드론! 무인멀티콥터! UAV! 무인기!


최근에 뉴스미디어에서 보도되고 사용하는 가장 핫(hot)한 단어 중의 하나이다. 군사적 목적인 대공화기 표적용으로 개발되었던 고정익 드론이 정찰용으로, 전투용으로 발전을 거듭하다가 과학기술의 획기적인 진전과 융복합기술의 발전으로 고정익 날개가 아닌 프로펠러를 사용하는 멀티콥터 형태의 드론으로 진화하였으며, 이제 멀티콥터 드론은 우리 생활공간 가까이 밀접하게 들어와서 4차 산업을 선도하는 핵심 부가가치 산업으로서 속도를 가늠하지 못할 정도로 빠르게 성장하고 있다.

세계적인 연구기관인 틸(Teal)연구소의 전망에 의하면 ’26년까지 드론 시장은 평균적으로 26%씩 성장하여 820억불 규모까지 성장할 것으로 예측하고 있다. 군사용 드론시장은 미국과 이스라엘이 대부분을 장악하고 있고, 취미용 드론 시장을 중국이 장악하고 있는 현재의 시점에서 우리나라 미래의 먹거리로 선정하여 집중투자하고자 하는 분야가 산업용 드론시장이다.

이러한 국제적인 현실에서 우리 정부는 ’17년 말 “드론산업발전 기본계획” 청사진에서 드론이 대한민국 발전을 선도할 13개의 혁신성장동력 중의 하나이며 드론 관련 직업이 미래의 유망직업 중의 하나라고 발표하였다. 이를 뒷받침하기 위해서 향후 5년간 드론관련 산업규모를 현재의 20배로 성장시키고 이와 관련하여 ’26년까지 드론관련 종사자를 17만 4,000여명 규모로 확대하고 이 중에서 50% 정도의 인원에게 드론 조종자 자격증을 취득하게 할 것이라고 하였다. 한국교통안전공단에서 발표한 자료에 의하면 ’17년 한 해에만 거의 3,000여명이 드론 조종자 자격증을 취득하는 등 우리 사회에 드론에 대한 열풍이 불고 있다. 드론 자격증은 필기시험과 실기시험으로 구분하여 실시하는데 한국교통안전공단에서 주관하여 평가한다.

본 교재는 초경량비행장치중에서 무인멀티콥터 자격증을 취득하기를 희망하는 사람들을 위하여 작성한 표준교과서이다. 따라서 한국교통안전공단에서 무인멀티콥터 조종자 자격을 취득하기 위하여 반드시 알아야 한다고 제시하는 내용을 위주로 맞춤형으로 작성하였다. PART 1 무인비행장치(무인멀티콥터) 운용 개관에서는 무인항공기 정의와 역사, 무인항공기 시스템, 무인멀티콥터 활용분야, 안전관리, 비행교육 등을 포함하였으며, PART 2 항공역학(비행원리)에서는 무인멀티콥터의 비행과 관련된 전반적인 항공역학을 필요한 부분만을 망라하여 기술하였고, PART 3 항공기상에서는 무인멀티콥터를 비행하는데 알아야 할 필수적인 항공기상관련 지식과 항공기상을 이해하는데 필요한 일반적인 지식 등을 포함하였으며, PART 4 항공법규에서는 드론 조종과 관련된 법규만을 선별하여 정리하였다. 각 RART 끝에는 연습문제를 해결하면서 공부한 내용을 복습하고 정리할 수 있도록 하였으며, 전 PART에 대한 공부가 끝난 후에는 실전과 같은 모의고사를 풀이하면서 이론에 대한 총정리와 실제 필기시험에 대비할 수 있도록 구성하였다.
부록에서는 한국교통안전공단에서 제공하는 드론관련 질의 및 답변 형식의 요약내용을 실었고, 현재 무인기 시장의 대부분을 차지하고 있는 우리나라 주변 주요국가들의 군사용 무인기에 대해서 소개하여 드론에 관심이 있는 독자들의 지적인 갈증해소에 도움을 주고자 하였다. 또한 무인멀티콥터 소유신고신청서부터 자격증 신청서 등 무인멀티콥터를 활용하는데 공적으로 처리해야 할 다양한 신고서 서식과 드론관리를 위해서 필요한 각종 양식서의 샘플을 제시하여 드론 조종자들에게 도움을 주고자 하였다.

