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UAM 감항인증 분석

깊은대학 2025. 7. 1. 08:12

제1장 일반 항공기 감항인증 체계

항공 운송 산업의 근간을 이루는 것은 '안전'이며, 이 안전을 법적, 기술적으로 보증하는 핵심 제도가 바로 감항인증(Airworthiness Certification)이다. 감항성이란 항공기가 운용 범위 내에서 비행 안전에 적합한 상태에 있음을 의미하며 1, 감항인증은 국가의 주권적 기관(감항당국)이 해당 항공기가 안전하게 비행할 수 있는 성능을 갖추었음을 공식적으로 증명하는 절차이다.2 이 제도는 단순히 최종 제품을 검사하는 것을 넘어, 항공기의 설계부터 제작, 운용에 이르는 전 수명주기에 걸쳐 안전성을 체계적으로 관리하고 검증하는 복합적인 과정이다.

도심항공교통(UAM)이라는 새로운 패러다임이 제시하는 감항인증의 혁신적 변화를 이해하기 위해서는, 먼저 수십 년간 확립된 일반 항공기의 감항인증 체계를 명확히 이해하는 것이 선행되어야 한다.

1.1. 핵심 원칙과 국제 프레임워크 (ICAO, FAA, EASA)

현대 항공기 감항인증 제도는 국제민간항공기구(ICAO)가 설정한 국제 표준을 기반으로 하며, 각국 항공 당국이 이를 자국법에 수용하여 이행하는 형태로 운영된다. 대표적인 감항당국으로는 미국의 연방항공청(FAA)과 유럽연합 항공안전청(EASA)이 있으며, 이들은 전 세계 항공 산업의 규제와 표준을 선도하고 있다.4

이러한 국제적 프레임워크는 몇 가지 보편적인 핵심 원칙에 기반한다. 한국의 군용항공기 감항인증 규정에서도 명시된 이 원칙들은 민간 항공 분야에서도 동일하게 적용되는 철학을 담고 있다.6

 

  • 입증된 설계 (Validated Design): 항공기의 설계는 사전에 승인된 감항인증기준(기술기준)을 모두 충족해야 한다. 이는 분석, 시뮬레이션, 지상 시험 및 비행 시험 등 체계적인 검증 과정을 통해 입증된다.
  • 설계에 따른 제작 (Built Per Design): 실제 생산된 모든 항공기는 승인된 설계와 정확히 일치하게 제작되어야 한다. 이를 보증하기 위해 제작사의 품질보증체계가 감항당국의 엄격한 감독을 받는다.
  • 적절한 유지 및 운용 (Properly Maintained and Operated): 항공기는 수명주기 동안 승인된 절차와 문서에 따라 자격을 갖춘 인력에 의해 정비되고 운용되어야 한다.
  • 비행 승무원에 의한 수락 (Accepted by the Aircrew): 최종적으로 비행 임무를 수행하는 승무원이 항공기가 안전한 운용 상태에 있음을 확인하고 수락해야 한다.

이 원칙들은 항공기의 안전성이 단 한 번의 인증으로 끝나는 것이 아니라, 설계부터 폐기 시점까지 지속적으로 유지되고 관리되어야 하는 '지속 감항성(Continued Airworthiness)'의 개념을 내포한다.

1.2. 인증 절차: 형식설계부터 운용까지

일반 항공기의 감항인증 절차는 크게 세 단계의 연쇄적인 과정으로 구성된다. 이 과정은 항공기라는 복잡한 시스템의 안전성을 단계적으로, 그리고 체계적으로 확보하기 위해 설계되었다.

 

 

  • 형식증명 (Type Certification, TC): 감항인증 절차의 핵심이자 가장 까다로운 단계로, 항공기, 엔진, 프로펠러 등 새로운 모델의 '설계'가 감항당국이 정한 기술기준에 적합함을 입증하는 과정이다.8 제작사는 설계도면, 해석 자료, 시험 결과 등 방대한 양의 데이터를 제출하여 설계의 안전성을 증명해야 한다. 감항당국은 서류 검토, 지상 시험 입회, 그리고 직접 수행하는 비행 시험 등을 통해 이를 철저히 검증한다.4 이 과정은 매우 오랜 시간이 소요될 수 있으며, 예를 들어 보잉 737 MAX의 경우 기존 형식증명을 개정하는 데에도 약 5년이 걸렸다.4
  • 제작증명 (Production Certification, PC): 형식증명을 획득한 제작사가 해당 설계를 준수하여 항공기를 일관된 품질로 양산할 수 있는 능력을 갖추었음을 인증하는 제도이다.8 감항당국은 제작사의 품질 관리 시스템, 생산 공정, 인력 및 설비 등을 종합적으로 평가하여 제작증명을 발급한다.
  • 감항증명 (Airworthiness Certificate): 특정 일련번호(Serial Number)를 가진 개별 항공기에 발급되는 증명서이다.10 해당 항공기가 승인된 형식설계에 따라 제작되었고, 안전하게 운용될 수 있는 상태임을 최종 확인한 후 발급된다.11 이 증명서는 항공기가 운항하는 동안 유효성을 유지해야 하며, 이를 위해 정기적인 검사와 정비가 필수적이다. 또한, 감항당국이 안전하지 않은 상태를 시정하기 위해 발행하는 '감항성 개선지시(Airworthiness Directive, AD)'를 의무적으로 준수해야 한다.10 유럽 EASA의 경우, 한 번 발급되면 만료되지 않는 감항증명서(CofA)를 주기적인 '감항성 검토 증명서(Airworthiness Review Certificate, ARC)'를 통해 유효성을 검증하는 체계를 운영하고 있다.14

이처럼 일반 항공기의 감항인증 체계는 수십 년간 축적된 경험을 바탕으로 내연기관을 장착한 전통적인 고정익 및 회전익 항공기에 최적화되어 있다. 이 시스템의 성숙함과 보수성은 그 자체로 높은 수준의 안전을 보장하는 강점이지만, 동시에 UAM과 같은 급진적인 기술 혁신을 수용하는 데에는 근본적인 한계로 작용한다. 기존의 규범적이고 상세한 규정들은 분산전기추진이나 고도의 자율비행과 같은 새로운 개념을 예측하고 만들어지지 않았기 때문이다. 따라서 이 견고한 기존 체계의 구조 자체가 UAM 시대에 가장 먼저 극복해야 할 도전 과제가 되는 역설적인 상황이 발생한다.

