이고 투명하며 지속적인 협력이 가장 중요하다.
OEM 공생 관계: 데이터 및 인증 지원을 위해 선도적인 eVTOL OEM과의 깊은 통합이 필요하다.
모듈식 기술: 역동적인 시장에 적응하기 위한 유연하고 재구성 가능한 플랫폼이 필수적이다.
데이터 기반 충실도: 각 단계에서 사용 가능한 최상의 데이터를 기반으로 한 신뢰할 수 있고 진화하는 QTG가 요구된다.
전체론적 훈련: UTM 및 버티포트 운영을 포함한 전체 AAM 생태계의 시뮬레이션이 필요하다.

5.2. 리스크 분석 및 완화 계획

표: AAM 시뮬레이터 프로그램 리스크 및 완화 매트릭스

5.3. 재무 개요 및 ROI 분석

비용-편익 프레임워크: 핵심 가치는 실제 eVTOL에서의 훈련에 따르는 높은 운영 비용과 리스크를 상쇄하는 데 있다.

비용 절감: 시뮬레이터 훈련은 직접 비용(에너지/충전, 정비, 착륙료)과 간접 비용(기체 마모)을 제거한다.53 연구에 따르면 전통적인 시뮬레이터 사용은 실제 훈련 대비 비용을 39% 이상 절감할 수 있다.53 초기 eVTOL 기체의 높은 가치를 고려할 때, 이 절감 효과는 더욱 클 것이다.
안전 및 보험: 비상 상황(예: 배터리 고장, 비행 제어 문제) 훈련은 실제 항공기에서는 불가능하거나 용납할 수 없을 정도로 위험하다. 시뮬레이터 훈련은 사고를 줄이는 것으로 입증되었다.133 보험사들은 높은 수준의 시뮬레이터 훈련을 강력히 선호하며, 종종 의무화하기도 한다. 그 결과로 더 낮은 보험료와 더 높은 책임 한도를 제공한다.134

예상 ROI: 직접 판매, 리스, TaaS, OEM 인증 지원 서비스 등에서 발생하는 예상 수익과 총 3년간의 투자를 비교하는 개략적인 모델을 개발한다. 목표는 프로젝트 시작 후 5~7년 내에 수익성을 확보하는 경로를 제시하는 것이다.

5.4. 지적 재산(IP) 및 사이버 보안 전략

IP 보호:

비행 동역학 모델 및 AI 알고리즘: 이는 "핵심 자산"이다. 주요 전략은 특허가 아닌 영업 비밀로 보호하는 것이어야 한다.137 특허는 공개를 요구하므로 비행 모델의 핵심을 노출시키게 된다. 영업 비밀 보호는 강력한 내부 통제, 직원 및 파트너와의 NDA, 엄격한 접근 관리에 의존한다.138
새로운 하드웨어/소프트웨어 메커니즘: 시뮬레이터 내의 특정하고 새로운 발명(예: 독특한 햅틱 피드백 메커니즘 또는 새로운 VR 통합 방법)은 방어적 보호를 위해 특허 출원 대상이 될 수 있다.140

사이버 보안 프레임워크:

핵심 표준: **NIST 사이버 보안 프레임워크(식별, 보호, 탐지, 대응, 복구)**를 지침 방법론으로 구현한다.143
데이터 보호: 시뮬레이터는 민감한 데이터(독점 OEM 항공기 성능 데이터 및 조종사 개인 식별 정보(PII))를 처리한다. 저장 및 전송 중 데이터 암호화, 엄격한 접근 제어, 안전하고 감사된 클라우드 인프라(예: Microsoft Azure Government 클라우드)를 포함한 강력한 데이터 보안 조치를 구현한다.96
시스템 무결성: 시뮬레이터 소프트웨어 및 하드웨어를 조작이나 무단 수정으로부터 보호하여 부정적인 훈련과 안전 저해를 방지한다. 이는 보안 부팅 프로세스, 코드 서명, 정기적인 취약점 스캔을 포함한다.145 이는 FSTD에 요구되는 품질 관리 시스템(QMS/SQMS)의 중요한 구성 요소이다.42

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