요약문
목차
1. 기획사업의 개요 28
가. 기획사업 추진 배경 28
(1) 건설교통 R&D 혁신 로드맵 28
(2) 항공선진화 사업 29
(3) 항공안전기술개발 사업단 기획 29
나. 기획사업의 필요성 및 중요성 30
(1) 과제 추진 필요성 30
(2) 기획 연구의 중요성 31
다. 기획사업의 최종 목표 및 연구 범위 32
(1) 최종 목표 32
(2) 기획 연구 범위 32
라. 기획사업 결과 활용 방안 33
2. 항공안전기술개발 사업의 개요 34
가. 국내외 현황 34
(1) 국내외 항공사고 현황 34
(2) 국내외 항공안전기술 현황 36
나. 항공안전기술개발 사업의 필요성 41
(1) 항공안전시스템 구축의 필요성 41
(2) 한미간 BASA 체결의 필요성 43
다. 항공안전기술개발 사업의 목표 및 내용 44
(1) 비전 및 목표 44
(2) 주요 사업 내용 46
라. 한미 간 상호항공안전협정(BASA) 47
(1) BASA 개요 47
(2) BASA 체결 프로세스 49
(3) 최근 BASA 체결사례 조사 52
(4) BASA 추진상의 제약사항 60
(5) 항공기 인증업무의 독립성 62
마. 소형항공기 기술개발 64
(1) 개발 목표 64
(2) 개발의 필요성 64
(3) 기대 효과 66
(4) 기존 사업과의 차별성 67
바. 항공안전기술 특허분석 68
(1) 특허기술동향 68
(2) 결론 및 시사점 71
사. 항공안전기술개발 사전타당성 분석 72
(1) 연구범위 72
(2) 기술적 타당성 분석 72
(3) 경제적 타당성 분석 74
(4) 법률적 타당성 분석 76
아. 사업의 추진 전략 및 활용 79
(1) 추진전략 및 체계 79
(2) 활용방안 80
(3) 기대효과 82
3. 총괄과제 및 사업단장 85
가. 총괄과제 개요 85
나. 사업단 추진체계 86
다. 사업단장 87
(1) 사업단장 임무 87
(2) 사업단장의 자격요건 90
(3) 항공안전기술개발 사업단장 공모 제안요구서(RFP) 92
(4) 사업단 과제 선정평가 절차 및 평가항목 99
라. 총괄관리과제 101
(1) 과제 개요 101
(2) 항공안전기술개발 사업단 총괄 체계 관리 제안요구서(RFP) 102
4. 제 1 핵심과제: 항공 사고예방 기술개발 107
가. 핵심과제 개요 107
(1) 핵심과제 정의 및 비전 107
(2) 연구배경 및 필요성 108
(3) 국내ㆍ외 기술개발 동향 117
(4) SWOT 분석 120
나. 연구개발 목표 및 연구내용 123
(1) 핵심과제 최종 연구목표 123
(2) 세부과제의 필요성 및 연구개발 동향 126
(3) 세부과제 연구내용 149
(4) 세부과제별 테스트베드 적용방안 152
다. 소요 연구비 159
(1) 핵심과제 연구비 159
(2) 세부과제별 연구비 159
라. 기술개발 효과 및 성과활용방안 161
(1) 경제적ㆍ기술적ㆍ사회문화적 파급효과 161
(2) 성과활용방안 162
마. 핵심과제 선정평가 164
(1) 핵심과제 성과목표 및 지표 164
(2) 세부과제 성과목표 및 지표 165
바. 핵심과제 제안요구서 170
사. 세부과제 제안요구서 175
5. 제 2 핵심과제: 항공 안전평가 및 안전인증 기술개발 179
가. 핵심과제 개요 179
(1) 핵심과제 정의 및 비전 179
(2) 연구배경 및 필요성 181
(3) 국내ㆍ외 기술개발 동향 186
(4) SWOT 분석 196
나. 연구개발 목표 및 연구내용 201
(1) 핵심과제 최종 연구목표 201
(2) 세부과제의 필요성 및 연구개발 동향 209
(3) 세부과제 연구내용 239
(4) 세부과제별 테스트베드 적용방안 301
다. 소요 연구비 319
(1) 핵심과제 연구비 319
(2) 세부과제별 연구비 320
라. 기술개발 효과 및 성과 활용방안 323
(1) 경제적ㆍ기술적ㆍ사회문화적 파급효과 323
(2) 성과활용방안 325
마. 핵심과제 선정평가 329