1.3. 국내 규제 환경: 항공안전법

대한민국 민간 항공 안전의 법적 근거는 「항공안전법」이다. 이 법 제23조는 국토교통부장관이 발급하는 감항증명을 받지 아니한 항공기는 운항할 수 없다고 명시적으로 규정하여 감항인증을 의무화하고 있다.2

「 항공안전법」은 감항증명을 두 가지 종류로 구분하여, 새로운 기술을 수용할 수 있는 유연성을 일부 제공한다.

 

  • 표준감항증명: 형식증명 또는 형식증명승인을 받은 설계에 따라 제작되고 안전하게 운항할 수 있다고 판단되는 항공기에 발급되는 일반적인 증명이다.2
  • 특별감항증명: 연구, 개발, 시험 비행 등 제한된 목적으로 운용되는 항공기에 대해, 제작자나 소유자가 제시한 운용 범위 내에서 안전하게 운항할 수 있다고 판단될 경우 발급된다.2

이러한 '특별감항증명' 제도는 미국 FAA의 '실험용 증명(Experimental Certificate)' 11과 유사한 역할을 한다. 이는 아직 표준감항증명의 모든 요건을 충족하지 못하는 신기술 항공기의 비행 시험과 연구개발을 가능하게 하는 중요한 통로이다. 하지만 이 증명으로는 상업적 승객 수송과 같은 본격적인 운용이 불가능하므로, UAM 상용화를 위한 최종 해결책이 될 수는 없다. 이는 개발 단계에서는 필수적이지만, 결국에는 상업 운항이 가능한 새로운 형태의 표준 인증 체계로 나아가는 '징검다리' 역할을 할 뿐이다. 규제 당국의 과제는 이 특별감항증명 단계에서 축적된 데이터와 경험을 바탕으로, 상업적으로 완전한 형식증명으로 안전하게 전환할 수 있는 명확한 경로를 제시하는 것이다.

한편, 군용항공기는 방위사업청이 주관하는 별도의 법률(「군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률」)에 따라 감항인증을 받지만, 그 핵심 원칙과 절차는 민간 항공기와 대동소이하다.1

 

 

제2장 UAM 혁명: 인증 규범을 뒤흔드는 기술적 파괴

UAM 항공기, 특히 전기수직이착륙기(eVTOL)의 등장은 기존 항공기 감항인증 체계의 근본적인 전제들을 뒤흔들고 있다. 이는 단순히 새로운 형태의 항공기가 아니라, 동력, 제어, 구조 등 핵심 기술 전반에 걸친 패러다임의 전환이기 때문이다. UAM의 기술적 특성을 이해하는 것은 기존 인증 기준이 왜 불충분하며, 어떤 새로운 접근법이 필요한지를 파악하는 데 필수적이다.

2.1. UAM/eVTOL의 정의: 핵심 아키텍처와 기술적 차별점

UAM 항공기는 기존 항공기와 명확히 구분되는 몇 가지 핵심 기술을 특징으로 한다.

 

  • 전기수직이착륙 (Electric Vertical Take-Off and Landing, eVTOL): UAM의 가장 대표적인 기능으로, 활주로 없이 도심 내 좁은 공간에서 수직으로 이착륙할 수 있는 능력을 의미한다.21 이는 고정익 항공기의 공간적 제약을 극복하고 헬리콥터의 운용 유연성을 확보하기 위한 필수 조건이다.
  • 분산전기추진 (Distributed Electric Propulsion, DEP): 한두 개의 대형 엔진 대신, 다수의 소형 전기모터와 프로펠러(또는 로터)를 기체 곳곳에 분산 배치하는 혁신적인 추진 방식이다.22 이는 UAM 기술 패러다임의 핵심으로, 다음과 같은 장점과 도전과제를 동시에 안고 있다.
  • 장점 (고장 허용성): 여러 개의 추진 장치 중 하나 또는 일부가 고장 나더라도, 나머지 장치들이 추력을 보상하여 비행을 지속하거나 안전하게 착륙할 수 있는 높은 수준의 이중화(redundancy)를 구현할 수 있다.23
  • 도전과제 (복잡성): 수많은 모터와 프로펠러를 정밀하게 동기화하고 제어하기 위해 극도로 복잡한 제어 소프트웨어와 전력 관리 시스템이 요구된다.
  • 동력원 (전기추진): 화석연료를 사용하는 터빈이나 피스톤 엔진 대신, 고밀도 배터리와 전기모터를 주 동력원으로 사용한다.21 이는 친환경적이고 소음이 적다는 장점이 있지만, 배터리의 열 폭주(thermal runaway), 충전 상태에 따른 성능 변화, 수명 저하 등 기존 내연기관과는 전혀 다른 새로운 유형의 고장 모드와 안전 문제를 야기한다.
  • 비행제어 시스템 (Fly-By-Wire, FBW): 조종사의 조작을 기계적인 연결 없이 전기 신호로 변환하여 제어 컴퓨터를 통해 각 조종면과 추진 장치를 움직이는 시스템이다. UAM은 DEP 시스템을 효과적으로 제어하기 위해 고도로 통합된 전권한(full-authority) FBW 시스템에 절대적으로 의존한다.25 특히 수직비행과 수평비행 간의 전환(transition) 구간에서 안정성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 한다.