본 교재는 처음부터 끝까지 무인멀티콥터(드론)을 처음 접하는 초보자의 관점과 시각에서 작성된 교과서이다. 드론 조종자는 만 14세 이상이면 응시자격이 주어진다. 따라서 누구나 이해할 수 있도록 많은 그림과 사진을 활용하여 쉽고 상세한 설명을 통하여 독자들의 이해를 돕고자 하였다.

또한, 조종자 실기시험을 준비하는 독자의 입장에서 실기시험에 대한 궁금증을 해소시켜 주기 위하여 한국교통안전공단에서 실시하는 실기시험에 대한 비행연습 모델과 실기시험 절차, 유의사항 등을 비행연습모델로 하여 정리하고 도해식으로 설명하였으며 실기평가시 실기평가위원들의 질문에 대하여 답변형식으로 진행하는 구술평가의 기출 및 예상문제도 첨부하였다.

본 교재는 현재 한국교통안전공단에서 주관하는 무인멀티콥터 조종자자격증을 취득하는데 있어서, 전반적으로 이론평가에 대한 완벽한 준비와 실기평가에 대해 독자들이 충분히 이해할 수 있는 정보를 제공해주는 기준 교재이다. 개인적으로 관심이 있는 항공촬영과 방재 등 특정한 분야에 대한 지적인 욕구는 관련된 더 전문적인 서적의 도움이 필요하리라 생각된다.

여러 전문가들의 도움을 얻어 오랜 준비기간을 거쳐 막상 교재를 발간하려니 많은 부족함과 부끄러움이 있는 것이 사실이다. 그러나 용기를 내어 교재를 발간하는 이유는 드론산업이 우리나라 미래성장의 중요한 4차 산업의 한 분야라고 일찍부터 인식하여 생명을 구하는 데 사용하는 인명구조용 드론과 드론관제시스템을 개발하여 이를 다양한 산업현장에서 실증하고 있는 드론개발자로서 또한 직접 드론조종자 자격증을 취득하면서 자격증 취득에 대한 어려움을 겪은 경험자로서 느낀 점과 필요한 지식을 드론에 대한 열정을 견지하고 힘차게 도전장을 던지고 시작하는 대한민국의 모든 드론 조종 희망자들에게 조금이나마 도움을 주고 싶은 책임감 때문이다.

본 교재의 미흡한 분야에 대해서는 계속해서 보완해 나갈 것임을 약속한다. 또한 본 교재에 이어서 ㈜숨비의 드론 연구개발 노하우를 담은 드론 기술서와 그동안 공공사업에서 실제 드론운용간 발생된 다양한 휴먼에러를 담은 에세이집도 곧 발간하여 드론에 관심을 갖고 있는 독자 여러분들에게 도움이 되고자 한다.

본 교재를 준비하면서 드론 산업의 발전을 위해서 많은 노력을 해 오셨던 선·후배 전문가 및 선각자분들의 노력 흔적을 많은 곳에서 면면히 발견할 수 있었다. 깊은 존경을 표하고 싶고 그 분들의 도전과 열정을 닮아가고자 한다. 본 교재 감수를 해주신 박장환 드론안전기술원 대표님, 인하공업전문대학교 신정호 교수님, 자료제공과 지도를 해주신 이강희 비행연구원 원장님과 이원승 교수님 등 일일이 언급할 수 없는 많은 분들께 감사드리며 출판을 허락해주신 복두출판사 사장님께도 감사를 드린다.

아무쪼록 본 교재를 통해서 무인멀티콥터(드론)를 공부하여 드론 조종자가 되고 우리나라 미래의 4차 산업 발전에 매우 중요한 역할을 하려고 결심한 대한민국의 모든 도전자들에게 작은 도움이 되기를 간절히 희망해 본다.