(1) 핵심과제 선정평가 기준 329
바. 핵심과제 제안요구서 338
사. 세부과제 제안요구서 345
6. 제 3 핵심과제: 소형항공기급 BASA 체계 구축 및 시범사업 인증 362
가. 핵심과제 개요 362
(1) 핵심과제 정의 및 비전 362
(2) 연구배경 및 필요성 364
(3) 국내ㆍ외 기술개발 동향 366
(4) SWOT 분석 368
나. 연구개발 목표 및 연구내용 371
(1) 핵심과제 최종 연구목표 371
(2) 핵심과제 연구내용 373
(3) 핵심과제 테스트베드 적용방안 401
다. 소요 연구비 402
(1) 총괄 연구비 402
라. 기술개발 효과 및 성과활용방안 403
(1) 기술개발 효과 403
(2) 성과활용방안 404
마. 핵심과제 선정평가 406
(1) 핵심과제 성과목표 및 지표 406
바. 핵심과제 제안요구서 407
7. 제 4 핵심과제: 소형항공기급 인증기 개발 410
가. 핵심과제 개요 410
(1) 핵심과제 정의 및 비전 410
(2) 연구배경 및 필요성 412
(3) 국내외 기술개발 동향 413
(4) SWOT 분석 417
(5) 연구 내용 419
나. 제 1 안: 쌍발 터보팬기 422
(1) 목표시장 및 판매전망 422
(2) 경쟁기종 분석 및 요구도 정의 432
(3) 최신 기술 적용 방안 434
(4) 제품군 개발개념 (Family Concept) 443
(5) 개발 일정 443
(6) 소요 연구비 444
(7) 기술개발 효과 및 성과 활용방안 445
(8) 핵심과제 선정평가 456
(9) 핵심과제 제안요구서 (RFP) 457
다. 제 2 안: 단발 피스톤프롭기 460
(1) 목표시장 및 판매전망 460
(2) 경쟁기종 분석 및 요구도 정의 472
(3) 최신 기술 적용 방안 476
(4) 제품군 개발개념 (Family Concept) 489
(5) 개발 일정 490
(6) 소요 연구비 490
(7) 기술개발 효과 및 성과 활용방안 492
(8) 핵심과제 선정평가 495
(9) 핵심과제 제안요구서 (RFP) 496
8. 항공안전기술개발사업 성과 활용방안 499
가. 핵심과제의 기술개발 효과 499
(1) 경제/산업적 파급효과 499
(2) 기술적 파급 효과 501
(3) 사회/문화적 파급 효과 502
나. 성과 활용방안 503
다. 정부 정책과의 연계방안 508
9. 요약 및 결론 512
가. 항공안전기술개발 사업단 과제 요약 512
나. 과제 추진 일정 및 추정 사업비 515
다. 항공안전기술개발 사업의 추진 필요성 518
(1) 사회ㆍ문화적 관점 518
(2) 경제ㆍ산업적 관점 518
(3) 기술적 관점 519
라. 과제별 성과 활용방안 요약 520
마. 핵심 과제 성공 가능성 523
10. 참고문헌 526
[참고] 기획연구 수행 경위 531
[첨부 A] 535
[첨부 B] 항공안전기술개발 사업단 기획연구 워크샵 537
[첨부 C] 538
[첨부 D] 539
[첨부 E] 541
[첨부 F] 2007년도 제 60회 NBAA Annual Meeting & Convention 참관기 543
판권기 564
표 2.1 아시아 주요국 BASA 체결 사례 39
표 2.2 BASA 체결 유형 48
표 2.3 Eagle-150 개발 연혁 52
표 2.4 Eagle-150 주요 제원 및 성능 53
표 2.5 Y-12 IV 개발 연혁 54
표 2.6 Y-12 IV 항공기 주요 제원 및 성능 55
표 2.7 IL-96T 화물기 개발 연혁 55
표 2.8 IL-96T 주요 제원 및 성능 56
표 2.9 PZL -18 항공기 개발 연혁 57
표 2.10 PZL M18 주요 제원 및 성능 57
표 2.11 PZL -18 항공기 개발 연혁 58
표 2.12 PAC-750-XL 주요 제원 및 성능 59
표 2.13 주요국가의 기술경쟁력 현황 (미국등록특허 기준) 69