현재 개발 중인 eVTOL 항공기는 이러한 핵심 기술을 바탕으로 크게 세 가지 형태로 분류된다.21

 

  • 멀티콥터 (Wingless): 여러 개의 로터를 이용해 양력을 얻는 드론과 유사한 형태로, 구조가 단순하지만 속도와 항속거리에서 한계가 있다 (예: Volocopter).21
  • 리프트 앤 크루즈 (Lift + Cruise): 수직 이착륙을 위한 리프트 로터와 수평 비행을 위한 추력 프로펠러를 별도로 갖춘 형태이다 (예: Wisk Aero).21
  • 벡터드 스러스트 (Vectored Thrust): 이착륙 시에는 위를 향하고 순항 시에는 앞으로 향하도록 프로펠러나 로터의 방향을 바꾸는 방식으로, 틸트 로터(tilt-rotor) 또는 틸트 윙(tilt-wing)이 대표적이다 (예: Lilium, Joby).21

2.2. 신기술의 영향: 기존 표준의 재평가가 필요한 이유

UAM의 새로운 기술들은 기존 감항인증 기준의 근본적인 가정들을 무력화시킨다.

 

  • 고장 허용성과 엔진 고장 시 성능: 기존 쌍발 항공기 규정은 '엔진 1개 고장(One-Engine-Inoperative, OEI)' 상황에서도 안전한 비행과 상승이 가능해야 한다고 명시한다. 그러나 12개의 로터를 가진 DEP 항공기에서 로터 1개가 고장 나는 상황은 OEI와는 질적으로 다르다. '고장'의 정의 자체를 재정립하고, 다수의 고장이 연쇄적으로 발생할 경우의 시스템 반응을 평가할 새로운 기준이 필요하다.
  • 소프트웨어의 중요성 증대: 고도로 통합된 FBW와 DEP 시스템에서 소프트웨어와 제어 아키텍처는 기존 항공기의 주익 구조물(wing spar)만큼이나 비행 안전에 치명적인 역할을 한다. 이는 소프트웨어 및 시스템에 대한 인증(예: DO-178C)의 비중과 심도를 전례 없는 수준으로 끌어올릴 것을 요구한다.
  • 배터리 안전성 및 성능 보증: 연료 시스템의 화재 방지, 환기 등에 대한 기존 규정은 고전압 리튬이온 배터리가 가진 고유의 위험(열 폭주, 전해액 누출, 충전 상태(SOC) 정밀 관리, 성능 저하 예측 등)을 다루기에 부적합하다.
  • 인간-기계 인터페이스(HMI): 높은 수준의 자동화로 인해 조종사의 역할은 '조종'에서 '시스템 관리'로 변화한다. 따라서 조종석 설계, 제어 로직, 그리고 시스템이 고장 상황을 포함한 자신의 상태를 조종사에게 어떻게 명확하게 전달하는지에 대한 인증 심사가 매우 중요해진다. 완전 자율비행으로 나아가는 경로는 이러한 복잡성을 더욱 심화시킨다.21

이러한 기술적 차이는 UAM 감항인증이 단순히 기존 규정을 일부 수정하는 수준을 넘어, 새로운 안전 철학과 평가 방법론을 요구하는 근본적인 과제임을 명확히 보여준다.

UAM 인증의 도전과제들은 개별 기술에 국한되지 않고 서로 깊이 연관되어 있다는 점을 이해하는 것이 중요하다. 예를 들어, 분산전기추진(DEP) 23이라는 동력 방식의 선택은 필연적으로 다수의 모터를 제어하기 위한 복잡한 FBW 비행제어 시스템을 요구한다. 이 복잡한 제어 소프트웨어는 그 자체로 비행 안전에 치명적인 시스템이 되어, 소프트웨어 인증(DO-178C)과 사이버 보안(DO-326A)의 중요성을 극적으로 높인다. 또한, 전기 추진은 고밀도 배터리를 필요로 하며 21, 이는 다시 기체 구조 및 열 관리 시스템에 새로운 설계 및 인증 과제를 부여한다. 이처럼 단 하나의 설계 결정이 동력, 제어, 소프트웨어, 구조, 시스템 등 여러 분야의 인증 요구사항에 연쇄적으로 영향을 미친다. 따라서 규제 당국과 제작사는 이러한 상호 연관성을 통합적으로 평가하는 시스템 엔지니어링 접근법을 취해야만 한다.

더 나아가, UAM은 단순히 새로운 항공기 개발에 그치지 않고, 지상의 버티포트(Vertiport) 29, 도심항공교통관리(UTM/U-space) 21, 그리고 기체와 지상을 연결하는 데이터 통신망까지 포함하는 거대한 '시스템의 집합(System of Systems)'이다. 원격 조종이나 자율비행 항공기의 경우, 지상 통제소와의 데이터 링크에 장애가 발생하는 것은 엔진 고장만큼이나 치명적일 수 있다. 비록 초기 형식증명은 항공기 자체에 집중되겠지만, UAM '서비스'의 전반적인 감항성을 보증하기 위해서는 결국 이 모든 상호 연결된 시스템들을 포괄하는 더 넓은 범위의 인증 개념이 필요하게 될 것이다. 이는 기존 항공기 인증의 범위를 크게 확장하는 중대한 변화이다.

 

 

제3장 UAM 인증에 대한 글로벌 접근 방식

UAM이라는 전례 없는 기술적 도전에 직면하여, 세계 주요 항공 선진국들은 각기 다른 철학과 전략을 바탕으로 새로운 감항인증 체계를 구축하고 있다. 특히 항공 규제를 선도하는 미국 FAA와 유럽 EASA의 접근 방식은 전 세계 UAM 산업의 향방을 결정할 중요한 잣대가 되고 있다. 이들의 대조적인 접근법을 비교 분석하고, 그 속에서 대한민국이 나아갈 전략적 방향을 모색하는 것은 매우 중요하다.