인천 송도 연수구 미래로에서 저자 오인선·강창구

現 (주)숨비 대표이사
現 NAUI COURSE DIRECTOR
現 인천광역시 4차산업혁명 위원
現 (사)한국인지과학산업협회 전문위원
現 무인멀티콥터 지도조종자

?초경량비행장치(무인멀티콥터) 조종자 시험정보
?학과 필기시험과 실기시험 절차


PART 1. 무인비행장치(무인멀티콥터) 운용 개관

1.1 무인기(드론)란 무엇인가
1.1.1 하늘을 나는 로봇! 무인항공기
1.1.2 무인체계란
1.1.3 무인항공기와 드론
1.1.4 무인항공기 용어의 시대적 변화

1.2 전쟁과 함께한 무인항공기의 역사
1.2.1 무인기의 시작
1.2.2 1차 세계대전 시 무인기 운용
1.2.3 2차 세계대전 시 무인기 운용
1.2.4 한국전쟁 시 무인기 운용
1.2.5 베트남전쟁 시 무인기 운용
1.2.6 중동전쟁 시 이스라엘의 무인기 운용
1.2.7 걸프전쟁 시 무인기 운용
1.2.8 코소보전쟁 시 무인기 운용
1.2.9 아프칸전쟁 시 무인기 운용
1.2.10 이라크전쟁 시 무인기 운용
1.2.11 이라크전쟁 이후 현재 무인기 운용

1.3 무인기 분류
1.3.1 무인기 형태에 따른 분류
1.3.2 무인기 운용목적별 분류
1.3.3 무인기 이?착륙 방식별 분류
1.3.4 무인기 성능별 분류
1.3.5 무인기 분류기준에 따른 산업용 무인 멀티콥터
1.3.6 무인멀티콥터(드론)의 발전

1.4 무인멀티콥터 시장전망과 다양한 분야 활동
1.4.1 무인멀티콥터 시장 전망
1.4.2 다양한 활동분야

1.5 무인멀티콥터(드론) 운용시스템 구성과 원리
1.5.1 무인기운용 시스템구성
1.5.2 무인멀티콥터(드론)의 구성과 구동원리
1.5.3 무인멀티콥터 세부구성 및 원리(통신부, 제어부, 구동부)
1.5.4 무인멀티콥터(드론) 실기비행교육
1.5.5 항공촬영 비행기법
1.5.6 방재 비행기법
1.5.7 무인비행장치 안전관리



Part 2. 항공역학(비행원리)

2.1 항공기 개요
2.1.1 항공기 분류
2.1.2 항공기 역사

2.2 비행원리 개요
2.2.1 항공역학 관련 운동법칙
2.2.2 에어포일 이론
2.2.3 비행체에 작용하는 힘(양력, 중력, 추력, 항력)
2.2.4 비행체 안정과 조종

2.3 헬리콥터 비행원리를 통한 멀티콥터 비행원리 이해
2.3.1 헬리콥터와 무인멀티콥터가 하늘에 뜨는 이유
2.3.2 헬리콥터와 무인멀티콥터의 특성
2.3.3 헬리콥터 비행원리와 멀티콥터의 이해

2.4 무인멀티콥터(드론) 비행원리
2.4.1 무인멀티콥터(드론)의 구조와 특성
2.4.2 무인멀티콥터(드론) 조종기 조작요령
2.4.3 GPS 자동복귀시스템
2.4.4 조종기 배터리 잔량 확인하기
2.4.5 기체 기본 정보 설정하기
2.4.6 비행전 준비사항
2.4.7 비행절차
2.4.8 비정상 상황판단 및 비상절차 조치요령
2.4.9 무인멀티콥터(드론) 비행간 사고발생시 조치요령
2.4.10 비행후 점검사항
2.4.11 정기 점검사항
2.4.12 무인멀티콥터(드론) 운용 로그북(LOG BOOK) 작성

2.5 참고사항(고정익 항공기와 헬리콥터의 구조와 종류)
2.5.1 고정익 항공기 구조
2.5.2 고정익 항공기 종류
2.5.3 헬리콥터 구조
2.5.4 헬리콥터 형태


Part 3. 항공기상

3.1 태양계
3.1.1 태양계
3.1.2 지구
3.1.3 태양

3.2 대기와 대기권
3.2.1 대기에 대한 이해
3.2.2 대기권의 종류

3.3 물과 물의 순환
3.3.1 물에 대한 이해
3.3.2 물의 증발과 강수
3.3.3 대기의 순환형태

3.4 기온
3.4.1 온도와 열
3.4.2 기온의 단위
3.4.3 기온의 측정
3.4.4 기온의 변화
3.4.5 기온 감률

3.5 습도
3.5.1 개요
3.5.2 수증기의 상태변화
3.5.3 응결핵
3.5.4 과냉각수
3.5.5 이슬과 서리는 수증기의 물방울
3.5.6 습도와 구름의 형성