표 2.14 경제성 평가 결과 75
표 3.1 총괄과제 사업 예산 85
표 4.1 국내 연도별 항공기 사고현황 110
표 4.2 국가별 GDP 대비 항공사고비용 비교 113
표 4.3 국가별 단위 승객 km당 항공사고비용 비교 113
표 4.4 연구기술 분야의 SWOT 분석 결과 122
표 4.5 항공기의 일반적인 다중화 구조 126
표 4.6 관련 기술 분야의 기술수준 132
표 4.7 관련 기술 분야의 인프라 수준 132
표 4.8 관련 기술분야의 기술수준 138
표 4.9 관련 기술분야의 인프라 수준 138
표 4.10 항공기 충돌방지 관련 분야의 기술수준 139
표 4.11 항공기 충돌방지 관련 분야의 인프라수준 140
표 4.12 핵심과제의 단계별 성과목표 및 지표 164
표 4.13 세부과제 및 주요 연구개발 내용 165
표 4.14 제 1 세부과제의 단계별 성과목표 및 지표 165
표 4.15 제 2 세부과제의 단계별 성과목표 및 지표 166
표 4.16 제 3 세부과제의 단계별 성과목표 및 지표 166
표 4.17 제 4 세부과제의 단계별 성과목표 및 지표 167
표 4.18 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (1) 167
표 4.19 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (2) 167
표 4.20 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (3) 168
표 4.21 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (4) 168
표 4.22 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (5) 168
표 4.23 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (6) 169
표 4.24 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (7) 169
표 4.25 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (8) 169
표 4.26 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (9) 169
표 4.27 성과지표 별 선정근거 및 측정방법 (10) 170
표 5.1 우리나라의 연도별 항공사고 발생현황 182
표 5.2 제2핵심과제의 SWOT분석 결과 200
표 5.3 관련 기술분야의 기술수준 212
표 5.4 관련 기술분야의 인프라수준 213
표 5.5 관련 기술분야의 기술수준 214
표 5.6 관련 기술분야의 인프라수준 215
표 5.7 관련 기술분야의 기술수준 217
표 5.8 관련 기술분야의 인프라수준 217
표 5.9 CNS/ATM 표준 및 지침 개발 현황 218
표 5.10 관련 기술분야의 기술수준 221
표 5.11 관련 기술분야의 인프라수준 221
표 5.12 관련 기술분야의 기술수준 223
표 5.13 관련 기술분야의 인프라수준 223
표 5.14 관련 기술분야의 기술수준 225
표 5.15 관련 기술분야의 인프라수준 225
표 5.16 관련 기술분야의 기술수준 229
표 5.17 관련 기술분야의 인프라수준 229
표 5.18 관련 기술분야의 기술수준 230
표 5.19 관련 기술분야의 인프라수준 231
표 5.20 관련 기술분야의 기술수준 238
표 5.21 관련 기술분야의 인프라수준 239
표 5.22 항공기기술기준 및 계속감항성 유지체계 개발 연차별 연구내용 301
표 5.23 항공인증시스템 평가프로그램(ACSEP) 개발 연차별 연구내용 304
표 5.24 미래항공인증 기술개발 연차별 연구내용 306
표 5.25 차세대 항행시설 인증기술개발 연차별 연구내용 308