3.1. 미국 FAA의 적응적 접근: '동력 리프트(Powered-Lift)' 특별 분류

미국 FAA는 완전히 새로운 항공기 분류를 만들기보다는, 기존의 규제 틀을 유연하게 활용하여 UAM을 수용하는 '적응적(adaptive)' 접근 방식을 택했다.

 

  • 규제 근거: FAA는 미국 연방규정(14 CFR)의 21.17(b) 조항을 활용한다. 이 조항은 기존의 비행기, 헬리콥터 분류에 적합하지 않은 새로운 형태의 항공기를 '특별 분류(special class)'로 지정하여 인증할 수 있도록 허용한다.31 FAA는 eVTOL 항공기를 이 조항에 따라 '동력 리프트(powered-lift)'라는 특별 분류로 지정했다.31
  • 인증 절차: FAA는 개별 UAM 항공기 모델(프로젝트)마다 고유한 인증기준(certification basis)을 설정한다. 이는 기존 규정들, 예를 들어 소형 비행기 기준인 Part 23, 소형 헬리콥터 기준인 Part 27, 엔진 기준인 Part 33 등에서 적용 가능한 항목들을 차용하고, 전기추진이나 복잡한 비행제어와 같은 신기술에 대해서는 '특별 조건(Special Conditions, SCs)'을 추가하는 방식으로 이루어진다.25
  • 성능 기반 운용 규칙: FAA는 운용 규칙에 있어 '성능 기반(performance-based)' 접근법을 도입하고 있다. 이는 UAM 항공기가 비행 단계별 특성에 따라 해당 시점에 가장 적합한 규정을 적용받는다는 의미이다. 예를 들어, 수직 이착륙 시에는 헬리콥터와 유사한 규칙을, 순항 비행 시에는 비행기와 유사한 규칙을 적용받게 된다.31
  • Innovate28 (I28) 이니셔티브: FAA는 2028년까지 미국 내 하나 이상의 주요 거점에서 통합된 UAM 운용을 실현하는 것을 목표로 하는 'Innovate28'이라는 민관 합동 이니셔티브를 추진하고 있다. 이는 인증, 공역, 인프라 등 관련 분야 전반에 걸친 노력을 조율하고 가속화하기 위한 핵심 정책이다.34

3.2. 유럽 EASA의 백지상태 접근: '수직이착륙기 특별 조건(SC-VTOL)'

유럽 EASA는 eVTOL을 기존의 비행기(CS-23)나 헬리콥터(CS-27) 범주에 억지로 맞추는 것이 부적절하고 혁신을 저해할 수 있다고 판단했다.25 대신, 완전히 새로운 독립적인 감항인증 기준을 만드는 '백지상태(clean-slate)' 접근법을 선택했다.

 

  • 규제 근거: EASA는 2019년, 성능 기반의 새로운 감항 기준인 '수직이착륙기 특별 조건(Special Condition for Vertical Take-off and Landing, SC-VTOL-01)'을 제정하여 발표했다.36 이는 특정 설계 방식을 규정하기보다는, 달성해야 할 높은 수준의 안전 목표를 제시하는 '성능 기반(performance-based)' 규정이다.
  • 성능 기반 목표: SC-VTOL은 제작사에게 안전 목표를 달성하는 '방법'에 대한 유연성을 부여한다.37 EASA는 이후 제작사들이 이 목표를 어떻게 준수할 수 있는지에 대한 구체적인 지침으로 '적합성 입증방법(Means of Compliance, MOCs)'을 순차적으로 발행하고 있다.
  • 위험 기반 분류 (안전 연속성 개념): SC-VTOL의 가장 큰 특징은 운용 위험도에 따라 인증 요건을 차등 적용하는 '안전 연속성(Safety Continuum)' 개념을 명시적으로 도입한 것이다.
  • 기본 범주 (Category Basic): 인구 밀도가 낮은 지역에서의 운용을想定한다. 고장 발생 시 '통제된 비상 착륙'을 수행할 수 있는 능력을 요구한다.
  • 강화 범주 (Category Enhanced): 복잡한 도심 상공 운용이나 상업적 승객 수송을想定한다. 고장 발생 시에도 '안전한 비행과 착륙을 지속'할 수 있는 능력을 요구한다. 이는 훨씬 높은 수준의 안전성과 이중화를 강제하는 것으로, 치명적 고장 확률 목표치가 시간당 1×10−9 미만으로 극도로 엄격하다.25

3.3. FAA 대 EASA: 철학 및 주요 차이점 비교

FAA와 EASA의 접근 방식은 각 기관의 역사와 규제 철학을 반영하며 뚜렷한 차이를 보인다. FAA의 적응적 접근은 수십 년간 검증된 기존 규제 체계의 안정성을 활용하는 점진적 진화의 길을 택한 반면, EASA의 백지상태 접근은 유럽에서 등장하는 다양한 형태의 혁신적인 기체들을 포용하기 위해 유연성을 극대화하는 실용적인 선택이다. 유럽의 다양한 eVTOL 컨셉(예: 멀티콥터 방식의 Volocopter, 벡터드 스러스트 방식의 Lilium) 21을 하나의 기존 범주에 맞추기 어려웠던 현실이 EASA가 SC-VTOL이라는 새로운 틀을 만들게 된 배경이라고 볼 수 있다.