3.6 대기압
3.6.1 대기압(Atmospheric Pressure)이란
3.6.2 기압의 측정
3.6.3 국제표준대기(ISA, International Standard Atmosphere)
3.6.4 기압의 표시
3.6.5 고기압/저기압

3.7 바람
3.7.1 바람과 풍향/풍속
3.7.2 대기의 순환과 바람
3.7.3 바람의 종류
3.7.4 드론운용 시 바람의 활용

3.8 구름
3.8.1 구름이란
3.8.2 구름의 관측
3.8.3 구름의 종류
3.8.4 구름의 높이 계산

3.9 강수
3.9.1 강수란
3.9.2 강수의 종류
3.9.3 강수량
3.9.4 비가 만들어지는 원인
3.9.5 비행기 착륙간 강수로 인하여 발생할 수 있는 현상
3.9.6 인공강우

3.10 안개
3.10.1 안개란
3.10.2 안개의 종류
3.10.3 시정장애물

3.11 기단과 전선
3.11.1 기단
3.11.2 전선

3.12 뇌우
3.12.1 뇌우란
3.12.2 뇌우의 종류
3.12.3 천둥과 번개의 발생

3.13 태풍
3.13.1 태풍이란
3.13.2 열대기상
3.13.3 태풍의 분류
3.13.4 태풍의 진로와 피해지역
3.13.5 태풍에 수반되는 현상
3.13.6 토네이도

3.14 난기류
3.14.1 난기류란
3.14.2 대류성 난기류
3.14.3 지형성 난기류
3.14.4 산악파(Mountain Wave)
3.14.5 청천난기류
3.14.6 비행 난기류
3.14.7 윈드쉬어
3.14.8 다운버스트
3.14.9 난기류의 강도

3.15 일기예보와 일기도
3.15.1 일기예보란
3.15.2 일기예보 순서
3.15.3 경보와 주의보
3.15.4 강수확률
3.15.5 일기도 이해하기

3.16 항공기상업무
3.16.1 개요
3.16.2 항공기상 예보
3.16.3 기상정보보고의 종류
3.16.4 항공정기기상보고(예)


Part 4. 항공법규

4.1 무인멀티콥터와 항공법규
4.1.1 시카고협약과 대한민국 항공관련법규의 관계 이해
4.1.2 대한민국 항공관련법규의 제정과 발전
4.1.3 초경량비행장치의 개념과 범위
4.1.4 무인항공기와 무인비행장치의 구분

4.2 무인멀티콥터 관련 항공안전법
4.2.1 항공안전법 주요 용어
4.2.2 초경량비행장치 신고 및 관리
4.2.3 시험비행허가
4.2.4 무인멀티콥터 안정성 인증
4.2.5 무인멀티콥터 조종자 증명
4.2.6 무인멀티콥터 전문교육기관 지정
4.2.7 비행
4.2.8 공역
4.2.9 초경량비행장치 사고/벌칙/보험

4.3 무인멀티콥터 관련 항공사업법
4.3.1 항공사업법 주요 용어
4.3.2 초경량비행장치 사용사업의 등록
4.3.3 초경량비행장치 등록사항의 변경
4.3.4 초경량비행장치 영리 목적 사용 금지/벌칙

4.4 초경량무인비행장치 공항시설법
4.4.1 공항시설법 주요 용어
4.4.2 초경량 비행장치 관련시설
4.4.3 이착륙장 관리기준
4.4.4 항행 안전시설
4.4.5 항공장애 표시등 및 항공장애 주간표지 설치대상 구조물

부록

부록 I : 무인비행장치 궁금증 해소 Q&A
부록 II : 세계 주요국가 군사용 무인기 소개
부록 III : 드론과 관련된 4차산업 관련용어 이해하기
부록 IV : 무인멀티콥터 관련 각종 공문서 서식/비행관련일지 양식


실전문제

모의고사 1회
모의고사 2회
모의고사 3회
모의고사 4회
모의고사 5회
정답 및 해설

실기시험 표준서
구술시험
실기평가
참고문헌