표 5.26 항공용 S/W 인증기술개발 연차별 연구내용 310
표 5.27 항공기 인증-설계 통합기술개발 연차별 연구내용 312
표 5.28 항공운항 품질보증체계 기술개발 연차별 연구내용 314
표 5.29 항공사 운항안전감사 및 평가시스템 개발 연차별 연구내용 316
표 5.30 항공운항 성능측정 및 평가시스템(APMS) 개발 연차별 연구내용 318
표 6.1 연구기술 분야의 SWOT 분석 결과 370
표 7.1 국내 민간 항공기 개발 실적 416
표 7.2 SWOT 분석 419
표 7.3 소형항공기 시장 구분 426
표 7.4 KVLJ의 시장 점유율 예측 432
표 7.5 KVLJ의 시장 요구도 정의 434
표 7.6 동체 설계 고려 요소 438
표 7.7 날개 설계 고려 요소 438
표 7.8 KVLJ의 공허 중량 439
표 7.9 KVLJ 최대 이륙 중량 440
표 7.10 KVLJ의 엔진 후보군 440
표 7.11 민수항공기 분류 462
표 7.12 최대 이륙중량에 의한 비즈니스 제트 구성 Source : Rolls-royce 463
표 7.13 소형기 구분 465
표 7.14 미주시장 피스톤 프롭기 운용 대수 466
표 7.15 KPP 시장 전망 471
표 7.16 피스톤 프롭 주요기종 사양 472
표 7.17 KPP 설계 요구조건 482
표 7.18 KPP 공허중량 485
표 7.19 KPP 최대 이륙 중량 구성 486
표 7.20 IO-550-N 엔진 제원 487
표 9.1 각 과제의 개요 513
표 9.2 소형항공기급 인증기 후보기종 514
표 9.3 항공안전기술개발 사업 추정 사업비 (1안) 516
표 9.4 항공안전기술개발 사업 추정 사업비 (2안) 517
그림 2.1 우리나라의 항공운송 순위 37
그림 2.2 항공안전기술개발의 필요성 41
그림 2.3 항공안전기술개발 사업의 비전과 목표 44
그림 2.4 Eagle-150 53
그림 2.5 Y-12 IV 항공기 54
그림 2.6 IL-96T 화물기 56
그림 2.7 PZL M18 57
그림 2.8 PAC-750-XL 59
그림 2.9 항공 안전 기술의 특허 점유율 및 특허건수 추이 68
그림 2.10 기술별 출원인 국적 분포(미국) 70
그림 2.11 항공안전기술개발 사업 추진 전략 80
그림 2.12 항공안전기술개발 사업 기대효과 82
그림 3.1 사업단 추진체계 87
그림 3.2 사업단 과제 평가절차 99
그림 4.1 항공사고예방기술 사업비전 108
그림 4.2 착륙 100,000 회당 치명적인 사고 발생률 (1963-2002년) 109
그림 4.3 전손사고율과 사망률 (1997-2006년) 111
그림 4.4 이륙 1,000,000 회당 전손사고율 111
그림 4.5 2006년도 항공사고 내용 및 위협요인 분석 112
그림 4.6 민간항공기 사고의 비행단계별 분류(2005년) 114
그림 4.7 항공사고의 주요 원인(2005년) 115
그림 4.8 항공사고의 분류 (2005년) 115
그림 4.9 항공전자장비 개발에 따른 사망사고율 감소 116
그림 4.10 SATS에서 HITS를 적용한 합성영상 예시 118
그림 4.11 TATEM 프로젝트의 개념도 118
그림 4.12 항공사고예방기술 개발 125
그림 4.13 온 보드 모니터링 및 지상 장비 127
그림 4.14 V-22 VSLED 시스템 128
그림 4.15 트렌드(Trend) 데이터 진단 129
그림 4.16 기어박스 진동의 푸리에 스펙트럼 130
그림 4.17 IMM 필터의 구조 131
그림 4.18 3D Synthetic Vision 133
그림 4.19 HITS 화면의 예 (좌: Goal post pathway, 우: Paving stone pathway) 134
그림 4.20 영국 Chelton 사의 HITS 화면 135
그림 4.21 수평방향 RMSE 136