3.4. 대한민국의 전략적 위치: 'UAM 인증기준 안내서'와 독자 표준의 길

이러한 국제적 흐름 속에서 대한민국은 신중하면서도 전략적인 행보를 보이고 있다. 국토교통부(MOLIT)는 항공안전기술원(KIAST)의 지원을 받아 2023년, '도심형항공기 인증기준 안내서'를 발간했다.40

 

  • 개발 과정 및 성격: 이 문서는 법적 구속력이 없는 '가이드라인'이다. 이는 산·학·연·군 전문가들로 구성된 협의체를 통해 마련되었으며 43, 기존의 국내 항공기 기술기준을 바탕으로 FAA와 EASA의 접근법을 모두 분석하여 종합적으로 참고했다.40
  • 기술 분야: 안내서는 인증체계, 비행성능, 구조, 비행제어, 추진, 전기, 운용체계, 항공전자 등 8개 기술 분과를 중심으로 45, 전기엔진, 프로펠러 등을 포함한 10개 핵심 분야를 다루고, 수직 이착륙 및 전기추진과 같은 UAM 고유의 특성을 반영했다.41

한국의 이러한 접근은 '전략적 유연성'으로 해석될 수 있다. 현대차그룹의 슈퍼널(Supernal)과 같은 국내 UAM 기업들은 글로벌 시장을 목표로 하고 있다.21 이런 상황에서 너무 이르게 독자적인 강제 규정을 확정할 경우, 향후 결정될 국제 표준과 달라져 세계 시장 진출에 큰 장애물이 될 수 있다. 따라서 현재의 '가이드라인'은 국내 개발사들에게 안정적인 기술 개발의 준거를 제공하면서도, 향후 FAA와 EASA의 표준 통합(harmonization) 결과를 지켜본 후 최종적으로 국제 표준과 거의 일치하는 국내 표준을 확정하려는 고도의 리스크 관리 전략이다. 이는 국내 UAM 산업이 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하기 위한 가장 현실적이고 현명한 선택이라 평가할 수 있다.

 

제4장 분야별 UAM 인증 도전과제

UAM 감항인증의 복잡성은 고수준의 정책과 철학을 넘어, 각 기술 분야의 구체적인 엔지니어링 문제에서 비롯된다. 동력, 구조, 비행제어, 소음, 사이버 보안 등 핵심 영역에서 UAM은 기존 항공기와는 질적으로 다른 도전과제를 제시하며, 이는 새로운 인증 기준과 검증 방법론을 요구한다.

4.1. 추진 시스템: 전기엔진과 배터리의 고장 조건 인증

기존 항공기 인증은 터빈 엔진의 파편 비산 방지(uncontained failure)나 쌍발기에서 엔진 하나를 잃는 OEI 상황에 초점이 맞춰져 있다. UAM의 DEP 시스템은 이러한 패러다임을 완전히 바꾼다. EASA의 SC-VTOL '강화' 범주는 단일 고장뿐만 아니라 연쇄적인 고장 발생 후에도 안전한 비행을 지속할 수 있음을 입증하도록 요구한다.36 이는 수십 개의 모터 중 몇 개가 멈추더라도 항공기가 제어력을 잃지 않고 목적지나 대체 착륙장까지 비행할 수 있어야 함을 의미한다.

배터리 안전성은 가장 큰 난제 중 하나다. 핵심은 '열 폭주(thermal runaway)' 현상으로, 하나의 배터리 셀에서 시작된 과열이 연쇄 반응을 일으켜 전체 배터리 팩의 화재나 폭발로 이어질 수 있다. 따라서 인증 과정에서는 개별 셀의 이상 상태를 감지하고, 고장 난 셀을 전기적·물리적으로 격리하며, 열 폭주가 인접 셀로 전파되는 것을 차단하는 배터리 관리 시스템(BMS)과 팩 설계의 유효성을 철저히 검증해야 한다. 또한, 연료와 달리 배터리는 온도, 노후도, 충전 상태에 따라 성능이 크게 변동하므로, 모든 운용 조건에서 비상 상황을 포함한 비행 전 구간에 걸쳐 충분한 전력을 보장할 수 있는지에 대한 '전력 보증(power assurance)' 개념이 새롭게 요구된다.

4.2. 구조 건전성: 신소재, 신형상, 그리고 충돌내구성

UAM 항공기는 무거운 배터리를 상쇄하기 위해 탄소섬유 복합재를 광범위하게 사용한다.23 이는 기체 경량화에 필수적이지만, 금속재에 비해 손상 탐지가 어렵고 장기적인 내구성 검증이 까다롭다는 문제를 안고 있다. 특히 틸팅 로터나 날개를 지지하는 구조부는 비행 모드 전환 시 복잡하고 동적인 하중을 반복적으로 받기 때문에, 새로운 피로 수명 해석과 구조 시험 방법이 필요하다.

도심 상공 운용이라는 특성은 충돌내구성(crashworthiness)의 중요성을 극대화한다. 사고 발생 시 탑승객의 생존 공간을 확보하는 것을 넘어, 지상의 제3자 피해를 최소화해야 한다. 특히 추락 시 고전압 배터리 팩이 파손되면서 발생할 수 있는 화재, 폭발, 유독가스 누출 등의 2차 피해를 방지하기 위한 설계가 핵심적인 인증 검토 사항이 된다.

4.3. 비행 동역학 및 제어: 전환 비행과 FBW 시스템의 복잡성

UAM 항공기, 특히 벡터드 스러스트 방식은 수직 이륙을 위한 헬리콥터 모드에서 수평 비행을 위한 비행기 모드로 전환하는 과정에서 공기역학적으로 매우 불안정한 구간을 거친다. 정교한 FBW 시스템의 개입 없이는 조종사가 안정적으로 제어하는 것이 거의 불가능하다. 따라서 이 FBW 시스템을 구동하는 소프트웨어, 즉 '제어 법칙(control laws)'의 신뢰성이 항공기의 안전과 직결된다. 이 소프트웨어는 고장 시 치명적인 결과를 초래할 수 있으므로, 항공 소프트웨어 안전성 표준인 DO-178C의 최고 등급(Development Assurance Level A, DAL-A)에 따라 개발되고 검증되어야 한다.25 인증 당국은 제어 법칙이 조종사의 의도대로 정확히 작동하는지, 그리고 각종 센서나 작동기(actuator) 고장과 같은 비정상 상황에서도 시스템이 제어 불능에 빠지지 않고 안정성을 유지할 수 있는지를 집중적으로 심사한다.