그림 4.22 수직방향 RMSE 137
그림 4.23 시도 횟수에 따른 RMSE 오차 137
그림 4.24 지상충돌경고시스템(GPWS) 연결도 (1) 142
그림 4.25 지상충돌경고시스템(GPWS) 연결도 (2) 142
그림 4.26 지상충돌경고시스템(GPWS) 순서도 143
그림 4.27 조종사 주계기판의 충돌경고 화면 144
그림 4.28 조종사 주계기판의 기동명령 화면 144
그림 4.29 항공기의 고도와 지형지물의 고도 차이에 대한 표시색 145
그림 4.30 조종사 다기능계기판에 표시된 지형지물의 고도차 145
그림 4.31 소형항공기 구조물의 내추락성 분석 및 검증 147
그림 4.32 결빙생성 해석 예 147
그림 4.33 항공기 뇌우지역 진입 시, 전계의 진전 148
그림 4.34 제 1 세부과제 추진체계 152
그림 4.35 실시간 안전진단 시스템 (HUMS) 개발 153
그림 4.36 제 2 세부과제 추진체계 154
그림 4.37 합성 비행영상시스템 (SVD) 개발 155
그림 4.38 제 3 세부과제 추진체계 156
그림 4.39 소형항공기용 지상충돌 경보장치 개발 157
그림 4.40 제 4 세부과제 추진체계 158
그림 4.41 설계 검증 기술 개발 158
그림 5.1 항공 안전평가 및 안전인증 기술개발 비젼 180
그림 5.2 항공사고 발생율 추이 181
그림 5.3 우리나라 항공교통량 증가추이 183
그림 5.4 항공기 전손 사고 발생 원인 비율(1988-1997, 상업용 제트 항공기) 186
그림 5.5 무인기 충돌회피 시스템 비행시험 (미국 NASA) 187
그림 5.6 공역에서 유무인기 통합 운용 비행시험 (스웨덴 SCAA) 187
그림 5.7 지상기반보강시스템(GBAS) 개념도 188
그림 5.8 위성기반보강시스템(SBAS) 개념도 188
그림 5.9 ADS-B 기본 아키텍쳐 189
그림 5.10 항공용 소프트웨어 인증 프로세스 190
그림 5.11 SimAuthor 사의 Analyst 191
그림 5.12 항공안전평가 및 안전인증 기술개발 204
그림 5.13 운항품질보증체계 207
그림 5.14 항공안전평가 및 안전인증 기술개발 209
그림 5.15 미연방항공청 감항기술기준 체계 211
그림 5.16 ACSEP의 평가기준 구성 214
그림 5.17 미국 내의 무인기 비행시간 추세 215
그림 5.18 유럽의 무인기 기술기준 개발 방안 216
그림 5.19 APMS의 Graphical Viewer화면 236
그림 5.20 APMS에서의 동영상 비행기록자료의 화면 238
그림 5.21 개념/기본설계 단계의 항공기 개발 과정 284
그림 5.22 CATIA VB Interface를 이용한 항공기 파라미터 설계 예 286
그림 5.23 다분야 통합 시스템 개념도 288
그림 5.24 안전관리시스템과 FOQA의 연계 체계 293
그림 5.25 비정형 비행패턴 점수화 분석 예시 299
그림 5.26 비정형 비행 패턴 검출 예시 300
그림 5.27 항공기 기술기준 및 계속감항성 유지체계 개발 303
그림 5.28 항공인증시스템 평가프로그램 (ACSEP) 개발 305
그림 5.29 미래항공인증기술 개발 307
그림 5.30 차세대 항행시설 인증기술 개발 309
그림 5.31 항공용 S/W 인증기술 개발 311
그림 5.32 항공기 인증-설계 통합기술 개발 313
그림 5.33 항공운항품질보증체계기술 개발 315
그림 5.34 항공사 운항안전감사 및 평가시스템 개발 317
그림 5.35 항공 운항성능 측정 및 평가시스템 319
그림 6.1 핵심과제 비전 363
그림 6.2 미국과의 BASA 체결 현황 (06.9 기준) 365
그림 6.3 항공기급 BASA 시범사업 372
그림 6.4 우리나라 항공기기술기준 개정에 관한 현행 절차 377
그림 6.5 미국연방항공청의 감항기준 개정에 관한 현행 절차 377
그림 6.6 미국의 Exemption 인증절차 389
그림 6.7 미국의 특수기술기준 제정절차 390
그림 6.8 소형항공기급 BASA 체계구축 및 시범사업 인증 402
그림 7.1 소형항공기급 인증기 개발 비전 411
그림 7.2 미국 소형항공기 활성화를 위한 로드맵 414
그림 7.3 분야별 기술 수준 - 건설교통 R&D 혁신 로드맵(2006) 416
그림 7.4 분야별 국내 항공기 개발 경험과 기술 축적 현황 417
그림 7.5 세계 민항기 시장 구분 423
그림 7.6 비즈니스기 시장의 전개방향 424
그림 7.7 Very Light Jet 주요 기종 425
그림 7.8 범용항공기 시장 전망 425
그림 7.9 소형 항공기 시장 전망 (납품 대수) 427
그림 7.10 소형 항공기 시장 전망 (납품액) 427
그림 7.11 Very Light Jet 납품대수 전망치 비교 428
그림 7.12 Very Light Jet 주문 대수 현황 429
그림 7.13 KVLJ 목표 시장 430
그림 7.14 KVLJ의 시장 전망 분석 절차 432
그림 7.15 KVLJ 설계 요구 조건 436
그림 7.16 KVLJ 3면도 형상 436
그림 7.17 KVLJ 복합재 구조개념 기본 안 437
그림 7.18 KVLJ 비행 영역 해석 결과 441
그림 7.19 KVLJ의 임무거리 441
그림 7.20 KVLJ의 유상하중에 따른 임무거리 442
그림 7.21 KVLJ 이륙 성능 442
그림 7.22 KVLJ 제품군 개발 개념 443
그림 7.23 KVLJ BASA 시범기의 개발 효과 및 성과 활용방안 445
그림 7.24 BASA 체결을 위한 일반 절차 447
그림 7.25 에어버스의 항공기 개발 단계 449
그림 7.26 BASA 시범기의 단계적 상용화 방안 451
그림 7.27 Green Aircraft 기준 형상 452
그림 7.28 중소형기 개발 효과 454
그림 7.29 2006년 신규항공기 인도현황 (Teal Group) 460
그림 7.30 비즈니스 제트기 시장 예측[롤스 로이스, 2006] 463
그림 7.31 세계 G.A.급 항공기 판매 현황(GAMA) 466
그림 7.32 피스톤 프롭 주요 판매기종별 점유율 467
그림 7.33 피스톤 프롭기 최대중량 대비 판매가 비교표 470
그림 7.34 피스톤 프롭기 최대중량 대비 최대 속도 비교표 473
그림 7.35 피스톤 프롭기 최대중량 대비 판매가 비교표 474
그림 7.36 KPP 임무선도 475
그림 7.37 Cirrus Design사의 SR-22 476
그림 7.38 Raytheon사의 Beechcraft Premier IA와 복합재 동체 476
그림 7.39 PFD(Primary Flight Display) 477
그림 7.40 Elipse500 AvioTM 478
그림 7.41 LED NAV Light 478
그림 7.42 고출력 디젤 엔진 479
그림 7.43 CFD를 이용한 공력 최적화 480
그림 7.44 CAPS(Cirrus Airframe Parachute System) 481
그림 7.45 KPP 3면도 형상 483
그림 7.46 KPP 형상 483
그림 7.47 SR-20 복합재 샌드위치 구조 동체 484
그림 7.48 KPP Flight Envelope 487
그림 7.49 KPP 고도-속도에 따른 항속거리 변화 488
그림 7.50 항속거리에 따른 중량변화 488
그림 7.51 고도에 따른 상승성능 변화 489
그림 7.52 KPP Familiy Concept 489
그림 8.1 항공안전기술개발 사업의 파급효과 499
그림 8.2 KPP 활용처 507
그림 8.3 Air-taxi 기종 분포 507
그림 8.4 차세대 항행시스템 개발 기대효과 509
그림 9.1 항공안전기술개발 사업 기대 성과 522