4.4. 미래의 소리: 사회적 수용성의 기둥, 소음 인증

UAM의 상업적 성공은 기술적 안전성만큼이나 '사회적 수용성'에 달려 있으며, 그 핵심은 소음 문제다.30 다수의 작은 로터가 고속으로 회전하며 내는 UAM의 소음은 기존 항공기의 중저음 소음과 달리, 심리음향학적으로 인간에게 더 큰 불쾌감을 줄 수 있다.27 즉, 데시벨(dB) 수치가 낮더라도 더 시끄럽게 느껴질 수 있다는 것이다.

이러한 특성 때문에 기존의 항공기 소음 측정 표준(ICAO Annex 16) 47은 부적합하다. 이에 EASA는 UAM에 특화된 새로운 '환경보호기술사양(EPTS)'을 제안하며 규제 논의를 주도하고 있다. 이 제안의 핵심은 기존의 이륙, 접근, 상공 통과 소음 측정에 더해, 버티포트 운용 환경을 모사하는 '호버링(hovering, 제자리 비행)' 소음 측정 절차를 새롭게 도입한 것이다.48 EASA는 더 많은 데이터가 축적되기 전까지 UAM의 소음 한계치를 가장 엄격한 최신 헬리콥터 기준과 동일하게 설정하여, 기술 중립적인 경쟁 환경을 조성하고 있다.48 FAA 역시 기존 소음 규정이 적용될 것이나, 필요시 기체별로 특별한 규칙을 제정할 수 있음을 시사하고 있다.31 결국, 기술적으로 완벽히 안전한 UAM이라도 소음 기준을 통과하지 못하면 도심 운용 허가를 받지 못할 것이므로, 소음 인증은 UAM의 사업성을 결정짓는 '통행증'과 같다.

4.5. 하늘의 보안: 사이버 보안의 필수화 (DO-326A/ED-202A)

UAM은 태생부터 디지털 네트워크 기반의 '연결된 항공기'다. 기체는 지상의 교통관리 시스템(UTM), 버티포트, 운용 통제 센터와 실시간으로 데이터를 주고받는다.28 이는 전례 없는 수준의 효율성과 자동화를 가능하게 하지만, 동시에 해킹과 같은 사이버 공격에 대한 노출면(attack surface)을 극적으로 넓힌다. 특히 조종사가 없거나 역할이 축소되는 원격 조종 및 자율비행 단계에서는 '의도된 비인가 전자적 교신(Intentional Unauthorized Electronic Interaction, IUEI)'이 곧바로 비행 안전에 대한 치명적 위협이 된다.

이러한 배경에서 등장한 것이 바로 DO-326A/ED-202A 표준 세트다. 이 표준들은 단순한 IT 보안 가이드가 아니라, 사이버 위협으로 인한 항공기 안전 영향을 평가하고 완화하는 절차를 정의하는 '항공 안전' 표준이다.28 감항인증 과정에서 제작사는 이 표준에 따라 잠재적 사이버 위협을 식별하고, 위험도를 평가하며, 적절한 방어 수단을 설계에 반영했음을 입증해야 한다. EASA와 FAA는 새로운 항공기 형식에 대해 이 표준의 준수를 사실상 의무화하고 있으며, 이는 사이버 보안이 더 이상 선택이 아닌 감항성의 필수 구성 요소가 되었음을 의미한다.54

 

 

제5장 표준 통합의 당위성: 규제 격차 해소를 위한 노력

세계 최대 항공 시장인 미국과 유럽의 감항인증 기준이 서로 다른 채로 고착된다면, UAM 제작사들은 동일한 항공기를 두 시장에 판매하기 위해 별도의 인증 절차를 거쳐야 하는 막대한 부담을 안게 된다. 이는 개발 비용과 시간을 급증시켜 UAM 산업의 성장을 저해하는 심각한 장벽이 될 것이다.56 이러한 이유로 FAA와 EASA는 규제 표준을 통합(harmonization)하기 위한 노력을 가속화하고 있으며, 이는 글로벌 UAM 시장의 성패를 좌우할 핵심적인 과제로 부상했다.

5.1. FAA-EASA 협력 현황 및 최근 진전 (2024-2025년)

FAA와 EASA는 양자간 항공안전협정(Bilateral Aviation Safety Agreement, BASA)의 틀 안에서 UAM 인증 표준 통합을 위한 전담 기술팀을 운영하며 긴밀히 협력하고 있다.57 또한 FAA는 영국, 캐나다, 호주, 뉴질랜드 항공 당국과 함께 '국가항공당국네트워크(NAAN)'를 결성하여 AAM 인증 표준 조율을 위한 다자 협력도 강화하고 있다.57

이러한 노력은 2024년과 2025년에 걸쳐 구체적인 성과로 나타나고 있다.

 

  • 최대이륙중량(MTOW) 통일: EASA는 SC-VTOL의 최대이륙중량 제한을 기존 7,000 파운드(약 3,175 kg)에서 12,500 파운드(약 5,700 kg)로 상향 조정했다. 이는 FAA가 '동력 리프트' 분류에 적용하는 중량 기준과 일치하는 것으로, 제작사들이 배터리 용량 등을 설계하는 데 더 큰 유연성을 부여하는 중요한 진전이다.33
  • 치명적 고장 기준 근접: 양 기관은 단일 고장 지점(single point of failure)이 치명적인 결과로 이어지는 것을 방지해야 한다는 요구사항에 대해 상당한 의견 일치를 보였다.57 이는 UAM 안전 철학의 핵심을 공유하게 되었음을 의미한다.
  • 간소화된 인증(Streamlined Validation): 표준 통합의 궁극적인 목표는 한쪽 기관이 특정 항목에 대해 내린 '적합 판정'을 다른 기관이 그대로 인정하는 것이다. 이를 통해 양 기관은 표준이 다른 부분에만 검증 노력을 집중하여 전체 인증 과정을 효율화할 수 있다.32

5.2. 표준 통합의 지속적인 도전과제

긍정적인 진전에도 불구하고 완전한 표준 통합까지는 몇 가지 난관이 남아있다.

 

  • 규정 제정 속도와 절차: FAA의 규정 제정 절차는 각 프로젝트의 인증기준에 대해 연방관보(Federal Register) 공고와 의견 수렴 기간을 거치는 등 상대적으로 시간이 더 소요될 수 있다. 반면 EASA는 MOC를 통해 더 신속하게 지침을 업데이트할 수 있어, 이 절차적 속도를 맞추는 것이 과제다.61
  • 데이터와 경험의 비대칭성: FAA는 Joby, Archer 등 자국 업체들과, EASA는 Volocopter, Lilium 등 유럽 업체들과 각각 구체적인 인증 프로젝트를 진행하면서 새로운 데이터와 경험을 축적하고 있다. 이 과정에서 각자의 이해가 깊어지며 새로운 관점의 차이가 발생할 수 있고, 이는 다시 조율이 필요한 새로운 쟁점으로 이어질 수 있다.
  • 운용 규칙과의 연계: 완전한 표준 통합은 기체 설계 기준뿐만 아니라 조종사 훈련, 공역 통합, 정비 등 운용에 관한 규칙까지 포괄해야 한다. 이러한 운용 규칙들은 아직 개발 초기 단계에 있어, 앞으로 조율해야 할 부분이 많이 남아있다.31

5.3. 글로벌 제작사와 한국 산업에 미치는 영향

FAA와 EASA의 표준 통합 노력은 UAM 산업 전체에 지대한 영향을 미친다.

 

  • 인증 부담 감소: 표준이 통합되는 만큼, 제작사들은 중복적인 엔지니어링, 시험, 행정 업무를 줄일 수 있다. 이는 곧 개발 비용 절감과 시장 출시 기간 단축으로 이어진다.57
  • 글로벌 시장 접근성: 통합된 표준은 전 세계 시장의 문을 여는 열쇠다. 현대차그룹/슈퍼널과 같은 한국 기업이 미국, 유럽의 OEM과 동등하게 경쟁하기 위해서는 필수적인 조건이다.
  • 공급망 안정화: 안정적이고 통일된 요구사항은 배터리, 모터, 항공전자 등 부품 공급망 전체가 단일한 글로벌 표준에 맞춰 제품을 개발하고 생산할 수 있게 한다. 이는 규모의 경제를 실현하고 공급망 리스크를 줄이는 효과를 가져온다.

결론적으로, FAA와 EASA의 표준 통합은 각자의 규제 철학을 완전히 버리고 하나로 합치는 것이라기보다는, 서로의 시스템을 인정하되 그 결과물이 '동등한 수준의 안전'을 보장하고 '상호 수용 가능'하도록 만드는 '실용적 수렴'의 과정이다. 또한 이 과정은 UAM 산업의 발전 단계에 맞춰 시급한 문제부터 해결해 나가는 'Crawl-Walk-Run (기어가기-걷기-뛰기)' 32 접근법을 따르고 있다. 초기에는 유인 저승객 항공기의 핵심 안전 기준에 집중하고, 자율비행이나 대규모 운용과 같은 미래의 복잡한 과제들은 기술과 운용 개념이 성숙함에 따라 단계적으로 해결해 나갈 것이다. 이는 규제 당국이 불확실성 속에서 실질적인 진전을 이루기 위한 현명한 전략이다.

 

제6장 전략적 전망 및 제언

UAM 감항인증은 단순한 기술적 승인 절차를 넘어, 기술, 규제, 경제성, 그리고 대중의 신뢰가 복합적으로 얽힌 고차 방정식이다. 초기 FAA와 EASA의 상이했던 접근 방식은 이제 글로벌 시장의 경제적 당위성 아래 실용적인 융합의 길로 들어서고 있다. 이 전환기 속에서 대한민국 UAM 생태계가 나아갈 방향을 모색하기 위한 전략적 전망과 구체적인 제언을 제시한다.

6.1. 핵심 인증 장애물과 산업 동향 (2025년 이후)

UAM 산업이 본격적인 상용화 단계로 나아가기 위해서는 몇 가지 중대한 장애물을 넘어야 한다.

 

  • 자금 조달과 산업 재편: UAM 개발 및 인증은 막대한 자본을 요구한다. 인증 절차가 예상보다 길어지고 비용이 증가함에 따라, 자금 조달 능력은 기업의 생존을 결정하는 핵심 변수가 될 것이다. 이는 자본력이 부족한 기업들의 도태와 선도 기업 중심의 산업 재편(consolidation)으로 이어질 가능성이 높다.56
  • 생산 규모의 확대: 수작업으로 시제기를 제작하는 단계에서 벗어나, 연간 수백, 수천 대의 항공기를 일관된 품질로 양산하는 것은 기존 항공우주 산업이 경험해보지 못한 도전이다. 이를 위해서는 자동차 산업과 같은 대량생산 철학의 도입과 공급망의 혁신적인 발전이 필수적이다.56
  • 인프라 및 공역 문제: 항공기 자체의 인증은 전체 퍼즐의 한 조각에 불과하다. 상업 운항을 위해서는 버티포트의 건설 및 인증, 그리고 복잡한 도심 저고도 공역을 안전하고 효율적으로 관리할 U-space/UTM 시스템의 구축이라는 거대한 과제가 동시에 해결되어야 한다.30
  • 전문 인력 확보: UAM 산업은 새로운 항공기를 설계, 인증, 정비, 운용할 수 있는 기술과 지식을 갖춘 엔지니어, 기술자, 조종사의 심각한 부족에 직면할 것이다. 향후 20년간 수십만 명의 추가 인력이 필요하다는 전망은 인재 양성 시스템의 시급한 구축을 요구한다.65

6.2. 한국 규제 당국 및 산업계를 위한 제언

대한민국이 글로벌 UAM 시장에서 선도적 위치를 차지하기 위해서는 규제 당국과 산업계가 유기적으로 협력하며 다음과 같은 전략을 추진해야 한다.

 

  • 국토교통부 / 항공안전기술원(KIAST)을 위한 제언:
  1. 적극적인 'Agile Follower' 전략 유지 및 강화: 현재의 신중한 접근법을 유지하되, ICAO, FAA/EASA 실무 그룹 등 국제 표준화 논의에 더욱 적극적으로 참여하여 대한민국의 입장을 반영하고 최신 동향을 국내 정책에 신속하게 피드백해야 한다.34
  2. 한국형 UAM 인증기준의 조속한 공식화: 현재 수렴되고 있는 FAA/EASA 표준과 긴밀히 연계된 한국형 UAM 형식증명 기준을 조속히 공식화하여, 국내 산업계에 예측 가능성과 안정성을 제공해야 한다.
  3. 생태계 전반의 병렬적 제도 마련: 기체 인증과 별개로, 버티포트 설계 및 운영 기준, UAM 운용자(항공사) 자격 요건, 조종사 훈련 및 자격 기준 등 UAM 생태계 전반에 걸친 제도를 병렬적으로 개발하여 상용화 지연을 방지해야 한다.
  • 국내 산업계(OEM 및 부품 공급사)를 위한 제언:
  1. 인증 기반 설계 (Design for Certification): 개발 초기 단계부터 규제 전문가를 설계팀에 포함시켜, 모든 설계 결정이 인증 요구사항을 만족하도록 해야 한다.
  2. 글로벌 이중 인증 전략: FAA와 EASA의 요구사항을 동시에 충족하는 '이중 인증(dual-certification)'을 목표로 설계해야 한다. 특히 아직 표준 통합이 진행 중인 분야에서는 양쪽의 가장 보수적인 기준을 만족시키는 방향으로 개발하는 것이 리스크를 줄이는 길이다.
  3. 핵심 기술 안전성 입증에 집중: 규제 당국이 가장 면밀히 심사할 배터리 시스템, 비행제어 소프트웨어 등 신기술 분야에 대해 철저하고 방대한 안전성 입증 자료(Safety Case)를 구축하는 데 자원을 집중 투자해야 한다.
  4. 국내 핵심 부품 공급망 구축: 배터리, 모터, 항공전자 등 핵심 부품의 안정적인 수급을 위해 국내 공급망을 육성하고 전략적 파트너십을 강화하여 글로벌 공급망 리스크에 대비해야 한다.56

6.3. 결론: UAM 감항성의 미래 궤적

UAM 감항인증의 여정은 21세기 항공 산업의 미래를 결정짓는 중대한 시험대다. 이 길은 단순히 기술적 장벽을 넘는 것을 넘어, 규제 정책의 혁신, 경제적 타당성 확보, 그리고 대중의 신뢰라는 세 가지 기둥을 동시에 세워야 하는 복합적인 과제다.

초기 FAA와 EASA가 보여준 철학적 차이는 이제 글로벌 단일 시장이라는 거스를 수 없는 경제적 현실 앞에서 '실용적 융합'이라는 방향으로 나아가고 있다. 비록 세부적인 조율 과제는 남아있지만, 전 세계적으로 통용될 수 있는 단일한 안전 표준의 윤곽은 점차 뚜렷해지고 있다.

대한민국과 같은 항공 후발 강국에게 이 전환기는 위기이자 기회다. 이 규제 형성기에 글로벌 표준 제정 과정에 적극적으로 기여하고, 이를 바탕으로 기술적으로 혁신적이면서도 세계 최고 수준의 안전 기준에 완벽히 부합하는 국내 UAM 생태계를 구축할 수 있다면, 새로운 항공 시대의 주역으로 발돋움할 수 있는 절호의 기회를 잡게 될 것이다. 안전이라는 절대 가치를 기반으로 한 담대한 도전이 필요한 시점이다.

 

 

 

 

참고 자료

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  60. FAA, International Partners Collaborate on Advanced Air Mobility, 6월 30, 2025에 액세스, https://www.faa.gov/newsroom/faa-international-partners-collaborate-advanced-air-mobility
  61. Peeling back the layers of EASA and FAA's eVTOL certification standards - Vertical Mag, 6월 30, 2025에 액세스, https://verticalmag.com/features/peeling-back-the-layers-of-easa-and-faas-evtol-certification-standards/
  62. FAA and EASA issue broader guidance for eVTOL certification | Revolution.aero, 6월 30, 2025에 액세스, https://www.revolution.aero/news/2024/06/10/faa-and-easa-issue-broader-guidance-for-evtol-certification/
  63. Advanced air mobility – Snapshot January 2025 - Cirium, 6월 30, 2025에 액세스, https://www.cirium.com/thoughtcloud/ascend-consultancy-advanced-air-mobility-snapshot-january-2025/
  64. Advanced air mobility – Snapshot October 2024 - Cirium, 6월 30, 2025에 액세스, https://www.cirium.com/thoughtcloud/ascend-consultancy-advanced-air-mobility-snapshot-october-2024/
  65. 2025 outlook for vertiport and advanced air mobility industry - Business Aviation, 6월 30, 2025에 액세스, https://businessaviation.aero/evtol-news-and-electric-aircraft-news/advanced-air-mobility/2025-outlook-for-vertiport-and-advanced-air-mobility-industry